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Grasas y aceites lubricantes
Indice
1. Introducción
2. Grasas y aceites lubricantes
3. Control de calidad
4. Aditivos empleados en las grasas lubricantes
5. Aceites Lubricantes
6. Conclusión
7. Bibliografía
1. Introducción
No existe en el mundo máquina alguna que por sencilla que sea no requiera lubricación, ya que
con esta se mejora tanto el funcionamiento, como la vida útil de los equipos y maquinarias.
En el siguiente trabajo de investigación se ha querido estudiar las grasas y aceite lubricantes,
desde su obtención a partir de las materias primas hasta sus diferentes usos, aplicaciones,
especificaciones e importancia en el creciente mundo industrial.
Objetivo General
Conocer directamente un proceso industrial y la reacción química que ocurre en este.
Objetivos Especificos
Desarrollar la capacidad de gestión y liderazgo.
Poner en práctica los pasos que se deben realizar en el desarrollo de un trabajo investigativo
Analizar y comprender cada una de las etapas del proceso obtención de grasas y aceites
lubricantes.
Saber que clase de reacción química se lleva a cabo en el proceso de fabricación de las grasas y
aceites lubricantes.
Explicar la importancia que tienen los lubricantes en las partes mecánicas de un equipo máquina.
Conocer las variables que se deben tener en cuenta para el control de calidad de las grasas y
aceites lubricantes.
2. Grasas y aceites lubricantes
Cuando dos cuerpos sólidos se frotan entre sí, hay una considerable resistencia al movimiento sin
importar lo cuidadosamente que las superficies se hayan maquinado y pulido. La resistencia se
debe a la acción abrasiva de las aristas y salientes microscópicas y la energía necesaria para
superar esta fricción se disipa en forma de calor o como desgaste de las partes móviles. La fricción
se puede reducir por el uso de partes móviles con energía de superficie baja que se deslizan con
facilidad una sobre otra. El polietileno, el nylon y el olitetrafluoretileno tienen energías de
superficies bajas. Aunque estos materiales son útiles en aplicaciones especializadas, es más usual
emplear lubricantes para reducir la fricción.
Históricamente, el primer lubricante fue el sebo. Se utilizaba para engrasar las ruedas de los carros
romanos ya en el año 1400 a.C. En la actualidad los lubricantes suelen clasificarse de acuerdo con
sus necesidades, en grasas y aceites. Estas dos clases de lubricantes aparecieron teniendo en
cuenta factores tales como velocidades de operación, temperaturas, cargas, contaminantes en el
medio ambiente, tolerancias entre las piezas a lubricar, períodos de lubricación y tipos de
mecanismos; la grasa generalmente se utiliza en la lubricación de elementos tales como cojinetes
de fricción y antifricción, levas, guías, correderas y piñonería abierta.
El aceite, por su parte, tiene su mayor aplicación en la lubricación de compresores, motores de
combustión interna, reductores, motorreductores, transformadores, sistemas de transferencia de
calor, piñonería abierta, cojinetes de fricción y antifricción y como fluidos hidráulicos. Existen
diferentes grados de grasas y aceites dependiendo de la necesidad que se tenga y de los factores
de operación. Una mala sección es tan peligrosa como si se hubiese dejado el mecanismo sin
lubricante alguno. Muchas de las fallas que ocurren en este campo tienen su origen aquí; de ahí la
seguridad que se debe tener cuando se seleccione un lubricante.
Rasas Lubricantes
Concepto
La grasa es un producto que va desde sólido a semilíquido y es producto de la dispersión de un
agente espesador y un líquido lubricante que dan las prosperidades básicas de la grasa. Las
grasas convencionales, generalmente son aceites que contienen jabones como agentes que le dan
cuerpo, el tipo de jabón depende de las necesidades que se tengan y de las propiedades que debe
tener el producto.
La propiedad más importante que debe tener la grasa es la de ser capaz de formar una película
lubricante lo suficientemente resistente como para separar las superficies metálicas y evitar el
contacto metálico.
Existen grasas en donde el espesador no es jabón sino productos, como arcillas de bentonita. El
espesor o consistencia de una grasa depende del contenido del espesador que posea, puede
fluctuar entre un 5% y un 35% por peso según el caso.
El espesador es el que le confiere propiedades tales como resistencia al agua, capacidad de sellar
y de resistir altas temperaturas sin variar sus propiedades ni descomponerse.
Proceso De Obtención De La Grasa
Equipos utilizados en el proceso de fabricación de grasas.
Reactor: Es un sistema cerrado que permite que dos o más compuestos reaccionen entre sí para
formar un producto.
Mezclador: Es un tanque dotado con una hélice que permite que dos o más compuestos se
mezclen para obtener un producto final.
Serpentín: Es un tubo o un conjunto de tubos adaptado a un sistema, que permite llevar a cabo un
proceso de transferencia de calor.
Molino: Es un equipo dotado de un par de discos giratorios separados milimétricamente uno del
otro, los cuales permiten el paso forzado de un producto altamente viscoso para proporcionarle
unas condiciones requeridas.
Desairador: Es un equipo cuya función es eliminar las moléculas de aire que involuntariamente se
introducen en un producto.
Bases Naftenicas (CnH2n). Es una base lubricante que determina la mayor parte de las
características de la grasa, tales como: viscosidad, índice de viscosidad (I.V), resistencia a la
oxidación y punto de fluidez.
Frecuentemente contienen una elevada proporción de asfalto; a altas temperaturas son menos
estables que las parafificas. Generalmente no deben usarse temperaturas por encima de los 65oC.
Saponificación. Es un proceso por medio del cual una grasa (o algún otrocompuesto de un ácido
con alcohol) reacciona con un ÁLCALI, para formar un jabón, glicerina u otro alcohol.
Las propiedades de los jabones dependen de los ácidos grasos y de las bases metálicas utilizadas
en la saponificación, esto se puede verificar mediante la reacción.
HOOCR + MOH RCOOM + H2O
Ácido graso Base metálica Jabón Agua
Las bases metálicas son las que dan las características que se quieren lograr en la grasa, Así: las
de calcio, aluminio y litio imparten buena resistencia a la acción del agua y a la humedad, mientras
que las de sodio permiten soportar altas temperaturas.
Las deficiencias que puedan tener las grasas se pueden modificar mediante la adición de aditivos.
Descripción del proceso: El proceso de fabricación de una grasa inicia en un reactor donde se
colocan a reaccionar un ácido graso, (animal o vegetal) con una base metálica como litio, sodio,
calcio, aluminio, (saponificación). El producto obtenido de esta reacción llamado espesador o jabón
es transportado hacia un mezclador donde se le adiciona el aceite lubricante (aditivos y base
naftenica) proveniente de unos tanques de almacenamiento y que le dará al producto la
consistencia requerida. Posteriormente por un filtro; el molino se encarga de darle a la grasa
acabado, el cual consiste en proporcionarle a esta fibra y brillo.
Durante el paso por el molino, la grasa es agitada y absorbe burbujas de aire, las cuales son
eliminadas posteriormente en un desairador que ayuda también a mejorar la presentación de la
misma.
Cabe aclarar que no todas las grasas pasan por estos dos últimos equipos (molino, desairador),
sino únicamente aquellas de
fibra (litio, sodio, aluminio, etc.); porque las elaboradas a base de jabón de calcio son de textura
muy suave y utilizadas para trabajos a temperaturas bajas (180oC), y al pasarla por el molino la
fricción interna de este aumenta la temperatura cambiándole su estado.
Para concluir el proceso, el producto obtenido es transportado (bombeo) hacia la zona de
envasado, pasa por último distribuirlo en sus diferentes presentaciones.
3. Control de calidad
Pruebas que se realizan a las grasas
Prueba de extrema presión: Esta prueba se realiza para verificar la capacidad que tienen las
grasas y los aceites para soportar carga. Consiste en colocar dos elementos metálicos giratorios en
contacto y por el medio de ellos. El lubricante a prueba, aplicándoles una fuerza externa que se va
aumentando proporcionalmente hasta que se frene los elementos metálicos. En ese momento se
mide cuánta presión hay y el tipo de desgaste que se generó en la pieza.
Una grasa que tenga un aditivo de extrema presión debe superar las 150 lbf/ft presentando el más
mínimo desgaste en las piezas.
Prueba de consistencia: La consistencia de las grasas se expresa de acuerdo con la cantidad de
espesante y viene dada por la NLGI (National Lubricating Grease Institute) que las clasifica de
acuerdo con la penetración trabajada. Para determinar ésta, se llena una vasija especial con grasa
y se lleva a una temperatura de + 77oF (25oC). La vasija se coloca debajo de un cono de doble
ángulo cuyo peso está normalizado (penetrómetro), la punta del cono toca apenas la superficie de
la grasa, se suelta el cono y al cabo de cinco segundos se determina la profundidad a la cual ha
penetrado el cono dentro de la grasa, se conoce como penetración y se mide en décimas de
milímetro. La penetración es solamente la medida de la dureza a una temperatura específica.
La penetración de la grasa se puede dar en base a dos situaciones: Cuando ha sido trabajada y sin
trabajar.
Penetración trabajada: Para determinar la penetración trabajada es necesario que la muestra de
grasa haya sido sometida a
60 carreras dobles de un pistón, en un trabajador de grasa patrón como el de la Fig. 1. Este
consiste en un disco perforado (pistón) que al subir y bajar dentro del cilindro, hace que la grasa
pase de un lado a otro, hasta completar 60 carreras dobles, en este momento se considera que se
han simulado las condiciones a las cuales puede trabajar la grasa en una máquina después de un
tiempo determinado. Posteriormente se le determina la consistencia en el penetrómetro.
Penetración no trabajada: Para la penetración no trabajada se toma una muestra de grasa, no se
somete a ningún batido y se coloca cuidadosamente en el recipiente de prueba, luego se le
determina la consistencia en el penetrómetro.
Las características del cono se muestran en la Fig. 2b. Las más importantes son:
Ángulo del cono 90º
Ángulo de la punta 30º
Diámetro de cono 6.61 cm.
Peso del cono 102.5 gr.
La penetración se clasifica de acuerdo con la ASTM, (que es la lectura que da el Penetrómetro
mostrado en la figura 2ª después de cinco segundos de penetración dentro de la muestra de grasa
trabajada a + 77oF (25oC) y de acuerdo con la NLGI, que la da con un número que indica el
cambio de consistencia (penetración) con las variaciones de temperatura (prueba no
estandarizada). Fig. 2ª.
Tabla 1. Clasificación ASTM y su equivalencia en la NLGI
Penetración trabajada NLGI
ASTM en mm/10 Número de consistencia
475.
000
430.
00
385.
0
340.
1
295.
2
250.
3
205.
4
160.
5
115.
6
Prueba Almen: Una varilla cilíndrica gira dentro de un casquillo abierto, el cual se presiona contra
aquella. Se añaden pesos de 0.9 Kg. en intervalos de 10 seg. y se registra la relación existente
entre la carga y la iniciación del rayado. Ver las Fig. 3ª y 3b.
Prueba Timken: Se presiona un anillo cilíndrico, que gira, sobre un bloque de acero durante 10
minutos y se registra la máxima presión de iniciación del gripado. Véanse las Fig. 4ª y 4b.
Prueba SAE: Se hacen girar dos rodillos a diferentes velocidades y en el mismo sentido. La carga
se aumenta gradualmente hasta que se registre el fallo. En este caso hay combinación de
rodamiento y deslizamiento. Se ilustra en las Fig. 5ª y 5b.
Prueba Fálex: Se hace girar una varilla cilíndrica entre dos bloques de material duro y en forma de
V, que se presionan constantemente contra la varilla, con una intensidad que aumenta
automáticamente. La carga y el par totales se registran en los calibradores. Ver las Fig. 6ª y 6b.
Punto de goteo: Es la temperatura a la cual la grasa pasa de su estado sólido a líquido. La prueba
se realiza aumentando la temperatura de la grasa hasta que se empiece a cambiar de estado, en
ese momento se toma la temperatura y se define su punto de goteo.
4. Aditivos empleados en las grasas lubricantes
Los aditivos más utilizados en la elaboración de las grasas son:
Agentes espesadores: Se utilizan para aumentar la adhesividad de las grasas a las superficies
metálicas, con el fin de evitar que sean desplazadas con facilidad y retienen, además, los fluidos
por absorción. Los más utilizados son los jabones metálicos y los polibutilenos.
Estabilizadores: Permiten trabajar las grasas a temperaturas más altas durante un mayor tiempo.
Se utilizan principalmente los ésteres de ácidos grasosos.
Mejoradores del punto de goteo: Aumentan la temperatura del punto de goteo permitiendo que la
temperatura máxima de trabajo se incremente sin que la grasa se escurra o descomponga. Se
utilizan los jabones grasosos.
Agente antidesgaste: Reducen el desgaste de las superficies al evitar el contacto directo entre ellas.
El más utilizado es el bisulfuro de dibensilo.
Inhibidor de la corrosión: Suspende la corrosión de las superficies metálicas si ésta ya se ha
originado o la evita en caso de que, debido a las condiciones ambientales, se pueda presentar. Se
utilizan el sulfonato de amoníaco y el dionil naftaleno.
Desactivador metálico: Impide efectos catalíticos en los metales con el fin de que las partículas que
se han desprendido durante el movimiento de las superficies metálicas no se adhieran a éstas y
ocasionen un gran desgaste. Se utiliza el mercaptobenzotiazolo.
Inhibidor de la oxidación: Impide la oxidación y descomposición de la grasa. Se usa el fenil-betanaftilamino.
Materiales de relleno: Aumenta el volumen de la grasa, característica requerida para obtener una
mejor distribución y aprovechamiento de la misma. Se utilizan los óxidos metálicos.
Agentes d extrema presión: Reducen la fricción permitiendo que la película lubricante soporte
mayores cargas y las superficies se deslicen más fácilmente. Se utilizan las ceras clorinadas y los
naftenatos de plomo.
5. Aceites Lubricantes
Concepto
Están constituidos por moléculas largas hidrocarbonadas complejas, de composición química y
aceites orgánicos y aceites minerales.
Aceites orgánicos: Se extraen de animales y vegetales. Cuando aún no se conocía el petróleo,
eran los únicos utilizados; hoy en día se emplean mezclados con los aceites minerales impartibles
ciertas propiedades tales como adherencia y pegajosidad a las superficies. Estos aceites se
descomponen fácilmente con el calor y a temperaturas bajas se oxidan formando gomas, haciendo
inútil su utilización en la lubricación.
Aceites minerales: Son derivados del petróleo cuya estructura se compone de moléculas complejas
que contienen entre 20 y 70 átomos de carbono por molécula. Un aceite mineral esta constituido
por una base lubricante y un paquete de aditivos químicos, que ayudan a mejorar las propiedades
ya existentes en la base lubricante o le confieren nuevas características.
Proceso de obtención del aceite
Base Parafinica (CnH2n + 2). Son relativamente estables a altas temperaturas, pero por el alto
contenido de parafinas que poseen, no funciona satisfactoriamente a bajas temperaturas,
conductos de lubricación.
Descripción del proceso. El proceso de producción del aceite con el transporte de las bases
parafinicas desde los tanques de almacenamiento hasta el mezclador por medio de una bomba de
desplazamiento positivo.
Una vez puesta la base parafinica en el mezclador se le adicionan los aditivos, de acuerdo a las
características del aceite que se quiere fabricar, de allí es enviado a la zona de envasado,
pasándolo antes por un filtro. En la zona de envasado es puesto el producto en las diferentes
presentaciones.
Control De Calidad
Viscosidad. Esta prueba se realiza con un instrumento llamado viscosímetro, consiste en un baño
de aceite a temperatura de 100oC (Norma SAE) y en su interior se encuentra ubicado un bulbo
capilar con el aceite en prueba, se toma el tiempo que tarde el aceite en subir desde un nivel inicial
hasta un nivel final en el bulbo y se multiplica por una constante, el resultado numérico de esta
prueba para la viscosidad en centistores.
Índice de Viscosidad (IV). Esta prueba se lleva a cabo sometiendo el aceite de estudio a
fluctuaciones de temperatura. Cuando la viscosidad de este aceite varia muy poco se le asigna por
lo tanto un I.V comprendido entre 0 y 100.
Punto de Chispa. Es la temperatura a la cual se forman gases suficientes para realizar una
combustión. La prueba consiste en colocar el aceite en un recipiente dotado con una resistencia,
para aumentarle la temperatura, luego este aceite es colocado en contacto directo con una llama,
en el momento en que el producto trata de encenderse este el llamado punto de chispa (oC). Se
sigue calentando el aceite y nuevamente se pone en contacto con la llama y en el instante que este
haga combustión, es el punto de inflamación (oC).
Prueba de humedad. Para verificar que el producto está con cero humedad, factor muy importante
en cualquier lubricante, la mayoría de empresas acostumbran a realizar una prueba de humedad
muy sencilla, que consiste en poner a calentar al rojo vivo un metal, y luego se deja caer sobre
este una gota de aceite, si crispa, el aceite presenta humedad, si por el contrario el aceite no
presenta este fenómeno, está completamente libre de humedad.
Punto de fluidez. Es la temperatura más baja a la cual el aceite lubricante aún es un fluido. Indica
las limitaciones de fluidez que tiene el aceite a bajas temperaturas, en el momento en que el
producto trata de cambiar de estado, esa temperatura es el punto de fluidez.
Prueba de corrosión. Cuando el aceite es expuesto a la acción del agua, esta puede disolver los
inhibidores de la oxidación dando origen a la formación de ácidos orgánicos, los pueden originar el
deterioro en las piezas lubricadas.
La prueba llamada también Lámina de Cobre, consiste en colocar una lámina de cobre en un
recipiente lleno de aceite a una temperatura de 105oC, dejándola allí por espacio de cuatro días,
dependiendo del color que tome la lámina se medirá el grado de corrosión del producto; lo ideal es
que la lámina no cambie de color, es decir, que el aceite presente cero corrosión.
Tipos de aceites
Aditivos comunes en los aceites lubricantes
Los aditivos que generalmente se encuentran en todos los aceites lubricantes sin tener en cuenta
el tipo de trabajo que van a desempeñar, son los siguientes:
Inhibidores de la oxidación: que se emplean para incrementar la vida del aceite en servicio y para
disminuir la concentración de barnices y de lodos sobre las partes mecánicas.
Inhibidores de la corrosión: que protegen las superficies metálicas del ataque químico de los ácidos
corrosivos.
Los aditivos antidesgaste: que protegen las superficies de fricción que operan con delgadas
películas lubricantes.
Los inhibidores de la herrumbe: que eliminan la tendencia de la humedad a formar una pequeña
película de herrumbe sobre las superficies metálicas, la cual en un momento dado, podría llegar a
aislar el lubricante midiendo así una correcta lubricación, además de que facilitan el proceso de
oxidación del aceite y la corrosión de las superficies metálicas, los agentes untuosidad que
reducen la fricción y el desgaste y aumentan la lubricación.
Demulsificadores: que reducen la tensión interfase, permiten una fácil separación del agua y del
aceite. Los demás son igualmente importantes pero se utilizan únicamente para cada caso en
particular.
6. Conclusión
Finalizado este trabajo investigativo se puede aseverar que:
a) La vida útil de un equipo depende de una adecuada lubricación.
b) Para cada equipo existe un lubricante específico.
c) Un buen lubricante depende del control de calidad que se le realice.
d) La gestión forma parte del desarrollo profesional del individuo.
e) La reacción de saponificación es necesaria únicamente para la obtención de las grasas
lubricantes, más no de los aceites.
La papaya
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Introducción
Objetivo
Procedimiento
Fundamentación
Conclusión
Bibliografía
INTRODUCCIÓN
La papaya cuyo nombre científico es Carica papaya, pertenece a la familia de las Caricáceas,
nativa de Centroamérica, posiblemente entre el sur de México y el norte de Nicaragua. La primera
mención de la misma fue en el año 1535 y se le atribuye a Oviedo (Gonzalo Fernández de
Oviedo_1478_1557, historiador español), quien informó a los reyes de España haber visto plantas
de papayas creciendo en dicha región.
Su llegada al Caribe y a Suramérica se debió a los marinos españoles y portugueses. En estos
lugares se le conoce con diferentes nombres, tales como fruta bomba, lechosa, papaw, pawpaw y
otros. Su distribución en todo el resto del mundo tropical se logra durante el siglo XVI.
El fruto de la papaya, tiene diferentes usos, tanto como fruta fresca, en jugos, en batidos, en
helados, como parte de las ensaladas, dulces diversos de elaboración casera o envasados por la
industria, tanto semi verdes como maduros. Algunos países de Asia, África y Oceanía los destinan
a la obtensión de látex. De este líquido lechoso que es abundante en los frutos verdes, se extrae la
papaina. La papaina se usa ampliamente como ablandador de carnes y también en la clarificación
de cervezas y otras bebidas. Es de gran utilidad para suavizar las lanas, así como en el curtido de
las pieles. Tiene gran aplicación en la fabricación de caucho y además en la preparación de
productos medicinales y de remedios caseros, etc.
Los 10 países que encabezan la lista de exportadores en el mundo son: Brasil, Méjico, Indonesia,
India, Zaire, Las Filipinas, China, Perú, Colombia y Mozambique. Además tenemos a Hawai que
forma parte del territorio americano, que es un enorme productor y suple en parte la demanda de
este país.
En síntesis:

Definición:
Se trata de un arbolito carnoso y de tronco frágil y muy esponjoso y hueco en su parte central muy
cultivado en regiones tropicales y subtropicales



Altura: Hasta 9 metros
Familia: Passifloráceas
Hábitat: Originaria probablemente del área tropical de América del Sur



Hojas:
De color verde oscuro y gruesas y de hasta 80 cm de longitud, alternas y muy juntas entre sí,
palmadas y divididas de forma suborbicular en 5-7 lóbulos irregulares. Poseen unos peciolos
robustos de hasta 50 cm de longitud.
Flores:
Dioicas, aunque raramente monoicas, agrupadas en el extremo del tronco. De color amarillo claro.
Poseen 5 pétalos y 5 sépalos del mismo color. Las flores masculinas son fragantes las cuales
nacen de racimos pedunculados de hasta 50 cm de longitud. Las femeninas son de mayor tamaño,
solitarias, axilares y con pedúnculo corto.
Frutos:
Son gratos al paladar y refrigerantes. Si se consumen en ayunas con un poco de sal combaten el
estreñimiento. Bayas carnosas y globulosas, usualmente con 5 ángulos de tamaño variable y de
color anaranjado al madurar. Contiene en su interior una pulpa lechosa de color anaranjada, con
numerosas semillas negras y globulares que están dispuestas en su cavidad central. La
numerosas semillas que contiene son aplanadas y con endospermo carnoso.
I.
II.
OBJETIVO
1.
Ya que en la mayoría de as regiones de nuestro país, se dispone de gran
producción de papaya y esta a su vez es muy económica, nuestro grupo planteara
procesar la papaya para su posterior venta.
2.
Queremos mostrar, que con poco dinero se puede hacer una pequeña industria.
3.
Mostrar que con un producto vegetal se pueda obtener muchos derivados.
MATERIALES
Mermelada
Insumos
Papaya madura
Equipos
Cuchillo y tabla de plicar
Azúcar
Envase
Estabilizador
Ollas
Conservantes
Coladuras
Ácido cítrico
Cocina
Fruta confitada
Insumos
Papaya verde
Equipos
Cuchillo y tabla de plicar
Sal
Balanza
Azúcar
Ollas
Cloruro de calcio
Coladuras
Bisulfato de sodio
cocina
Ácido cítrico
Colorante
Agua
Almíbar de Papaya
Insumos
Papaya no tan madura
Equipos
Cuchillo y tabla de picar
Agua
Balanza
Ácido cítrico
Recipiente
Azúcar
Cocina
Benzoato de sodio
Cucharas
Estabilizador
Ollas
Envase de vidrio con tapa
Paños
Helado de Papaya
Insumos
Equipos
Pulpa de papaya
Licuadora
Agua
Batidora
Grasa
Espátula de plástico
Estabilizador
Balanza
Emulsificantes
Congelador
Té filtrante
Insumos
Equipos
Hojas de la planta de papaya
Luz solar
Papel de filtro
Pita
Antiparásitos
Insumos
Pepas de papaya
Equipos
Licuadora
Recipiente
Como desendurecedor de Carne
Insumos
Papaya
III.
Equipos
Licuadora
Agua
Recipiente
Carne
cuchara
PROCEDIMIENTO
Mermelada.- Se pela la papaya y se la coloca en una olla para que hierva con agua por
una hora, luego se le agrega azúcar y se le deja media hora hirviendo. Se le retira de la
cocina, se le agrega el conservante y una vez fría se le coloca en sus envases.
Fruta confitada.- La papaya verde es pelada y cortada en pequeños trozos para luego
remojarla en agua con sal por dos días, pasado los dos días se le enjuaga y se le remoja
con agua y azúcar por 12 horas, tres veces consecutivas. Luego se le agrega conservante
y colorante para pasar al secado.
Almíbar.- Se tiene papaya semi madura cortada en pequeños cuadraditos a esta se le
coloca en agua hirviendo por 10 minutos, se le retira del agua y luego se la coloca en un
envase junto con el almíbar.
Helado.- La pulpa de papaya es mezclada con todos los ingredientes para ser licuada,
luego de esto se le coloca en una congeladora para que enfríe posteriormente es batida y
envasada.
Té filtrante.- Con las hojas de papaya puestas al sol se obtiene hojas secas que al ser
envasadas en papel filtro se puede usar como té filtarnte.
Desendurecedor de carnes.- Se licua un poco de papaya y se le agrega la carne cruda.
Los antiparásitos.- Las pepas de la papaya tanto frescas como secas se licuan y se
toman antes de cada comida.
IV.
FUNDAMENTACIÓN
Parte medicinal:
El látex desecado del fruto, el cual también se puede obtener de las semillas y la
planta entera. La papaína y en menor medida los frutos, hojas y semillas
Propiedades:
- Digestiva
- Activadora de los jugos pancreáticos
- Anticonceptiva (a grandes dosis)
- Occitócica (las semillas)
- Vermífugo
- Cicatrizante (látex)
Indicaciones:
Sistema digestivo: su jugo posee la característica de ablandar las carnes, debido
a su alto contenido en papaína, la cual es capaz de disolver los trombos de fibrina
y ejerce una actividad peptónica muy superior a la de la propia pepsina digestiva.
La papaína y la pulpa de la papaya se recomiendan en caso de dispepsia y
dificultad de digestión de origen intestinal, especialmente cuando existe una
disminución en la secreción de los jugos pancreáticos. La papaya está muy
recomendada para aquellas personas que tienen dificultades en digerir las
proteínas o las grasas. Así mismo está muy indicada como postre en aquellas
comidas en las cuales ha habido una sobrecarga proteica.
Estreñimiento: tomar en ayunas una papaya con un poco de sal
Endocrinología: la virtud en la papaya como anticonceptiva es algo discutida si
bien se sabe por ejemplo que las mujeres indias que consumen este fruto en gran
cantidad poseen una menor capacidad reproductiva. Esta acción se debe
probablemente a una inhibición de la hormona progesterona. Las semillas de la
papaya son occitócicas, es decir que estimulan la contracción uterina.
Lombrices intestinales: Ingerir una cucharada de las semillas frescas y molidas.
Puede mezclarse las semillas con alguna infusión que tomemos habitualmente.
Inflamaciones del hígado, riñones y ovarios: El fruto maduro y rallado o licuado
mezclándolo con leche o agua.
Enteritis de los niños: Cocimiento de una rodaja verde, pelada y sin semillas en
un litro de agua. Añadir luego leche.
Dermatología: debido a su capacidad de disolver las proteínas, su uso es
recomendado en los casos de verrugas, úlceras córneas y excrecencias de todo
tipo como eccemas descamativos, psoriasis, etc. En los abscesos se utiliza el látex
de papaya el cual además de ayudar en la cicatrización disuelve el tejido colágeno
que obstruye en muchos casos la cicatrización correcta.
Otorrinolaringología: La papaya se utiliza en la disolución de los tapones de
cerumen de los oídos.
Asma, fiebres y enfermedades pulmonares: cocimiento de un pedazo de la hoja
(del tamaño de un billete para un jarro de agua)
Para las mujeres que amamantan a sus hijos: El jugo lechoso de la papaya
verde, untado en los pechos de las mujeres que dan de mamar a sus hijos
aumenta la secreción láctea..
Contraindicaciones:
Se conocen numerosas reacciones alérgicas al látex de papaya, entre las cuales
se incluyen rinitis, asma y dermatitis de contacto. En casos graves se pueden
llegar a producir reacciones anafilácticas.
Principales componentes:
Enzimas: son del tipo de las proteasas y las hidrolasas como la papaína, una
verdadera pepsina vegetal denominada también papyotina. Sus hojas la contienen
en una proporción de un 4%. La papaína refinada es un polvo amorfo, de color
blanco o discretamente amarillento y de sabor y olor casi imperceptible.
Carpaína: contiene un 0,25% y al igual que la papaína se trata también de un
alcaloide. Su fruto maduro es rico en vitamina A y en menor medida la C.
Usos y preparaciones de la papaya:
Papaína: Hasta 1 g como digestivo y 6 g como vermífugo
Gotas para los oídos: 5% de papaína, 2% de bicarbonato de sodio, 15 cc de agua
o
o
destilada.
I.
CONCLUSIÓN
1.
El Perú produce 43.753 toneladas de papaya por hectárea por año, esta cantidad
enorme hacer que el precio sea muy por de bajo de las perspectivas del
campesino, es así que con estos precios tan baratos se pueden aprovechar para
comenzar una pequeña agroindustria.
2.
No sólo se beneficiarían los campesinos sino también nosotras como pequeñas
microempresarias.
3.
Antes del trabajo conocíamos a la papaya como una simple fruta con un solo uso
(el jugo), peor ahora nos damos cuenta que podemos diversificar sus usos, tanto
en medicina, como en cosméticos, gastronomía e industria de los alimentos.
4.
Este proyecto nos ha hecho descubrir que podemos sacar provecho de todas las
frutas en general
El Maíz y su transformación en Harina
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Introducción
Elementos nutritivos
Tipos de maíz
Molienda seca
Molienda húmeda
Sub productos de la molienda
Test de la dureza y espectrofotometría NIR
Prueba de flotación de maíz
Bibliografía
INTRODUCCIÓN
El maíz es originario de América, donde era el alimento básico de las culturas americanas muchos
siglos antes de que los europeos llegaran al Nuevo Mundo. El origen de esta planta sigue siendo
un misterio. Hay pruebas concluyentes, aportadas por los hallazgos arqueológicos y
paleobotánicos, de que en el valle de Tehuacán, al sur de México ya se cultivaba maíz hace
aproximadamente 4.600 años. El maíz silvestre primitivo no se diferenciaba mucho de la planta
moderna en sus características botánicas fundamentales. En España empezó a cultivarse en 1604,
introducido en Asturias por el gobernador de la Florida. Durante el siglo XVIII, el cultivo se difundió
de forma gradual por el resto de Europa. Las numerosas variedades de maíz presentan
características muy diversas: unas maduran en dos meses, mientr que otras necesitan hasta once.
El follaje varía entre el verde claro y el oscuro, y puede verse modificado por pigmentos de color
marrón, rojo o púrpura. La longitud de la mazorca madura oscila entre 7,5 cm y hasta 50 cm, con
un número de filas de granos que puede ir desde 8 hasta 36 o más. En el maíz de harina
predomina el almidón blando o menos compacto, que facilita la molienda del grano. Se cultiva
mucho en los Andes sudamericanos, en los territorios que ocupaba el antiguo Imperio inca.
El grano de maíz maduro está compuesto por 3 partes principales:
Pericarpio: : Capa exterior de cubierta protectora dura y fibrosa que encierra al grano. Comprende
el pericarpio la testa y la cofia, en un pequeño casquete que cubre la punta del grano y protege al
embrión. En el cereal ya maduro, tiene la función de impedir el ingreso de hongos y bacterias
Endosperma : Reserva energética, representa el 80-84% de peso total del grano. Compuesta por
90% de almidón y 7% prot. acompañadas de aceites, minerales y otros compuestos . Funciona
como dador de energía a la planta en su desarrollo.
Germen: : En el extremo más bajo del grano ocupando el 9,5 al 12 % del volumen total de grano.
Posee dos partes destacables, el eje embrionario (planta nueva) y el escutelo que constituye una
gran reserva de alimento. En el grano maduro el germen contiene alto porcentaje de aceites ( 35 40%).
ELEMENTOS NUTRITIVOS
La semilla es una cariopsis. Sus constituyentes en promedio son:
agua 13,5 % proteína 10% aceite 4,5 %
almidón 61,0 % azucares 1,4 % otras sustancias 9,6 %
Carbohidratos: De esta forma se almidón en un 61%, azucares 1,4%, pentosanos 6,0% y fibra
cruda 2, 3 % . El almidón presente está compuesto en un 27% por amilosa y un 73% por
amilopectina
Proteína: Representa un 10% y es biológicamente balanceada. La zeina que es la principal
proteína del endosperma , es muy deficiente en lisina (2%), triptofano (0.5%). Para el crecimiento y
mantención de tejidos del cuerpo humano, estos niveles deben duplicarse a 4 y a 1%
respectivamente.
Grasas: existe aprox. 4,5 % en el grano entero, encontrándose los ácidos linoleicos, palmítico y
araquidónico entre otros. El 80% de lípidos se hallan en el germen
Sustancias Minerales: Las cenizas que están constituidas por P (0.43%), K (0.40%) , Mg (0.16%) S
(0.14%) y otros minerales 0.27%
Vitaminas: Existan cantidades significativas de caroteno 4,85 mg/kg , vit A 4188,71 mg/kg , tiamina
4.54 mg/kg , riboflavina 1.32 mg/kg , niacina 14.11mg/kg, ácido pantoteico 7,41 mg/kg y vitamina E
24,71 mg/kg. La cantidad de vit A varía con el color amarillo del grano, al punto que el maíz de
granos blancos prácticamente carece de vitamina A
TIPOS DE MAÍZ
Maíz Tunicado ( Zea mays tunica Sturt): Es un tipo escaso de maíz, cuyos granos están
encerrados en una vaina. La mazorca está cubierta por una envoltura foliar como las de otros tipo
de maíz. Normalmente no se cultiva en forma comercial
Maíz Reventón ( Zea mays everata Sturt): Los granos son pequeños, redondeados, amarillo
intenso o anaranjado, o aguzados y blanquecinos. Este maíz es una forma extrema del maíz duro,
cuyo endosperma sólo contiene una pequeña parte de almidón blando. Se usa para Pop corn e
industria contera
Maíz Cristalino (Zea mayz indurata Sturt) Sus granos son corneos y duros, vítreos de forma
redondeada o puntuda. El color del grano es amarillento o anaranjado y su velocidad de secado
comparativamente más lenta
Maíz Dentado ( Zea mays indenata Sturt): Es el tipo más extensamente cultivado. Se caracteriza
por una depresión en la corona del grano. El almidón corneo está acumulado en la periferia del
grano , mientras que el blanco o harinoso llega hasta la corona, produciendo el indentado a la
madurez.
Maíz amilaceo ( Zea mays amilacea Sturt) : Maíz harinoso o amilaceo, algo parecido al maíz
cristalino en las características de las planta y de la mazorca. Los
granos están constituidos principalmente por almidón blando y son escasamente o no dentados. Es
uno de los tipos más antiguos de maíz . Es usado en la fabricación de harinas porque le confiere
un color más blanco
Maíz dulce ( Zea mays saccharata Sturt): Granos con alto contenido de azúcar, de aspecto
transparente y consistencia cornea cuando inmaduros. Al madurar la superficie se arruga. El maíz
dulce difiere del dentado por un gen que permite la conversión de parte del almidón en azúcar. Se
consume fresco, congelado o enlatado.
Maíz Cereo o ceroso ( Zea mays ceritina Kulesh): Granos de aspecto ceroso. El almidón está
constituido exclusivamente por amilopectina, mientras que en los otros tipos el almidón es 73%
amilopectina, 27 % amilasa. Se cultiva para producir almidón semejante a la tapioca.
MOLIENDA SECA
La molienda es una arte antiguo, cuya principal función es hacer que los cereales resulten más
agradables y más deseados como alimentos. La molienda seca generalmente implica la
eliminación de lo que el molinero llama salvado, es decir: el pericarpio, las cubiertas de la semilla,
epidermis nuclear y la capa de aleurona. Además generalmente se elimina el germen por ser
relativamente ricos en aceite, lo que hace que el producto se enrancie rápidamente disminuyendo
su calidad . El salvado y el germen son relativamente ricos en proteínas, vitamina B, sustancias
minerales y grasa, de modo que el producto molido si bien gana en paladar, pierde en valor
nutritivo.
Mollienda Seca via fractumadores
Después de las inspecciones características del maiz que los molinos hacen a los productores de
cereal, previo almacenamiento, este es sometido a un sistema de pre- limpia , en el cual no se
descarta el fumigado. Las impurezas que acompañan el maiz son similares a las que se
encuentran en otros cereales. Las que se adhieren al grano pueden ser eliminadas con aire seco
que las arrasttra, y las de mayor tamaño o menor tamaño, se separan por medio de tamices o
cribas de material perforado. El material ferrroso que pueda perjudicar las maquinarias sucesivas,
se desechan por vía magnética. Las piedras y arena son eliminadas en las llamadas mesas de
gravedad o máquinas de flotación de aire, las que separan el material por diferencia de peso
específico. En el acondicionamiento se mejora el estado fisico del maiz , aumentando humedad en
productos secos y disminuyéndolos en los muy húmedos. Esta etapa no solo depende de la
humedad del grano , sino también del desgerminador empleado.
En la desgerminación, como su nombre lo indica , se separa el germen del resto del grano
utilizando los fractumadores, esta etapa es imprescindible, el germen es empleado para la
elaboración de aceite comestible, por otro lado las harinas que se obtienen sin una desgerminación,
alcanzan un alto contenido de materia grasa lo que dificulta su conservación. A causa de la
desgerminación se obtienen harinas, trozos y gérmen. La clasificación comienza por enviar los
productos de la desgerminación a un planchister en donde son retiradas las harinas, y el resto se
envía a un conjunto de mesas densimétricas para separar el germen y dejar diferentes trozos del
grano, los que van a una segunda etapa de refinación. El producto obtenido de las mesas no está
seleccionado totalmente, las que deben ser recicladas en las mismas máquinas. En esta etapa el
germen es xtraído , y es almacenado oenviado a equipos de extracción de aceite. Un segundo
acondicionamiento tiene como objetivo humedecer el endosperma hasta el punto que se produzca
un máximo de grits y un mínimo de harina. Aquí con una rociadora se le adiciona agua, para luego
enviarlos a los silos de reposo por cierto tiempo. Luego a base de bancos de cernidores, cilindros y
sasores y múltiples aspiraciones para separar aquellas párticulas más livianas que puedan
contaminar mercaderías; se logra una calibración más homogenea de los trozos. Los rendimientos
generales que se obtienen son:
Subproducto
Germen
Salvado
Gritz
Harina Fina
Harina Zootecnica
Molienda Seca vía molino Beall
Rendimiento (%)
10
6
42
15
27
Las diferencias con el otro tipo comienzan en el acondicionamiento: Se adiciona agua hasta que el
grano alcance 22-25% de humedad. De esta forma la membrana que cubre el germen permanece
adherida al salvado, evitando la presencia de pecas que contaminen el grits, además permite un
mayor porcentaje de trozos gruesos. Con el molino Beall se procede a desgerminar y debido a las
protuberancias del rotor , se desprende la cascara y germen rompiendo el endosperma en 2 o 3
pedazos. Luego se baja la humedad a 15 - 15.5% de humedad, en tubos rotatorios calentados a
temperatura de 60-71°C, enfriándolo luego a 32-38°C por aspiración con aire frío, para luego cernir
y separar el germen. Ya en este punto se pasa una sección de molinos de cilindros que pueden
constar hasta 16 de estos. En los primeros molinos se separa germen que aún queda y se
fragmentan trozos grandes, hasta que al final de la serie se dimensionan del tamaño requerido.
Todo el sistema se acompaña de cernidores planos que ayudan a la clasificación. Harinillas y
fracciones de gruesa granulometría se someten a desecación en tubos rotatorios calentados por
vapor con una hunedad de 12 - 14%
Rendimientos generales para molino Beall:
Subproducto
Grits
Harina gruesa
harina media
harina fina
Germen
maiz molido
Rendimiento ( %)
40
20
10
5
14
11
MOLIENDA HÚMEDA:
La molienda seca se ocupa fundamentalmente de la separación de las partes anatómicas del
grano. La molturación húmeda separa de igual forma , pero avanza mucho más y separa algunas
de sus partes en sus constituyentes químicos. Por esto, los productos primarios son : almidón ,
proteína, aceite y fibra en lugar de salvado, germen y endosperma.
Luego de limpiar el maiz como en la molturación seca, se macera el maiz. Se sumerge el maiz en
agua con 0.1 -0.2 % de dióxido de azufre. Se controla la temperatura alrededor de 48-52° C y la
duración varía de 30 a 50 horas. A causa de esto el maiz presenta un 45 % de humedad y se
ablanda suficientemente ( se puede detectar tocándolo). Durante este proceso de maceración se
solubiliza el 6% del maiz. Comercialmente se realiza este proceso en cubas que contienen hasta
105000 lts. Normalmente el sistema de maceración utiliza 10 cubas en batería , trasladando el
maíz desde la cuba 1 a la 10 y el agua de maceración desde la 10 a la 1. El dioxido de azufre se
suele producir quemando azufre. El dioxido sirve para detener el crecimiento de organismos de la
putrefacción, y es que el ion bisulfito reacciona con los enlaces disulfuro de la mattriz proteica del
maiz y reduce el peso molecular de las proteinas haciendolas más hidrófilas y más solubles. El
resultado es que el almidón se libera con más facilidad de la matriz proteica y el rendimiento de
almidón es superior. Durante la maceración, va disminuyendo el nivel de dióxido de azufre en el
agua de maceración a medida que van reaccionando más iones bisulfitos con la proteína. Al
macerar con bisulfito, el maiz que se ha secado con temperaturas excesivas, proporciona
cantidades inferiores de proteína soluble que el maiz no calentado. Ese maiz también produce
rendimientos de almidón muy reducidos, por lo que no es aconsejable para la molturación húmeda
Aunque el dioxido de azufre frena el desarrollo de algunos organismos, no detiene algunos
lactobacilos. La maceración a 45-55°C, favorece la producción de organismos lácticos y las
temperaturas más bajas conducen a la producción de ácido butírico . El propio maíz parece ser la
fuente de los microorganismos. El papel del ácido láctico producido en la maceración, no está claro.
Parece que solamente tiene un mínimo efecto en el ablandamiento del grano de maíz . Quizas su
principal efecto sea el de bajar el pH y de detener el crecimiento de otros organismos. Despues de
la maceración , el líquido de maceración contiene unos 60 grs de solubles totales por litro.
Generalmente, el líquido de maceración se concentra hasta un 55% de sólidos y se mezcla con la
cascara ( o más correctamente el salvado) y/o el germen agotado, para destinarlo a la alimentación
animal. Los sólidos del líquido de maceración, también forman parte de medios de crecimiento,
para la producción de ciertos microorganismos de interés. Los sólidos desecados contienen un
35% de nitrogeno proteico, 26% de ácido láctico, 18% de cenizas y 7% de ácido fítico, además
contienen niveles razonables de vitamina B. Despues de la maceración, se muele groseramente el
grano ablandado en un molino de fricción. Esto tiene por objeto romper el grano y liberar el germen
sin fragmentarlo. A consecuencia de la maceración , el germen se hincha y vuelve gomoso. Para
liberar el germen pueden ser necesarios dos pases por el molino, tras de lo cual, se separa del
resto del grano con un separador de ciclón para líquidos o hidrociclone. La separación se basa en
la densidad , a causa de una mayor riqueza de aceite, el germen tiene menor densidad. El germen
recuperado se lava para quitarle el almidon adherido y se deseca. Despues se destina a la
producción de aceite. Despues de la separación del germen , se criba el material restante . Las
párticulas más gruesas , la cáscara ( salvado) y trozos de endospermo ( principalmente
endospermo duro y corneo), se muelen otra vez . Esta vez se muele con molinos de piedra o con
molinos de puntas de acero o con molinos de tipo de impacto. El objetivo ahora es separar el
almidon, proteinas y fibra. La fibra (salvado) tiende a permanecer en piezas más grandes y se
elimina por tamizado . Generalmente se da a la fibra una serie de tratamientos de criba por tamices
de distintos tamaños y sae lava para quitar el almidon adherido. El tamiz más fino puede tener 75
μm . Despues de lavada la fibra, se escurrre (con presión ) y se deseca para su utilización como
alimento animal. Por las otras salidas van el almidón y proteína. Como el almidon es más denso
que la proteína , se pueden separar entre sí mediante grandes centrifugas continuas o con
hidrociclones adicionales. El gluten, menos denso , con su 60 -70% de proteína en producto seco,
es liberado de agua mediante centrifugación y luego desecado. Es un valioso subproducto utilizado
como alimento animal. En este punto, el almidón contiene mucha proteina y debe sepurificado por
recentrifugación o con hidrociclones. Los hidrociclones que se utlizan en este caso, funcionan bajo
el mismo principio que los utilizados para separa el germen; no obstante son de un tamaño mucho
más pequeño y se disponen secuencialmente en mucho mayor número. El almidón que se obtiene
de ellos , contiene menos de 0.3 % de proteina, y queda listo para modificación química,
conversión a jarabe, o para ser vendido como almidón previa desecación. La mayoría de la
desecación se realiza con secadores flash. El almidón escurrido se inyecta a un chorro
rápidamente movil de aire caliente. Los granos se secan rápidamente y se recogen en ciclones de
polvo.
SUB PRODUCTOS DE LA MOLIENDA:
Molienda seca:
Grits para cervezas: Semolas utilizada en la elaboración de bebidas malteadas, el
contenido de grasa no debe superar el 1% , para no afectar producción de espuma, sabor
y conservación.
Grits para destilería: Se usa toda la cariopside del grano , excluido, el germen y algunas
veces el salvado.
Grits para productos soplados:la planta maicera provee semola de maiz, con mat. grasa
( 0.8 -0.9%), exento de salvado.
Grits para polenta: La polenta se obtiene calentando el agua caliente , salada
adecuadamente
Trozos: Generalmente se forman trozos pelados, sin germen que se emplean para CornFlakes.
Harinas para bizcochos y galletas: La harina de maiz sirve para disminuir el porcentaje de gluten
de la harina de trigo y dar friabilidad a los bizcochos, confiere a tortas sabor dulce y almendrado.
Harina para pan
Germen para aceite: El alto contenido de grasa del germen, permite la extracción de éste a través
de prensas o extracción por solvente ( hexano, etc)
Los siguientes 3 subproductos son para animales:
Harina Zootecnica: Para fabrica de piensos, reemplaza el maiz entero, esta formado
ppalmente por la cascara.
Harina de extracción: Se usa el contenido proteico del germen ya sin aceite.
Trozos: Para cria de aves
Molienda Húmeda
Almidón de maiz ( maicena) : Carbohidrato de elevado peso molecular, es un polvo fino de
color blanco. En prod. horneados baja la fuerza del gluten, suaviza la miga, texturiza y dora
la corteza.
Almidón modificado vía ácida: En confitería se utiliza para creación de gomas. Usado
tambien en ind. textil
Ester de almidón: usado en ind. textil
Stalok 300: Usado en la fabricación de papel.
Glucosa: Viene de la hidrólisis parcial del almidón. Utilizada en creación de confites,
caramelos, helados. Se usa también en creación de jarabes y regulador de humedad en
cecinas
Dextrinas: prod. de baja viscosidad se usa como insumo para adhesivo.
Caramelo (colorante): Producto de la tostación de la glucosa, provee de color a bebidas
(an)alcoholicas
Adhesivos: De la union de glucosa, dextrina, jabon anhidro, borax.
Gluten Feed: Mezcla de agua de maceración concentrada,torta de germen, fibra. Se le da
al ganado , por su contenido proteico (21 %).
Gluten Meal: Posee proteina que ha sido separada del endosperma en el almidon (60%) .
Alimento para aves de corral.
Malto dextrina: Producto obtenido a través de procesos enzimáticos, sirve en alimentos para
extender y dar cuerpo . Posee moderado poder edulcorante, sabor suave.
TEST DE LA DUREZA Y ESPECTROFOTOMETRÍA NIR:
Metodo en el cual debido a la relación dureza y ruptura es directa, influye enormemente en las
aplicaciones del maiz . Es un metodo rápido y simple en cuanto a la preparación de la muestra.
Ahora porque se usa el NIR (espectrofotometría de infrarrojo cercano), porque evita y resuelve
problemas como largo tiempo de ejecución de análisis, resultados muy precisos, la preparación de
la muestra es mínima, es ecologica ya que no requiere de reactivos químicos y es económico por
que no utiliza ningún consumo adicional. Los enlaces básicos que absorven energía en el Nir son
los grupos aminos , carboxilos, aldehidos, cetonas, entre otros. De modo que es una técnica para
determinar constituyentes de sólidos de muy pequeño tamaño o finamente divididos.
Dentro de las aplicaciones de los equipos nir además del maiz, tenemos los cereales y granos de
todo tipo, snack; polvos y pastas.
PRUEBA DE FLOTACIÓN DE MAIZ:
Método útil que sirve para comparar la densidad de diversos lotes de maiz. En un cilindro que
contiene una mezcla de kerosene desodorizado más tetracloroetileno, ajustado a una densidad de
1.275 se agregan 100 grs de maiz. Se hace cuenta de los granos que flotan y se va a una tabla
que relaciona lo cuantificado con el contenido de humedad del grano , con el porcentaje de granos
que flotan , de modo que se obtiene la dureza relativa. Esta tabla se desarrolla con determinados
factores de molienda seca de diferentes lotes de maiz que han sido secados a excesivas
temperaturas, ya que estos pueden alterar los resultados. Se debe tener en cuenta que el maiz
debe tener un contenido de humedad uniforme de caso contrario se debe aplicar un factor de
corrección.
Cítricos
1. Introducción
2. Generalidades del cultivo
3. Fisiología de cítricos
4. Efectos de la luz
5. Efecto de la temperatura
6. Indice de área foliar
7. Agua, y vientos
8. Desarrollo del sistema radicular
9. Floración y fructificación
10. Caída fisiológica de los frutos
11. Bibliografía
INTRODUCCIÓN
Los cítricos son un conjunto de especies, que pertenecen al genero citrus. Desempeñan un papel
destacado en la alimentación de muchas personas en el mundo entero. Una característica del
genero es la presencia, en todos los órganos de la planta de un aceite esencial que le da su olor
característico. Los especies que engloba este grupo proporcionan notables cantidades de vitamina
C, minerales (calcio y fósforo).
Los cítricos pertenecen a la clase Angiospermae, a la subclase dicotiledónea, a la orden rutae, a la
familia rutaceae y al género citrus y cuenta con más de 145 especies, entre las que se destacan:
naranja (citrus sinensis), mandarina (citrus reticulata), limón (citrus limon), lima (citrus aurantifolia),
toronja (citrus paradisi). Se cree que el área general de origen de los cítricos es el suroeste de Asia
incluyendo desde Arabia Oriental hacia el este hasta Filipinas y desde el Himalava hacia el sur
hasta Indonesia o Australia, el movimiento de dispersión de los diferentes tipos de cítricos ocurrió
dentro del área general de origen desde antes de que existiera registro histórico.(Devices y
ALbrigo,1999)
GENERALIDADES DEL CULTIVO
El género Citrus consta de 16 especies de árboles de tamaño moderado a grande de hoja perenne.
La forma de los árboles varia desde la copa erecta de algunos mandarinos a la extendida como por
ejemplo la de los pomelos.. Las hojas son unifoliadas con bordes de formas variadas y de tamaño
muy grande , moderado o pequeño. El tamaño del pecíolo también varían con la especie
generalmente de manera similar al tamaño de la hoja. Las flores nacen individualmente o
agrupadas en las axilas de las hojas y pueden ser perfectas o estaminadas.(Devices y
ALbrigo,1999)
FISIOLOGÍA DE CITRICOS
La germinación de la semilla es hipogea es decir, los cotiledones permanecen subterráneos. La
temperatura para que empiece a emerger la radicula oscila entre 9 y 38ºC y vara con cada cultivar.
El numero de días hasta la primera emergencia oscilan desde aproximadamente 80 días a 15-20ºC,
a Tan solo 14-30 días para las mayorías de los cultivares en el intervalo optimo de 30-35ºC (figura
2).La intensidad de la luz no afecta a la germinación o emergencia pero las plántulas que se
desarrollan en la oscuridad son pálidas y ahiladas.(Devices y Albrigo,1999)
FASE JUVENIL:
La duración del estadio juvenil varia para cada especie y con los factores ambientales .
generalmente este periodo del árbol se relaciona inversamente con la acumulacion de unidades de
calor y el vigor del árbol, siempre que otros factores no sean limitantes. Las especies vigorosas
tales como limeros y limoneros, tienen periodos juveniles de menos de dos años en las
condiciones de cultivo de climas sub. tropicales, mientras que los mandarinos , el pomelo y los
naranjos dulces alcanzan periodos de 15 a 13 años cuando crecen de semilla. La duración del
estado juvenil depende drásticamente de la temperatura, la humedad y en algunos casos de las
condiciones edáficas y culturales .Por ejemplo en zonas de tierras bajas tropicales con
precipitaciones altas el periodo juvenil es apreciablemente mas corto que en zonas sub tropicales
áridas con condiciones sub optimas de riego .(Devices y Albrigo,1999),(enciclopedia de la
agricultura y la ganadería, 1999)
EFECTOS DE LA LUZ:
Diversos autores han estudiado el efecto de la luz y su distribución en hojas de cítricos , en el
funcionamiento fisiológico del mismo encontrando conclusiones tales como: (Syvertsen, 1994),
(Baker,1993), (Devices y Albrigo,1999)
1. oscilaciones cíclicas entre la asimilación fotosintética de CO2 de la atmósfera y ala
transpiración de cerca de 20 a 40 minutos.
2. la respuesta estomatica a incrementos de radiación fotosinteticamente activa , tiene puntos
aproximados de saturación a los 500 umol/quanta/ms el cual corresponde a cerca del 25%
de la luz total del sol.
3. comparado con muchos tipos de hojas, la concentración de clorofila en hojas de citrus es
relativamente alta, por ejemplo hojas maduras de naranja valencia tiene contenidos de
clorofila de cerca de 780um/m . Esto es mucha mas alta que frutales como la pera de 440
um/m2 (aproximadamente). De esta manera la alta concentración de la clorofila resulta en
una relativamente fuerte absorción de radiación fotosinteticamente activa por hojas de
citrus
4. en árboles desarrollados en plena exposición solar la mayoría de las hojas en el dosel
maduro están a la sombra, no es entonces de sorprender que las hojas de citrus tengan
una alta concentración de contenido de clorofila , que son características anatómicas
asociadas con hojas tolerantes a la sombra. Sin embargo los cítricos tienen un dispositivo
de potencia de aclimatación a la irradiación. Por ejemplo árboles de 6 semanas que son
transferidos de una baja a una alta irradianza, la capacidad para asimilar y transportar
electrones se torna muy similar a las hojas aclimatadas a la luz mostrando cambios
paralelos en la masa seca de la hoja y en concentración de N por unidad de área.
Un trabajo sobre la respuesta fotosintética de citrus, de la fluorescencia de la clorofila,
macronutriente y carbohidratos a altos contenidos de CO2 fue estudiada por Keutgen y Chen
(2001),encontrando una desaceleración de la regulación de la tasa de fotosíntesis neta a
concentraciones de cerca de 600ppm . Este decrecimiento (explican ellos) podría deberse por una
disminución en la actividad o concentraciones de las enzimas en el ciclo de Calvin el cual fue
acompañado por una reducción en los niveles de Nitrógeno. El mutuo sombreamiento de hojas
viejas el cual ocurre especialmente a altas concentraciones de CO2 debido a la aceleración del
desarrollo del árbol, es una consecuencia de la adaptación a condiciones ligeramentes oscuras el
cual también puede jugar un papel en la desaceleración de la fotosíntesis. Al medir el parámetro de
la fluorescencia de la clorofila decreció, lo cual es interpretado como indicador de fotoinhibicion a
altas concentraciones de CO2.
EFECTO DE LA TEMPERATURA
La elongación de los tallos de los cítricos comumente ocurren en dos a cinco distintos tirones de
crecimiento anual en las regiones subtropicales pero pueden crecer casi continuamente en las
zonas tropicales, particularmente los limoneros y limas. El inicio del crecimiento del tallo esta
regulado por la temperatura ( mayores a 12.5ºC), en las zonas subtropicales y por la disponibilidad
de agua en las zonas tropicales. La elongación acumulativa estacional de los tallos o la
acumulación de materia seca suele ser mayor en días uniformemente largos y con un promedio de
temperaturas diurnas y nocturnas elevado típico de las áreas tropicales bajas.
Potencialmente los vástagos se producen durante toda la temporada en regiones tropicales debido
a las elevadas temperaturas medias existentes durante todo el año , siempre y cuando el agua no
sea un factor limitante como ocurre en las regiones tropicales con ciclos climáticos de humedadsequía diferenciados. (Devices y Albrigo, 1999), (Reuther, 1993)
INDICE DE AREA FOLIAR:
Un árbol puede tener de 50000 a 100000 o más hojas, y pueden llegar a estar densamente
foliados tras unos pocos años en el campo lo que ocasiona un extenso sombreado de algunas
zonas internas de la copa. Muchos árboles maduros producen unos 350m2 de superficie foliar con
un índice de área foliar de 12, produciendo una intensificación del problema de autosombreamiento
e altas densidades de plantación. (Duran, 2003)
Otro aspecto de las hojas en desarrollo es que son generalmente importadoras de carbono hasta
su total expansión unas 4-6 semanas después de la floración plena. Los estomas situados en el
envés de la hoja no se desarrollan totalmente y el control estomatico sobre la transpiración es
pobre . La asimilación neta de CO2 continua aumentando hasta unos 6 meses mas tarde, en cuyo
momento se hace estable hasta la etapa posterior de envejecimiento de la hoja . (Sylversten 1994),
(Alvin y Kozlowski, 1977).
AGUA, Y VIENTOS:
La discusión sobre el efecto del régimen de humedad y de vientos, sobre las respuestas de cítricos
es dificultosa debido a que forman parte de distintos aspectos del complejo ambiental. Las
precipitaciones y la humedad relativa están interrelacionados, y ambos moderan el flujo de energía,
el cual tiene influencia en torno a la temperatura de los tejidos, y de los procesos vitales que
ocurren entre ellos. La cantidad y la distribución de la precipitación anual tiene un efecto directo
sobre la humedad del suelo, este factor puede ser manipulado con irrigacion y drenaje. (Reuther,
1993).
Moster y Zyl, realizaron un trabajo sobre la ganancia en calidad de la fruta con irrigación controlada.
Los resultados indican es un órgano altamente sensible a la pobre irrigación, teniendo efecto sobre
su tamaño y calidad ya que la cantidad de sólidos solubles y la acidez del jugo decrece con el
incremento del agua aplicada en riego, estos dos factores que influyen en la calidad de la fruta
están positivamente correlacionados con la irrigación del agua particularmente en la fase 2 de
crecimiento en la fruta, y tiene un efecto sobre la cáscara de la fruta al aumentar su grosor al
presentarse estrés hídrico.
La cantidad, velocidad y distribución estacional de los vientos son igualmente importantes en la
determinación de la adaptabilidad de las zonas al cultivo de cítricos. Los vientos calientes tienden a
causar excesiva evapotranspiracion y frecuentemente daños y muerte en hojas debido a la
deshidratación., el excesivo viento especialmente cuando las frutas están jóvenes causan
excoriaciones y por consecuencia perdida en el valor comercial, aunado a una estimulación en la
abscisión de hojas y frutos. Afortunadamente los vientos excesivo no es un problema común en el
trópico, ya que vientos algo superiores a 15 o 20 Km. favorecen y promueven que los tejidos estén
secos disminuyendo el ataque por hongos. (Reuther, 1993)
DESARROLLO DEL SISTEMA RADICULAR:
El crecimiento y desarrollo de las raíces esta regulado por la temperatura. El crecimiento de la raíz
y de los tallos tienen diferentes umbrales de temperatura, ocurriendo el crecimiento de la raíz a
temperaturas superiores a los 7ºC.El crecimiento de la raíz al igual que el de los tallos ocurre en
flujos o tirones que frecuentemente pero no siempre se alternan con los flujos de crecimiento de
estos últimos. La velocidad media de elongación de las raíces cítricas es fuertemente dependiente
de la temperatura, tanto en el caso de las raíces pioneras como el de las fibrosas, mostrando un
aumento lineal positivo en el crecimiento de 17 a 30ºC. (Devices y Albrigo, 1999)
Existen distintas distribuciones del sistema radical según la especie por ejemplo: el Naranjo agrio
presenta un vigoroso y extenso sistema radical, caracterizado por la presencia de abundantes
raíces fines o de absorción, muchas veces laterales. La raíz principal está presente, pero
frecuentemente dividida en varios raíces, después de penetrar unos 30 cm o más del suelo. El
sistema del Cleopatra es muy similar al del Naranjo agrio, presentando muchas raíces finas entre
los 61 a 91 cm de profundidad.(Avilan y col, 2003)
FLORACION Y FRUCTIFICACIÓN:
Los factores de control de la floración en los cítricos mas probables son carbohidratos, hormonas,
nutrición y relaciones hídricas, los dos primeros tienen un importante aporte en el desarrollo de los
frutos y se basan en : (infoagro.com)
Rayado de ramas: produce un estímulo en el crecimiento del fruto. En algunas variedades se
realiza durante la floración o después de la caída de pétalos, para mejorar el cuajado. Esta práctica
tiene una influencia positiva sobre el contenido endógeno hormonal, atribuidos a los cambios
provocados en el transporte y acumulación de carbohidratos. De este modo se mantiene la tasa de
crecimiento de los frutos que, consecuentemente, sufren la abscisión en menor proporción,
mejorando así el cuajado y la cosecha final.
-Aplicación de auxinas de síntesis: aumenta el tamaño final del fruto con aclareos mínimos o nulos.
La época de aplicación, independientemente de las variedades, deben efectuarse después de la
caída fisiológica de frutos, para aumentar el tamaño final del fruto; es decir para un diámetro del
fruto entre 25 y 30 mm para las naranjas o durante el cambio de color, para facilitar el
mantenimiento del fruto en el árbol sin merma de calidad, en cuyo caso se suele adicionar ácido
giberélico.
El crecimiento del fruto sigue una curva sigmoide, caracterizada por tres estados bien diferenciados:
ESTADO I. El fruto presenta un crecimiento exponencial, hay una máxima división celular que le da
un crecimiento en el grosor del pericarpio. Se forma los sacos de zumo.
ESTADO II. Dura varios meses, presenta un crecimiento lineal en el tiempo con un aumento del
tamaño de las células, hay diferenciación de las células, el fruto absorbe gran cantidad de agua y
alcanza su tamaño definitivo. Termina con el cambio de color de la capa superficial de la cáscara
ESTADO III. Hay una reducida taza de crecimiento, ocurren todos los cambios asociados a su
maduración, el contenido de sólidos solubles aumenta.(Duran, 2003)
CAIDA FISIOLÓGICA DE LOS FRUTOS:
Es un desorden probablemente relacionado con la competencia entre los frutos por los
carbohidratos, agua hormonas y otros metabolitos. El problema sin embargo se acentúa mucho por
el estrés, especialmente el causado por altas temperaturas y falta de agua.Consiguientemente la
caída fisiológica suele ser mas severa donde las temperaturas de las hojas pueden alcanzar los
35-40ºC, y donde la escasez de agua crea problemas. Una hipótesis es que las altas temperaturas
y la acusada falta de agua ocasionan el cierre de los estomas con la consiguiente disminución en
la asimilación neta de CO2. Entonces hay abscisión en los frutos porque estos mantienen un
equilibrio de carbono negativo. (Devices y Albrigo, 1999).(Iglesias y col,2001)
La Composición química del follaje
1. Introducción
2. Desarrollo
3. Bibliografía
1.- INTRODUCCIÓN
"El árbol, es una gran máquina que almacena energía y la mayor parte de los elementos
esenciales para la vida" (Johnson, H., 1996). Alrededor del 80% de la diversidad biológica subsiste
en las regiones tropicales y subtropicales de Asia, Africa y América Latina (Pinzón, R., 1996). Cuba,
dada su ubicación geográfica y su clima, posee una flora arbórea muy rica, la que se encuentra
poco o prácticamente sin explotar.
Grandes volúmenes de follaje en la actualidad son considerados residuos y que contienen una
gama de sustancias significativamente complejas y ricas en componentes con actividad biológica,
que podrían ser utilizados en la obtención de productos para la medicina y la alimentación animal,
darían un valor agregado a los precios de la madera en forma aserrada. Estos residuos que se
acumulan en el bosque después del aprovechamiento forestal ocasionan un importante impacto
ambiental, al crear un medio favorable para la propagación de plagas y enfermedades dañinas
tanto a la flora como a la fauna, además de ser un material combustible con riesgo en la aparición
y propagación de incendios; sin embargo la utilización de estos residuos para la obtención de
productos con actividad biológica, proporciona beneficios económicos, sociales y ambientales.
Palabras claves: eucalipto, pino, composición química, follaje, celulosa, , lignina, , extractivos
2.- DESARROLLO
2.1.1- Composición química del follaje.
La composición química del follaje varía en dependencia de diferentes factores como: la especie, la
época del año, las condiciones de crecimiento, los factores edafoclimáticos, los tratamientos
silviculturales y el sitio, e incluso durante las horas del día (Polis, O., 1986) lo cual está relacionada
con la actividad fotosintética, máxima en momentos de mayor iluminación y respiración. Todo ello
facilita los procesos de formación y degradación de las sustancias biológicamente activas en las
plantas (Taiz, L., 1998).
El estudio de la caracterización química del follaje verde nos brinda una información de la
composición química de esta materia prima con perspectiva industrial.
Para este estudio algunos autores dividen las sustancias químicas contenidas en el follaje en
diferentes grupos: proteínas, carbohidratos, lípidos, compuestos fenólicos, vitaminas, ácidos
orgánicos y sustancias minerales (Polis, O., 1986; Yagodin, V. I., 1981).
Los contenidos de proteínas varían en el follaje para diferentes especies y géneros, en el de Picea
abies (abeto) oscilan entre 9,1% y 9,8% (Kolodidinskaia, L. A., 1982), mientras que en el Pinus
silvestris entre 9,4% y 11,8% (Polis, O., 1986) y en P. caribaea Morelet de 6,1% según Leyva, B.
(1990).
La celulosa se encuentra dentro del grupo de carbohidratos de alto peso molecular. Sus contenidos
varían de una a otra especie. Smite, L. (1989) encontró valores de 29,1% y 27,9% en acículas y
brotes, respectivamente, de la fracción foliar de Pinus pallasiana, resultados ligeramente inferiores
se plantean para P. caribaea Morelet de 21,03% (Díaz, S., 1998).
Los lípidos son las sustancias orgánicas insolubles en agua que pueden extraerse de las células y
de los tejidos mediante disolventes de baja polaridad (Lehninger, A. L., 1981). Se han publicado
diferentes trabajos donde se plantean distintos contenidos de lípidos en el follaje de especies de
coníferas. Weichun, Z. (1989) señala porcentajes de lípidos en follaje de pino de 9,8%;
Kolodinskaia, L. A. (1982) destaca valores de 9,8% en el Picea abies (abeto); Polis, O. (1986) en
Pinus silvestres se refiere a valores que oscilan en los límites de 9,3% y 14,8%; Leyva, B. (1990) y
Díaz, S. (1998), para Pinus caribaea Morelet obtienen valores de 5,5% y 14,9%.
Los compuestos fenólicos representan un grupo amplio de sustancias orgánicas, muy
heterogéneas de acuerdo a su composición y estructura química. Las acículas de Pinus silvestris
contienen 15,6% de lignina, según Polis, O. (1986), valores diferentes se presentan en el Pinus
silvestris y Picea abies (abeto) con 21,3% y 30,8%, respectivamente (Kolodiskaia, L. A., 1984);
mientras que en Pinus caribaea Morelet se observan valores de 25,93% y 28,42% para el Pinus
tropicalis Morelet (Díaz, S., 1998).
El grupo de vitaminas en el follaje verde determina gran parte de su actividad biológica y la de los
productos que se obtienen de él, dentro de las que se encuentran las vitaminas E, K, C, B1, B2, B6,
entre otras. Los contenidos de las vitaminas presentes en el follaje varían entre géneros y especies,
encontrando contenidos de vitamina C de hasta 711 mg/%, vitamina E 36,4 mg/% (Repiax, C. M.,
1988).
Las sustancias minerales expresadas como cenizas, contenidas en las hojas, son mayores que en
las contenidas en la madera. Muchos de estos minerales se encuentran combinados con
compuestos orgánicos como sales de oxalatos, fosfatos silicatos, etc., desempeñando un papel
fisiológico en las plantas. En el follaje, existen contenidos mínimos para acículas de pino de 2,02%
y máximos de 3,48% según Yagodin, V. I. (1981); valores de 3,6% para el Picea abies (abeto)
fueron obtenidos por Kolodinskaia, L. A. (1982); en P. tropicalis Morelet y P. caribaea Morelet de
3,56% y 2,82% (Díaz, S., 1998).
Las sustancias minerales o compuestos inorgánicos varían con la especie, en árboles de una
misma especie, con la edad, fertilidad del suelo y la parte del árbol que se estudie. Valores
superiores que en la madera pueden encontrarse en las hojas, corteza, ramas y raíces. Es común
encontrar diferencias en los contenidos de minerales en las coníferas y las latifolias (Carballo, L. R.,
1990).
2.1.2- Sustancias extraíbles del follaje verde.
La clasificación química de las sustancias extraíbles con actividad biológica presentes en el follaje
fue realizada por Yagodin, V. I. (1989) dividiendo estas en tres grandes grupos: sustancias solubles
en solventes de baja polaridad, sustancias solubles en agua a 95ºC y sustancias poco solubles en
solventes de baja polaridad y agua a 95ºC.
Las sustancias extraíbles en solventes de baja polaridad varían en cuanto a su cantidad y
composición, según el disolvente que se utilice para su extracción. La fracción lipídica obtenida
cuando se utiliza bencina como disolvente ha demostrado la presencia de aceites esenciales,
pigmentos verdes (clorofila, feofitina, clorofilida, feoforbidas), carotenoides ( -caroteno,  caroteno, luteína), vitaminas liposolubles (vitaminas D, E, K y F), lípidos neutrales (hidrocarburos,
alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos grasos saturados y no saturados, ceras, ácidos resinosos,
esterinas esenciales, glicéridos, fosfolípidos, glicolípidos (fitoglicolípidos, β-sitosterina) y sustancias
minerales según Yagodin, V. I. (1989b); Voipio, R. (1990); Buell, P. (1994) y Díaz, S. (1998).
Las sustancias solubles en agua a 95ºC están compuestas por vitaminas hidrosolubles, taninos,
fenoles, flavonoides, sustancias nitrogenadas, carbohidratos y sustancias minerales (Yagodin, V. I.,
1989b). Los componentes de la pared celular están representados por la celulosa, la lignina y las
hemicelulosas.
2.1.3- Sustancias solubles en solvente de baja polaridad.
Las sustancias solubles en solventes de baja polaridad incluyen los aceites esenciales, de los
cuales se pueden obtener más de cien productos químicos diferentes. Los principales grupos
funcionales presentes en los aceites esenciales son los grupos: hidroxilos, ésteres, carbonilos y
fenólicos (Brito, G., 1995).
Los aceites esenciales son el concentrado de compuestos orgánicos con aroma presentes en las
hojas, flores, semillas, corteza y raíz de las plantas. Ellos se evaporan al contacto con el aire y son
conocidos también como aceites volátiles, tienen un olor muy fuerte y generalmente, mejor olor en
disolución (Ciesla, W. M., 1998). Los aceites esenciales de los árboles son obtenidos comúnmente
por un proceso de destilación a vapor, aplicado a la resina, a la madera o follaje y a las ramas
terminales.
La composición de aceites esenciales varía grandemente con la especie y árboles de la misma
especie y ha sido ampliamente estudiada (Sigt, A. K., 1994; Li J., 1995; Bignell, C. M., 1997;
Chesowa, E. H., 1997; Mondachirou, M., 1999). El contenido de aceites esenciales en las hojas de
E. citriodora Hook varía de 0,5- 2,0% (Dayal, R., 1979); para otras especies de Eucalyptus se han
encontrado valores en hojas adultas de 1,4 - 5,1% y en hojas jóvenes de 0,8 - 5,3% (Li-H., 1995);
en coníferas se han encontrado porcentajes de 0,32% en P. silvestris y 0,81% en Picea abies
(abeto) (Yagodin, V. I., 1981); en P. caribaea Morelet de 0,35 - 0,06% (Guyat, M. A., 1989).
Los carotenoides constituyen uno de los grupos más importantes de pigmentos naturales. Son
tetraterpenos compuestos de 40 átomos de carbono, formados por la condensación de ocho
unidades de isopreno. Ellos incluyen hidrocarburos (carotenos), así como sus derivados
oxigenados (xantofilas) (Meller, E. V., 1967). Los más abundantes son el β-caroteno y sus
productos de oxidación: luteína, violaxantina y neoxantina, los que presentan una absorción muy
intensa en la región azul del espectro (Guardiola, J. L., 1995).
Los carotenoides de las hojas se encuentran junto con los pigmentos verdes plastidios-cloroplastos,
en las plantas el representante más abundante es el β-caroteno. Su contenido en el follaje de
Pinus silvestris es de 17,5 mg/% y en abeto (Picea abies) 15 mg/% (Polis, O., 1986); valores
semejantes para P. caribaea Morelet de 18,5 mg/% y P. tropicalis Morelet de 11,7mg/% fueron
planteados por Díaz, S. (1998).
En las hojas de las plantas es donde se realiza la fotosíntesis, debido a la captación de energía
luminosa con intervención de la clorofila a, junto con una cantidad menor de clorofila b. Todas las
formas de clorofila tienen la misma estructura de porfirina con los anillos pirrólicos unidos por sus
átomos de Nitrógeno a un átomo de Magnesio que ocupa la posición central de la molécula, un
quinto anillo, constituido únicamente por átomos de carbono, el grupo propanoico en posición 7
esterificado con una molécula de fitol, siendo este un terpenoide de 20 átomos de carbono. La
clorofila a tiene un grupo metilo en posición tres, mientras que la clorofila b presenta en esta
posición un grupo aldehído (Yagodin, V. I., 1981; Guardiola, J. L., 1995).
El máximo de absorción de la clorofila b en disolución de éter etílico es a una longitud de onda en
642 nm y la clorofila a en 660 nm (Bachanova, H. V., 1964; Kalenin, F. L., 1971) citados por
Yagodin, V. I. (1981) y Guardiola, J. L. (1995).
Las clorofilas son estables en medio alcalino, pero se transforman en presencia de ácidos débiles,
lo que determina la separación del Magnesio de la molécula, convirtiéndose en feofitina (Lama, E.,
1986). Los espectros infrarrojos y de masa de los derivados de clorofila obtenidos en el proceso de
extracción del follaje de pino demostraron alto grado de oxidación (Loventale, V., 1989).
Otro grupo de sustancias lipídicas con amplia actividad fisiológica lo constituyen las vitaminas (A, D,
E y F). La vitamina A se forma en el organismo de los animales a partir del β-caroteno, la vitamina
E pertenece a los derivados del tocol y tocotrienol, siendo el α-tocoferol el de mayor actividad
biolσgica; la vitamina K estα ampliamente difundida en la naturaleza, representada por dos grupos
de quinonas: filoquinonas y menadiona; la vitamina D, cuya principal función es el transporte de
iones Ca2+ y PO43– a través de las membranas biológicas, y la vitamina F, a la cual pertenecen los
ácidos grasos esenciales (Yagodin, V. I., 1981; Benjamin, G., 1997; Tyman, J. H. P., 1997).
Los lípidos neutrales incluyen los hidrocarburos, éteres, ceras, glicéridos, alcoholes grasos
superiores, aldehídos, cetonas, quinonas, ácidos resinosos y otros.
Las ceras son ésteres compuestos de ácidos grasos con alcoholes saturados no ramificados con
un número par de átomos de carbono (24 - 26), contienen además ácidos grasos libres, alcoholes,
hidrocarburos y cetonas de alta masa molecular.
Las ceras del follaje de Picea abies (abeto) son ésteres compuestos de ácidos palmítico,
oxipalmítico y esteáricos y de los alcoholes: cetílicos y cerílicos. En forma de ésteres se han
encontrado los ácidos abiéticos y oleico y también esterinas (Solodki, F. T., Agranat, A. L., 1956),
citados por Yagodin, V. I. (1981).
En las ceras solubles en hexano de hojas juveniles y adultas de Eucalyptus fueron identificados
hidrocarburos de cadena larga, aldehídos, alcoholes, ésteres, triterpenos y beta dicetonas de
cadena larga, siendo estas últimas, los componentes mejor representados en la cera. Se ha
encontrado que las ceras de las hojas jóvenes y adultas son semejantes, así como una relativa
estabilidad ontogenética y una clara diferenciación por las especies, siendo ellas un indicador
taxonómico y filogenético para el género Eucalyptus (Li - H., 1997).
Los ácidos grasos saturados presentan una cadena lineal de átomos de carbono CH 3 - (CH2)n COOH. En el follaje verde de coníferas se han observado los ácidos: laurílico (C11H23COOH),
mirístico (C13H27COOH), palmítico (C15H31COOH), araquídico (C19H39COOH), behénico
(C21H43COOH), lignocérico (C23H47COOH) (Yagodin, V. I., 1981; Díaz, S., 1998).
Dentro del grupo de ácidos grasos no saturados se encuentran: oleico (C18H34O2), linoleico
(C18H32O2) y linolénico (C18H30O2), presentes en el follaje de pino (Yagodin, V. I., 1981;
Kolodinskaia, L. A.,1984; Buell, P., 1994).
Los ácidos resinosos en el follaje están representados por los ácidos pimárico, sandarocopimárico,
isopimárico, dihidroabiético y neoabiético, los cuales están contenidos en un 42,7% y 59,3% en los
ácidos libres del follaje de Picea abies (abeto) y P. silvestris, respectivamente (Pensar, G., 1972)
citado por Yagodin, V. I., 1981.
2.1.4- Sustancias solubles en agua a temperatura de 95ºC.
Las sustancias solubles en agua a temperatura de 95ºC incluyen diferentes clases de compuestos:
vitaminas hidrosolubles, compuestos nitrogenados, ácidos orgánicos, sustancias fenólicas y
carbohidratos.
Dentro del grupo de sustancias extraíbles en agua a 95ºC se encuentran: el ácido ascórbico
(Vitamina C), su contenido en el follaje de pino es (150 - 250 mg/%) según Yagodin,V. I. (1981), la
tiamina con un contenido de 1,9 mg/% en pino y 0,8 mg/% en Picea abies (abeto) (Fragina, A. I.,
Chermomorsky, C. A., 1969). El follaje de pino contiene 0,5 mg y el de abeto 0,7 mg en 100 g de
masa seca de riboflavina (vitamina B2) (Fragina, A. I., 1969).
Los compuestos fenólicos son el grupo de sustancias aromáticas que contienen hidroxifenol libre o
enlazado y que se encuentran fundamentalmente en el reino vegetal. Ellos se dividen en benzoles
monoxiderivados y dioxiderivados del tipo pirocatecol, hidroquinona y resorcinol. Dentro de los
trioxiderivados se encuentran los compuestos del tipo pirogalol y muy escaso del tipo
oxihidroquinona.
Los compuestos fenoles simples incluyen a los derivados oxibenzoles: benzofenol, xantonas y
estilbeno.
Los flavonoides son sustancias fenólicas fácilmente oxidables, se clasifican en: flavonas, flavonoles
e isoflavonas (Lama, E., 1986).
Las auronas y chalconas pueden isomerizarse en flavononas. También dentro de los flavonoides
se encuentran las catequinas. Las leucoantocianinas se diferencian de las catequinas en un grupo
–OH, ambas son inestables y se oxidan fácilmente.
Las antocianinas se encuentran ampliamente distribuidas en las plantas superiores, al hidrolizarse
originan un azúcar y un aglicón llamado antocianidina (Lama, E., 1986).
Las hojas de Eucalyptus son más ricas en flavonoides que la madera y la corteza, siendo los más
abundantes la quercitina y los glicósidos de quercitina, según (Elkey, 1966); (Hillis, 1966) y (Bankef,
1976) citados por Conde, E. (1996).
Las sustancias tánicas son fenoles que se clasifican en dos grupos en dependencia de su
composición química: taninos hidrolizables y taninos no hidrolizables o condensados (Pan, H.,
1995). Los primeros son glicósidos del ácido digálico.
Los galotaninos son ésteres del ácido gálico o de su dímero, el ácido elágico, que son los más
importantes dentro de este grupo. (Marmer, W. N., 1996). Ellos pueden ser hidrolizados por ácidos,
bases o enzimas.
Los taninos del segundo grupo son considerados derivados del catecol, pueden formar polímeros y
estar condensados, por lo que no son hidrolizables, generalmente son compuestos de alta masa
molecular y contienen un número suficientemente alto de grupos hidroxilos capaces de formar
uniones efectivas entre proteínas y otras macromoléculas.
En las hojas de E. camaldulensis, E. globullus y E. rudis han sido estudiado los polifenoles, el
aldehído fenólico, vainillina, el ácido fenólico, protocatequinas y ácido elágico, algunos glicósidos
flavonoles, algunos elagitaninos, flavonoides y flavononas fueron identificados por Conde, E. (1997)
y Cadahía, E. (1997).
2.1.5- Componentes de la pared celular.
A este grupo de sustancias corresponden los polisacáridos y la lignina.
La celulosa es la sustancia química más importante y el componente principal de la pared celular,
(Fengel, D., 1984; Echevenique, R., 1993) es un homopolímero lineal de unidades de anhidro  - (+)
anhidro D- glucopiranosa con uniones β- 1- 4 glicosνdica. La fibra de la celulosa tiene una
estructura muy firme y poco sensible a la degradaciσn (Guardiola, J. L., 1995).
Los contenidos de celulosa de la madera de latifolias son del 40 - 60 %, mientras que los de las
coníferas es 40 – 45%. En el follaje de Pinus caribaea Morelet antes de ser extraído es de 21,03%
y después del tratamiento con bencina es de 21,11 - 21,50% (Díaz, S., 1998), existiendo pocos
estudios sobre los contenidos de celulosa en el follaje de especies de eucaliptos.
La lignina es un polímero aromático, heterogéneo, ramificado, de alta masa molecular, compuesta
por unidades de fenilpropano que contienen grupos fenólicos, grupos carbonilos, hidroxilos,
carboxilos y grupos metoxilos. Se clasifican en ligninas de madera de coníferas y ligninas de
madera de latifolias, las de coníferas presentan ligninas del tipo G - H con 85 - 90% de unidades
aromáticas de guayacil, mientras que la madera de las latifolias presenta ligninas del tipo guayacilo
siringilo (G:S) en razón 1:5 aproximadamente. La estructura y composición de la lignina en el follaje
ha sido poco conocida (Carballo, L. R., 1990).
Biopreservantes de maderas basados en taninos y otros extractivos de la corteza de pino
y su acción antioxidante: antecedentes y perspectivas
1. Biopreservantes de maderas basados en taninos y otros extractivos
2. Agricultura sostenible
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Composición química de la corteza de pino
Extractivos
Biodegradación de la madera
Durabilidad natural
El papel de los Flavan-3-ols y las proantocianidinas en la defensa de las plantas
Actividad antifúngica
Bibliografía
Los antioxidantes son encontrados de muchas formas, y los más reconocidos son indudablemente
las vitaminas, tales como la vitamina A, C y E, pero también estos productos se encuentran en
forma de aminoácidos, fitoquímicos o "moléculas vegetales" y antioxidantes minerales. Son de
interés desde este punto de vista los derivados de plantas.
Las plantas con principios activos antioxidantes contienen fitoquímicos que estimulan las enzimas
antioxidantes benéficas del cuerpo humano y se ha demostrado que son mucho más fuertes que la
misma vitamina E. Estos vegetales son también conocidos como "ayudantes de vida", porque
ayudan a crear y mantener las vías de desintoxicación en el cuerpo humano.
La activación del oxígeno, lleva a la formación de oxígeno reactivo, (oxiradicales o productos de la
reducción monovalente del oxígeno, entre estos el radical superoxido (O 2-) e hidroxilo (OH-), así
como radicales orgánicos y peróxido (H2O2) resultantes de la reacción con los oxiradicales (Figura
4), estos últimos pueden generar la oxidación de las proteínas celulares, llevándolas a su
inactivación, ellos también rápidamente reaccionan con los lípidos insaturados y los oxidan. Este
proceso es facilitado por la transición de los metales tales como hierro y cobre o proteínas
sanguíneas a estados hipervalentes que rápidamente atacan los lípidos insaturados.
Los radicales orgánicos también pueden ser creados por la descomposición de ácidos grasos y
químicos, tales como drogas, aditivos y preservantes de alimentos, humo del cigarrillo,
contaminantes, luz solar, radicación y estrés emocional (Feutch & Treutter, 1999).
Estos compuestos dañan las células en el organismo humano, generando más de 80
enfermedades relacionadas con el envejecimiento del ser humano, entre ellas podemos resaltar las
enfermedades del corazón, cáncer, artritis reumatoide, cataratas y la enfermedad de Alzheimer,.
así como problemas con la piel. Los antioxidantes combaten los radicales libres y protegen el
cuerpo humano de estas enfermedades (Passwater, 1998).
Fig. 4. La reducción monovalente del oxígeno y la formación de oxiradicales.
Las etapas comprendidas en la oxidación de un típico ácido graso insaturado (ej. ácido linoleico)
son, inicialmente formación de un radical peroxil lipídico, originado por la adición de oxígeno al
radical intermedio alkil lipídico, que es resultante a su vez de la reacción del lípido con el peróxido
de hidrógeno o con metales hipervalentes. El radical peroxil, reacciona rápidamente con otro lípido
y genera un nuevo radical peroxil y un lípido hidroperoxidado. Esta reacción ocurre a una tasa
constante de 106 moles/s y representa el nivel cinético adecuado para la propagación de los lípidos
peroxidados (Figura 5). La acumulación de estas reacciones lleva al deterioro de los lípidos y a la
formación de una gran cantidad de oxígeno reactivo que genera muchos de los efectos anotados
arriba.
Fig. 5. Etapas de la oxidación de un ácido graso insaturado.
Los antioxidantes de origen vegetal están constituidas por catequinas polifenólicas, y se cuentan
entre las más conocidas la epicatequína y la epigalocatequina y sus compuestos relacionados, así
como proantocianidinas, todos estos compuestos son potentes antioxidante, y pueden neutralizar
los radicales libres, suprimiendo la propagación de los lípidos peroxidados, asimismo, los primeros
compuestos promueven la activación de macrófagos, linfocitos-B, y linfocitos-T en las células
blancas de la sangre, aumentando indirectamente el sistema inmunológico humano.
Las proantocinidinas, además, presentan efectos antimutagénicos, inhibiendo la mutación del ADN
y tienen un valor "cosmético" ya que protegen el colágeno y la elastina, manteniendo la tersura de
la piel y evitando la pérdida de elasticidad.
BIOPRESERVANTES DE MADERAS BASADOS EN TANINOS Y OTROS EXTRACTIVOS
En la actualidad, el alto consumo de madera y sus productos derivados hacen que este material
sea valioso, hecho significativo para el campo de la preservación de estos productos, pues deben
ser tratados cuidadosamente para prolongar su periodo de servicio o vida útil. La durabilidad
natural de la madera puede ser efectivamente incrementada por la protección química. Sin
embargo, los químicos contaminan el ambiente y perjudican al ser humano, por esto, y hasta
donde sea posible, el uso de fungicidas e insecticidas químicos debiera ser minimizado y debiera
buscarse otras formas de protección de la madera (Weissenfeld, 1988). De acuerdo con esto, la
preservación química de la madera podría ser minimizada y aplicada solamente cuando sea
necesario (Willeitner, 1991).
Esto es muy pertinente, fundamentalmente cuando restricciones ambientales recientes limitan el
uso de una gran cantidad de biocídas para la preservación de la madera y cuando los estándares
son más exigentes, cambiando dramáticamente el espacio donde actúa la preservación de la
madera, fenómeno más notorio en los países desarrollados. En estos países surgen otros
problemas relacionados: el incremento de los problemas de deposición de la madera tratada y que
se encuentra fuera de servicio, como en el desarrollo de nuevos métodos, ambientalmente más
amigables para el control de hongos e insectos xilófagos, sin contar con el periodo de "reeducación" para asimilar y asumir estos cambios.
Este enfoque ecológico implica el desarrollo de la llamada "protección natural" con preservantes
menos dañinos al ambiente y al ser humano y que sean selectivos solamente a organismos que
destruyan la madera. Estos preservantes deberán ser biológicamente degradables (Barnes,1992).
Así, los preservantes de madera basados en flavonoides y extractos fenólicos, fundamentalmente
taninos, han despertado interés y están siendo desarrollados (Lakes et.al., 1988; Dirol, 1994; Pizzi
& Baecker, 1996), debido a su habilidad de formar quelatos insolubles con varios iones metálicos,
incluyendo cobre (McDonald, et.al., 1996). Este tipo de preservantes son muy ventajosos por
generar un bajo impacto ambiental tanto en su preparación como durante su aplicación, además,
por la posibilidad de brindar una gran seguridad a los usuarios y finalmente por los potenciales
beneficios sociales y económicos de estos productos como sustitutos de los derivados del petróleo
(Gonzáles, 1996).
Los compuestos tanino-metal se basan en la afinidad de un metal por los grupos oxidrilo en el
anillo - B del flavonoide, Figura 6. El metal utilizado frecuentemente como biocida ha sido cobre
(Pizzi, 1998). Existen investigaciones donde este metal ha sido reemplazado por Zinc. Los
compuestos así formados son influidos por la naturaleza del tanino, la concentración tanto de estos
compuestos, como del cobre, así como la precipitación de este metal. (Mila, et.al., 1995). Por todo
esto, se hace necesario optimizar los parámetros de fijación del cobre y el zinc para lograr su
insolubilización en la madera, lo que garantizará el empleo de estos compuestos como
preservantes de la madera. (McDonald, et.al., 1996).
Figura 6. Complejo tanino-metal, señalando la afinidad de un metal por los grupos oxidrilo
en el anillo - B del flavonoide
Los resultados reportados son aceptables, pero mucho más pobres que los preservantes a base de
sales CCA. Las maderas preservadas con estos compuestos son para uso fuera de contacto con el
suelo y que no se encuentren en contacto directo con el suelo (Dirol, 1994). Complejos de
preservantes atóxicos de taninos con boro, utilizando en muchos casos colágeno de proteínas
están en una etapa experimental (Thevenon, et.al., 1998). Desafortunadamente se han
demostrado hasta el momento inapropiados por que pueden ser muy fácilmente lixiviados de la
madera (Dirol, 1994). Sin embargo, una nueva reacción entre los componentes de boro y taninos,
las cuales fueron desarrolladas para la aplicación de adhesivos de taninos pueden ser utilizados,
mejorando la fijación y retardando la lixiviación del boro de la madera tratada. (Meikleham et.al.,
1994). Los resultados obtenidos señalan que pueden ser desarrollados preservantes que contienen
boro y taninos, para uso fuera de contacto con el suelo, a pesar de que son poco efectivos, con la
ventaja de que ese material no es tóxico para los humanos (Pizzi & Baecker, 1996).
También las propiedades insecticidas de los extractos han sido probados, en este caso contra
termitas subterráneas, los que han resultado bastante efectivos; sin embargo, se debe pensar en
diversificar los métodos de control a las formas de tóxicos, repelentes, atrayentes, baños tóxicos,
tratamientos en las barreras de suelo y tratamiento tópicos de la madera (Hutchins, 1997).
Sin embargo, deben realizarse todavía muchos estudios antes que estos productos sean aplicados
corrientemente en el campo de la preservación de maderas en forma comercial (Gonzales, 1996).
Por otra parte, poco se conoce acerca de la capacidad que tienen los antioxidantes que pueden
obtenerse de la corteza de pino. No existen mayores referencias al respecto.
Agricultura sostenible:
La agricultura sostenible puede ser definida como aquella que utiliza recursos naturales
racionalmente con el fin de suplir las necesidades de generaciones presentes y futuras, a través de
la utilización de compuestos químicos presentes en las plantas que son resultantes del
metabolismo primario y secundario. El primer grupo corresponde a sustancias indispensables en la
planta que se forman como resultado del proceso fotosintético. El segundo grupo (metabolitos
secundarios), aparentemente sin actividad en la planta, posee otros efectos notables. Estas
sustancias denominadas principios activos o compuestos secundarios son: aceites esenciales,
resinas, alcaloides, flavonoides, taninos, entre otros.
Los organismos interactúan em forma variable com los diversos componentes del ambiente;
responden y a su vez, influyen sobre éstos. Dichas interaccionmes químicas tienen cierta
estructura detectable y entendible, em la que está involucrada uma compleja serie de atributos
químicos, los cuales se denominan infoquímicos, o sea metabolitos secundarios que median las
interacciones químicas. Los alcaloides, esteroides y glucósidos son algunos ejemplos de
metabolitos secundarios que producen las plantas.
A su vez, existen ciertas sustancias que constituyen un sistema de defensa. Estas sustancias
llamadas "alelo químicos alomónicos", son compuestos moleculares que actúan como señales o
como mensajeros de disuasión, produciendo efectos repulsivos, antialimentarios, tóxicos,
alteradores de la fisiología y/o comportamiento sexual o poblacional de insectos.
Estos productos naturales tienen múltiples efectos, que van desde la inhibición o la estimulación de
los procesos de crecimiento de las plantas vecinas, hasta la inhibición de la germinación de
semillas, o bien evitan la acción de insectos y animales comedores de hojas, así como los efectos
dañinos de bacterias, hongos y virus.
Los productos naturales conforman una parte muy importante de los sistemas de defensa de las
plantas con la ventaja de ser biodegradables. Los árboles y plantas grandes producen sustancias
que los hacen poco digeribles como son los taninos y las ligninas, mientras que las plantas
pequeñas, de vida más corta, se defienden con sustancias tóxicas como los alcaloides. Esto es
sobre todo importante en los trópicos, donde gran parte de las cosechas se pierden consumidas
por plagas como insectos u hongos (Vargas y col., 2002).
Cálculos confiables indican que más de 5 000 metabolitos secundarios han sido aislados de
plantas verdes y de hongos, y que el número de compuestos aislados e identificados es cercano a
los 600 000. Estas sustancias y sus derivados constituyen una fuente valiosa para sintetizar los
herbicidas del futuro, especialmente para el control de malezas por medio de sustancias naturales,
menos dañinas al ambiente.
Composición química de la corteza de pino.
La composición química de la corteza es muy compleja, existe un gran número de diferentes tipos
de compuestos químicos en la corteza, los mismos, son una fuente inagotable de productos
naturales biológicamente activos, muchos de los cuales han constituido el modelo para la
formulación de fármacos, venenos e insecticidas (Delle, 1997). A pesar de ello, desde el punto de
vista económico, el aislamiento, separación y purificación de los compuestos químicos se hace
inviable por los altos costos en los que se incurren para realizar estas operaciones ( Laver, 1991).
Según Vázquez et al. (1987), citado por Vargas (1991), la composición química de la corteza
depende de muchos factores, tales como: localización, edad, condiciones de crecimiento del árbol
y los métodos de obtención de las muestras.
Químicamente la corteza difiere de la madera por la presencia de polifenoles y suberina, así como
por la presencia de un menor porcentaje de polisacáridos y un porcentaje más alto de extractivos
(Fengel y Wegener, 1994). El contenido mineral de la corteza es también mucho más alto que en la
madera (Sjostron, 1981).
La corteza libre de extractivos contiene carbohidratos, suberina, ácidos fenólicos, pequeñas
cantidades de lignina y materiales inorgánicos (Bender, 1968). Una gran proporción de la corteza
está constituida por polifenoles (Vargas, 1991) y puede presentar grandes variaciones
dependientes de factores como especie, edad, condiciones de crecimiento y otros (Encinas, 1977).
El término polifenol se refiere a un gran número de compuestos relacionados entre sí, derivados
principalmente de flavenos. Los más comunes en la corteza pertenecen a dos grupos de polímeros,
los flavonoides y la lignina (Vargas, 1991).
Los flavonoides de acuerdo a su solubilidad o a su tamaño molecular pueden clasificarse en:
1. Proantocianidinas: Grandes flavonoides dímeros y trímeros, solubles en acetato de etilo).
2. Taninos condensados: polímeros solubles en mezcla acetona-agua.
3. Polímeros fenólicos ácidos (solubles sólo en álcali diluido).
En su composición química, los tres grupos poseen carácter de poliflavonoides, presentando
monómeros con estructuras similares a las catequinas. Respecto a la lignina, en general, los
porcentajes reportados para la misma son realmente mezclas de lignina y poliflavonoides, ambos
polímeros fenólicos de alto peso moléculas (Camero, 1990).
En la tabla 1 a continuación se puede observar la variación de la composición química entre
madera y corteza de coníferas.
Tabla 1. Comparación en la composición química de madera y corteza de coníferas.
Sustancia
Madera
Corteza
Lignina
25-30%
40-55%
Polisacáridos
66-72%
30-48%
Extractivos
0,2-0,9%
0,2-2,5%
Cenizas
0,2-0,6%
> 2,0
Fuente: (Einsparh, 1976).
Extractivos:
Bajo esta denominación se incluye una inmensa variedad de compuestos orgánicos que en
términos de trabajo se pueden remover de la pared celular mediante disolventes neutros (alcohol,
acetona, éter, hexano, agua, etc.) o bien mediante arrastre de vapor.
Son materiales no fibrosos de bajo peso molecular, no son parte integral de la estructura de la
pared de las fibras (Syilvain, 1997), a menudo se encuentran dispersos y depositados en el lumen
celular o impregnando las paredes de las células (Tsoumis, 1997). Los extractivos en general,
representan un 5% de la masa seca de la corteza, aunque su cantidad puede estar sujeta a
amplias variaciones en función de la dotación genética de la planta y medio ambiente (desde 2%
hasta más de 50%), (Lombardo, 1995).
Estos materiales extraños difieren significativamente en clases y composición química, por lo que
es difícil establecer un sistema rígido de clasificación y han sido agrupados como materiales
orgánicos e inorgánicos ( Fengel & Wegener, 1984).
Los materiales inorgánicos consisten en trazas de minerales como sales de calcio e inclusiones de
sílice, los cuales no son solubles en disolventes orgánicos y representan entre el 0,1% al 1,0 % de
la masa seca de la madera (Tsoumis, 1977).
A pesar de que los extractivos representan un porcentaje muy bajo en cuanto al peso de la madera,
los mismos contribuyen apreciablemente en muchas de las propiedades de la madera:
- las propiedades organolépticas de la madera, como son el color y el olor.
- las propiedades biológicas como la resistencia al ataque de microorganismos,
son producto de los extractivos. Además, estos compuestos contribuyen a las propiedades físicas
de la madera como la dureza, peso específico y densidad, tanto la anatomía como la presencia de
extractivos ayudan a distinguir las especies entre sí (Young, 1991).
Biodegradación de la madera:
Diversos factores externos del árbol pueden causar degradación de la apariencia, estructura y
composición química de la madera, la cual puede comprender desde una simple decoloración
hasta convertirla en un producto sin utilidad futura. Este efecto no solo ocurre en la madera en
servicio, ya que se ha observado en árboles en pie, madera aserrada y subproductos de madera
(Tsoumis, 1997).
El proceso de la degradación disminuye la durabilidad de la madera en el transcurso del tiempo. El
proceso en general puede ser lento o rápido, dependiendo del uso potencial al cual está confinado
la madera, su composición, la estructura de la superficie y la agresividad del medio ambiente que
la rodea y lo más importante, el tipo de organismos que pueden atacarla. El proceso puede ser
descrito utilizando modelos de degradación, los cuales expresan la degradación de la madera en
términos de los niveles de los agentes degradantes, de la exposición ambiental y del tiempo de
exposición (Odeen, 2000).
Las tres áreas principales del análisis de degradación son:



Caracterización del deterioro ambiental.
Mecanismos de deterioro.
Métodos de ensayo.
Los microorganismos más importantes que deterioran la madera forman parte de un grupo primitivo
de microorganismos, mejor conocidos como hongos, los cuales tienen la capacidad de secretar
enzimas especializadas a través de estructuras conocidas como hifas, las cuales degradan la
materia orgánica, modificándola químicamente para así ser utilizadas como fuente de carbono y
alimento. Antes de que el hongo pueda colonizar la madera, requiere de cuatro condiciones:




Suministro de oxígeno.
Temperatura adecuada.
Suministro de humedad.
Sustrato como fuente de alimento.
La eliminación de algunos de estos requerimientos puede prevenir el ataque (Smulski, 1996).
El deterioro de la madera por efectos de los hongos, está referido a una cantidad de términos que
incluyen:



pudrición marrón.
pudrición blanca.
pudrición blanda.
Pudrición marrón:
Es producida por hongos basidiomicetos, éstos son los más abundantes en las coníferas, pero
pueden ser encontrados en otros tipos de ambientes tales como varios suelos. Estos hongos
pueden atacar madera sin tratar y madera preservada, pero tiene preferencias por maderas que no
han sido tratadas. Uno de los hechos característicos del ataque de la pudrición marrón es que la
celulosa es rápidamente despolimerizada, aún en las etapas más tempranas de la pudrición y así
la pérdida de la resistencia puede ser muy grande ( Singh and Kim, 1997).
Durante la pudrición los carbohidratos son extensivamente despolimerizados y removidos. Además,
la lignina también puede ser modificada, aunque residuos de de la lignina permanecen. La
degradación de la madera aparece marrón debido a la gran presencia de lignina (Sing and Kim,
1997).
Pudrición blanca:
Los hongos que producen este tipo de pudrición también pertenecen a los basidiomicetos. Son
particularmente activos en los ecosistemas forestales produciendo una extensiva pudrición en los
árboles caídos dentro del bosque. Las especies latifoliadas son más susceptibles que las coníferas
y las maderas no tratadas son más fácilmente atacadas que las maderas preservadas.
Los hongos de pudrición blanca pueden degradar todos los componentes de la pared celular,
incluyendo la lignina y algunas especies están especializadas en la degradación primaria de la
lignina con una amplia falta de ataque a la celulosa. Además, pueden originar posteriormente la
oxidación de los azúcares formados. Estos hongos causan "blanqueamiento de la madera". Otras
especies pueden degradar simultáneamente todos los componentes de la pared celular, por
ejemplo: lignina, celulosa y hemicelulosa.La formación de canales de erosión dentro de la pared
celular es el hecho morfológico característico de este tipo de ataque (Singh, 1997).
Pudrición blanda:
A este grupo pertenecen ciertos miembros de los Ascomicetes y Deuteromicetes, los cuales son
particularmente activos bajo condiciones en las que la pudrición marrón y blanca no lo son
( madera preservada, elevados contenidos de humedad).
El ataque en las coníferas resulta en la formación de cavidades en la pared secundaria, la cual se
observa al microscopio óptico como perforaciones en un corte transversal a las fibras: en la sección
longitudinal estas cavidades se observan orientadas paralelas a las microfibrillas de la celulosa; en
las latifoliadas se observa como erosión de la pared celular (Singh & Kim, 1997).
A continuación se presenta en la tabla 2, un resumen de las etapas de ataque de los hongos de
pudrición parda y pudrición blanca:
Los mecanismos de acción de los hongos xilófagos responsables de la pudrición blanca y pudrición
blanca no están completamente elucidados en la actualidad, aunque existen diversos trabajos
publicados acerca del modo de acción de estos microorganismos (Kerem et. al., 1999; Mester,
1998; Bruce y Palfreyman, 1998; Barreal 1995; Eriksson,1990):
Tabla 2. Resumen de las etapas durante el mecanismo de hongos xilófagos.
PUDRICIÓN
ETAPA
ACCIÓN
MECANISMOS
BLANCA (Trameter
versicolor).
I: Colonización de la
madera.
 Rápida
despolimerización de la
celulosa con pérdida de
peso en regiones amorfas.
 Vía enzimática:
Las pudriciones
blancas son
producidas por hongos
que se alimentan
preferentemente de la
Celulosa,
Hemicelulosa y
Lignina.
Endoglucanasas (EGs)
Celobiohidrolasas
(CBHs).
II: Lignina es oxidada.
 Mn(II)----- Mn (III)
Beta-glucosidasa.
El Mn III difunde y penetra
los tejidos lignocelulósicos
y sirve como un mediador
para la reacción de
radicales libres, que
pueden detectarse con un
ensayo específico (KTBA).
 Sistema lignolítico
que requiere
cofactores de bajo
peso molecular
(alcohol veratrílico y
manganeso).
 Ambos fenómenos se
relacionan con los
procesos de degradación
de lignina por los hongos
de pudrición blanca.
 Manganeso
Peroxidasas (MnP)
representa el grupo
más abundante de
enzimas lignolíticas en
los hongos de
pudrición blanca.
.
MARRÓN
(Gloeophyllum
trabeum)
I: Colonización de la
madera.
 Despolimerización de la
Celulosa.
 Producción de 2,5dimetoxi-1,4 benzoquinona
que se reduce a
2,5dimetoxihidroquinona.  Agente oxidativo NO
ENZIMÁTICO.
 Reducción Fe (III)-Fe(II).
Las pudriciones
marronas son
producidas por hongos
que se alimentan
preferentemente de la
Celulosa y
Hemicelulosa, dejando
un residuo pardo
oscuro frágil y
 Producción de peróxido
de hidrógeno extracelular.
 Penetración de agentes
de degradación (peróxido
de hidrógeno) y formación
de radicales libres.
fácilmente degradable
entre los dedos.
II. Cambios en la pared  Las fibrillas de celulosa
celular.
son reducidas por los
radicales a fragmentos,
atacados por las enzimas
del hongo.

Como se puede apreciar, ambos mecanismos de acción son completamente diferentes, pero
poseen como elemento común la liberación de radicales libres durante los estadios iniciales de
colonización de hongos xilófagos, por lo que pudiera ser probable que la actividad atrapadora de
radicales libres (antioxidantes) del extracto ensayado potencie la acción fungistática del mismo.
Durabilidad natural:
La resistencia natural de la madera a factores que pueden causar degradación es llamada
durabilidad, y puede ser expresada como el tiempo en el cual la madera conserva sus propiedades
y características en óptimas condiciones sin la aplicación de protección especial.
La madera y los productos de madera requieren de una durabilidad biológica adecuada para su
potencial uso final. Este objetivo puede ser alcanzado seleccionando la especie forestal a ser
utilizada o por medio de la introducción de biocidas sintéticos ( Vanacker & Stevens, 2000).
Tabla 3. Expectativa de vida útil de estacas de 2*2 pulgadas, en contacto directo con el
suelo (Findlay, 1985).
Durabilidad natural
Inglaterra
Trópico
1
> 25 años
> 10 años
2
15-25 años
5-10 años
3
10-15 años No proporcionado.
4
5-10 años
2-5 años
5
< 5 años
< 2 años
Otro factor que para muchos autores está correlacionado con la resistencia y el deterioro es la
densidad de la madera. Sin embargo, desde el punto de vista práctico, muchas de ellas exhiben
elevada densidad y son naturalmente durables, pero otras maderas densas son rápidamente
degradadas, por lo que se puede deducir que la densidad no es indicativo de durabilidad natural,
ésta se encuentra mejor correlacionada con la composición química de los extractivos.
El papel de los flavan-3-ols y las proantocianidinas en la defensa de las plantas.
Los flavonoles poseen una estructura compleja y se encuentran íntimamente ligados a los
procesos de interacción de las plantas y el medio ambiente. En relación a la defensa de las plantas,
el mayor énfasis se concede a las diferentes respuestas de las plantas utilizando la diversidad de
flavonoides. Cada proceso de defensa es el resultado de la combinación no sólo de aspectos
bioquímicos, sino también de mecanismos anatómicos. Las reacciones histológicas, incluyendo la
construcción de barreras físicas, participan en la compleja regulación de la resistencia. Los niveles
y la localización de flavonoides en las células puede determinar la resistencia o susceptibilidad del
hospedero.
Muchas investigaciones han descrito el carácter antioxidante a través de la actividad atrapadora de
radicales libres (AARL) de los flavan-3-ols, los cuales están asociados a vitaminas, ácido ascórbico,
tocoferol, así como a otros compuestos fenólicos. Los flavonoles contribuyen al mantenimiento de
la integralidad de las membranas según Baumann y col. (1980) y Mukherjee & Choudhouri (1983),
citados por Feutch & Treutter (1999).
Los flavonoles naturales de la pared celular se pueden apreciar a través del reactivo compuesto
por vainillina y p-dimetilaminocinamaldehído (DMACA). La medición de la intensidad
fotocolorimétrica del producto coloreado a longitudes de onda entre 500 – 640 nm, expresa el
resultado cuantitativo. La concentración de oligómeros de proantocianidinas solubles es
determinada después de ebullición del extracto en ácido mineral fuerte, produciendo las
antocianidinas coloreadas, las cuales son cuantificadas fotocolorimétricamente.
Actividad antifúngica.
La actividad antifúngica de los flavan-3-ols se asume con frecuencia, pero raramente es
demostrada. Los ensayos de difusión en agar algunas veces muestran un anillo de color carmelita
alrededor de la zona de inhibición, lo que indica oxidación fenólica vía intermediarios quinónicos.
Se ha especulado que dichos intermediarios son los actuales compuestos activos y no los flavan-3ols originales (Feutch & Treutter, 1999).
Tabla 4. Fungitoxicidad de los flavan-3-ols. (Feutch & Treutter, 1999).
Flavan-3-ols
Microorganismos
Referencias.
Catequinas
Rhizoctonia solana
Hunter, 1978
Catequinas
Trichoderma viride
Malterud, et al., 1985.
Catequinas
Fomes annosus
Alcubilla et al., 1971.
Procianidinas
Rhizoctonia solana
Rao and Rao, 1986.
Propelargonidina
Rhizoctonia solana
Rao and Rao, 1986.
Prorobinetinidina
Rhizoctonia solana
Rao and Rao, 1986.
La patogenia por hongos ocasiona alteraciones en las membranas celulares, tornándolas
extremadamente permeables con la consecuente descompartimentación del almacén de
compuestos fenólicos.
Los fenoles son liberados a las células en diferentes cantidades. El ácido abscícico es capaz de
inducir la liberación de fenoles dentro del especio extracelular. En los tejidos invadidos por
patógenos, se elevan los niveles de ácido abscícico con una alteración de la permeabilidad de la
membrana y la acumulación de flavonoles se observa en la periferia celular: la disociación de
flavonoides hacia la pared celular refleja los disturbios metabólicos (Feutch & Treutter, 1999).
Por último, es necesario señalar que en los últimos años, trabajos desarrollados por diferentes
autores demuestran que no sólo los compuestos tánicos o los flavonoides son ensayados como
sustancias preservantes de madera, sino también otros metabolitos secundarios de plantas como
terpenos, quinonas, alcaloides, entre otros, los cuales desempeñan una función relevante en los
mecanismos de resistencia a los organismos patógenos, debido a sus propiedades antifúngicas
( Singh & Kim, 1997; Rocha et. Al, 2001; Encinas et al, 2000; Morita et al. 2000).
Los conocimientos obtenidos hasta la fecha han permitido abrir nuevas puertas en este interesante
campo de los productos naturales aplicados a la agricultura y en particular a la actividad forestal,
en una rama de la tecnología de la madera de suma importancia como es el caso de la
preservación de maderas a partir de compuestos menos agresivos al medio ambiente, lo que
permitirá desarrollar estudios similares y aplicar los resultados a mediano y largo plazo, pues
todavía será necesario transitar por etapas obligadas de evaluaciones de campo y desarrrollo de
tecnologías viables desde puntos de vista ecológico y económico.
Bibliografía.
Aceite esencial
a partir de la corteza del limón (citrus limonium)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Resumen
El Problema
Marco Teórico
Metodología
Análisis y Resultados
Conclusiones y Recomendaciones
Referencias Bibliográficas
Resumen
El aceite esencial es una mezcla de componentes volátiles, producto del metabolismo secundario
de las plantas. Se forman en las partes verdes (con clorofila) del vegetal y al crecer la planta son
transportadas a otros tejidos, en concreto a los brotes en flor. Es uno de los ingredientes básicos
en la industria de los perfumes, alimenticia y en medicina. El objetivo general es obtener el aceite
esencial a partir del la corteza del limón (citrus limonium) como aditivo en la industria cosmética y
alimenticia, a través los procesos de expresión a mano utilizando una esponja, desterpenación y
destilación al vacío, de los cuales se obtiene un aceite alta calidad, siendo estos procesos una vía
más accesible para las personas interesadas en producir este tipo de aceites, debido a su
practicidad y a la carencia de equipos complicados y relativamente costosos.
Capitulo I.
El Problema
Planteamiento del Problema
Hay muchos agentes que pueden destruir las peculiaridades sanas de la comida fresca. Los
microorganismos, como las bacterias y los hongos, estropean los alimentos con rapidez. Las
enzimas, que están presentes en todos los alimentos frescos, son sustancias catalizadoras que
favorecen la degradación y los cambios químicos que afectan, en especial, la textura y el sabor. El
oxígeno atmosférico puede reaccionar con los componentes de los alimentos, trayendo como
resultado una transformación en sus propiedades organolépticas o cambiar su color natural.
Igualmente dañinas resultan las plagas de insectos y roedores, que son responsables de enormes
pérdidas en las reservas de alimentos. No hay ningún método de conservación que ofrezca
protección frente a todos los riesgos posibles durante un periodo ilimitado de tiempo.
Los alimentos enlatados almacenados en la Antártica cerca del Polo Sur, por ejemplo, seguían
siendo comestibles al cabo de 50 años, pero esta conservación a largo plazo no puede producirse
en el cálido clima de los trópicos. Además del enlatado y la congelación, existen otros métodos
tradicionales de conservación como el secado, la salazón y el ahumado. La desecación por
congelación o liofilización es un método más reciente. Entre las nuevas técnicas experimentales se
encuentra el uso de antibióticos y la exposición de los alimentos o la radiación nuclear, además de
nuevas técnicas que permitan la conservación de alimentos.
Igualmente se ha desarrollado tecnologías para la extracción de distintas sustancias de los frutos
los cuales van a servir para la industria alimenticia, farmacéutica, cosméticas, por sus propiedades
naturales. Así es el caso de los Aceites esenciales, ingredientes básicos en la industria de los
perfumes y se utilizan, además, en jabones, desinfectantes y productos similares. También tienen
importancia en medicina, tanto por su sabor como por su efecto calmante del dolor y su valor
fisiológico.
En caso de los aditivos, estos son combinados con los alimentos para producir ciertas
modificaciones que impliquen conservación, color, reforzamiento del sabor y estabilización, los
cuales van a ayudar a efectuar una mejora sorprendente en nuestros suministros alimenticios, así
como a disminuir el trabajo en la cocina.
Las esencias que proporcionan mejores sabores son los de productos naturales alterados, y/o
reforzados cuando es necesario por los sintéticos. Muchos aceites esenciales tienen aplicaciones
en la industria de los sabores siendo las más comunes los aceites de especias, menta, hierba
buena, y los aceites cítricos como es el caso del aceite esencia del limón (citrus limonium).
De aquí la necesidad de explorar nuevas técnicas, o mejorar las ya existentes para extraer el
aceite esencial de la corteza del limón (citrus limonium) el cual va a ser usado como aditivo en la
industria alimenticia y cosmética a partir del proceso de Esponja.
De los procesos de exprimir a mano, el proceso de Esponja es el más importante, ya que produce
el aceite de mayor calidad. Aquí la fruta se parte y la piel se monda y se sumerge por varias horas;
cada cáscara se prensa con otra esponja y el aceite se absorbe en ella, y esta se exprime
periódicamente.
Por contener el aceite de limón y naranja hasta un 90 % de d – limoneno, componente principal, en
su composición normal, existe en ellos una gran cantidad de terpenos. Los terpenos son insolubles
con la baja intensidad de alcohol empleado como disolvente, por lo que forman soluciones oscuras
que se aclaran con dificultad. De aquí l que sea deseable eliminar los terpenos y sesquiterpenos de
muchos aceites. Para ellos se pueden aplicar dos métodos, ya sea la eliminación de terpenos,
sesquiterpenos y parafinas por destilación fraccionada a presión reducida, o la extracción de los
compuestos oxigenados más solubles (principales portadores del olor), con alcohol diluido y otros
disolventes.
En función de los antes planteado, el propósito de este trabajo es la obtención del aceite esencial
de la corteza del limón (citrus limonium), a través del proceso de Expresión, extracción con
disolventes volátiles, desterpenación y destilación al vacío, como aditivo en la industria cosmética y
alimenticia
Objetivos Generales
Obtener Aceite Esencial a partir de la corteza del limón (citrus limonium), como aditivo en la
Industria Cosmética y Alimenticia.
Objetivos Específicos



Caracterizar el Cultivo del Limón (citrus limonium).
Identificar los Procesos Químicos implícitos en la obtención del Aceite Esencial del Limón.
Diseñar el procedimiento experimental para la obtención del Aceite Esencial del Limón.
Capitulo II.
Marco Teórico
Bases teóricas
Cultivo del limón
El Limonero Citrus limonium es un pequeño arbolillo perteneciente a la familia de las Rutáceas, de
ramas de corteza verde y provistas de espinas. Las hojas son elípticas, coriáceas y con el borde
finamente dentado . Las flores son muy olorosas, con los pétalos gruesos y de color blanco,
aunque suelen presentar un tinte rosado en su cara exterior. El fruto, llamado limón, es ovoide
terminado en un mamelón, con una corteza de color amarillo pálido que puede ser rugosa o lisa.
Es más sensible al frio que la mayor parte de los cítricos, por lo que su cultivo comercial se
restringe a áreas con temperaturas invernales benignas.
El Limón se cultiva ante todo por su sabor ácido. Su jugo, muy rico en vitamina C, se utiliza en
bebidas y tiene varios empleos culinarios. También se utiliza bastante en gaseosas de marca. Los
principales productos secundarios son el ácido cítrico, que se extrae del jugo, y el aceite del limón,
que se saca de la cáscara.
1. Morfología y Taxonomía
Familia: Rutáceas.
Género: Citrus.
Especie: Citrus limón.
Origen: Es de origen oriental. Se origina en China y el sureste de Asia contiene 16 especies de
arbustos salvajes.
Porte: Hábito más abierto (menos redondeado). El extremo del brote se conoce como "sumidad" y
es de color morado. Presenta espinas muy cortas y fuertes.
Hojas: Sin alas. Desprenden olor a limón.
Flores: Solitarias o en pequeños racimos. Floración más o menos continua, ya que es el cítrico
más tropical junto al pomelo, por lo que se puede jugar con los riegos para mantener el fruto en el
árbol hasta el verano, ya que es la época de mayor rentabilidad.
Fruto: Hesperidio.
2. Componentes Químicos
Limoneno, citral, canfeno, pineno, felandreno, citronelal, terpinol, aldehído etílico, acetato, de
linalilo, acetato de geranilo, citropteno.
3. Importancia Económica y Distribución Geográfica
Principales países productores: Italia, U.S.A., Méjico y España. Le sigue en importancia a la
mandarina española, con una superficie de unas 45.000 hectáreas y una producción de alrededor
de 750.00 toneladas, de las cuales el 50 % está destinado a la exportación, el 20 % para la
industria y el 30 % restante para consumo en fresco en el mercado nacional. La principal región
productora es Murcia (vega del Segura), que es una zona algo más fresca de lo que sería
conveniente para la naranja. En Andalucía casi toda la producción se recoge en Málaga. En cuanto
a los costes de producción, ni la poda ni la recolección son muy representativos, sino que los
costes están asociados a la fertirrigación (presenta numerosas deficiencias en macro y
micronutrientes) y a los tratamientos fitosanitarios.
Los precios obtenidos son similares para las tres especies, al igual que los rendimientos, aunque
resultan algo superiores en mandarina y limón.
4. Material Vegetal
4.1. Variedades
Los criterios de selección de la variedad se basan en el contenido de zumo, su calidad, y presencia
de semillas. Entre las variedades destacan: Verna (70 % de la producción; recolección en febrerojulio), Fino (20 % de la producción; se recolecta de octubre a febrero) y Eureka.
Verna
Árbol: Vigoroso con pocas espinas.
Frutos: El peso es de unos 130 gramos. Forma oval. Color exterior amarillo intenso. Pocas
semillas. Corteza gruesa, lo que favorece el transporte y la manipulación
Recolección de febrero a junio. Puede producir además otra cosecha en verano de gran interés
comercial.
Fino
Árbol: Muy vigoroso y de tamaño muy grande. Tendencia a la emisión de brotes con espinas.
Frutos: Tamaño mediano de unos 110 gramos. Forma variable pueden ser esféricos u ovalados.
Sin cuello en la base, mamelón corto y puntiagudo. Más semillas y piel más fina que la variedad
Verna.
Recolección en primavera y segunda temporada (octubre-febrero). Gran calidad para consumo en
fresco y para la industria. Su característica más importante es la precocidad ya que su
permanencia en el árbol y su resistencia al manipulado son menores que en el Verna.
Eureka
Árbol: Tamaño y vigor medio. Pocas espinas.
Frutos: Tamaño mediano a grande de unos 120 gramos de peso. Forma elíptica u oblonga. Cuello
pequeño en la base y mamelón apical delgado. Pocas o ninguna semilla. Corteza de espesor
medio. Zumo muy ácido, pulpa de color verde-amarillento.
Rápida entrada en producción. Puede producir dos cosechas, la primera, más importante, se
recolecta cuando el Fino o un poco antes. Variedad muy productiva. Es sensible al frío y al ácaro
de las maravillas.
Aplicaciones del Limón (Citrus Limonium)
A partir de la corteza del limón se obtiene la esencia, que es empleada en perfumería. Las flores
proporcionan otra esencia aún más apreciada. El zumo es bactericida por excelencia y sirve
además para quitar las manchas de tinta y da brillo al bronce y objetos metálicos, la corteza se
emplea en pastelería.
El aceite esencial del limón (citrus limonium) es uno de los aceites más ricos en vitaminas, contiene
sobretodo vitamina C y caroteno, que es un forma de vitamina A. Contiene también terpenos
(limoneno, felandreno, pineno, sequiterpenos, citrol, citronelol, linelol), acetatos de linalol y geraniol,
aldehídos, etc.). La esencia es obtenida presionando la parte exterior del pericarpio o corteza de la
fruta. Son necesarios 4000 limones para obtener 1 Kg de aceite esencia.
Tiene innumerables propiedades: es el ingrediente básico en la industria de perfumes y se utiliza
además, en jabones, desinfectantes y productos similares. También tiene importancia en la
medicina, tanto por su sabor como por su efecto calmante del dolor y su valor fisiologico. En caso
de los aditivos, son combinados con los alimentos para producir ciertas modificaciones que
impliquen conservación, color, reforzamiento del sabor y estabilización, los cuales van a ayudar a
efectuar una mejora sorprendente en nuestros suministros alimenticios, así como a disminuir el
trabajo en la cocina.
Aceites Esenciales
Los aceites esenciales, son productos químicos que forman las esencias odoríferas de un gran
número de vegetales. El término aceite esencial se aplica también a las sustancias sintéticas
similares preparadas a partir del alquitrán de hulla, y a las sustancias semisintéticas preparadas a
partir de los aceites naturales esenciales. Proceden de las flores, frutos, hojas, raíces, semillas y
corteza de los vegetales. El aceite de espliego, por ejemplo, procede de una flor, el aceite de
pachulí, de una hoja, y el aceite de naranja, de un fruto.
Ejemplo del aceite esencial procedente de un fruto, se demuestra el estudio realizado por R.
Grosse y otros (2000), donde extraen el Aceite Esencial de la Naranja Cajera Citrus:
El aceite esencial recuperado de la piel de naranja se usa en las industrias de saborizantes,
materiales de limpieza, cosmético y perfumes. La extracción del aceite esencial de la piel de
Naranja Cajera se realizó con un equipo de extracción con CO2 supercrítico, a una temperatura
constante de 35º a presiones de 100, 200 y 300 atmósferas y velocidades de flujo de 115 y litros /
minutos en modo estático y estático – dinámico. Los extractos obtenidos fueron analizados con un
cromatógrafo de gases. Se observa un mejor rendimiento de extracción a medida que se aumenta
el flujo y se aumenta la presión. Entre los compuestos obtenidos se encuentran: benzaldehído,
terpineno, limoneno, linalool, canfor, acetato de benzilo, nerol, acetato de linalilo, acetato de
geranilo, entre otros. (p. 201)
Los aceites se forman en las partes verdes (con clorofila) del vegetal y al crecer la planta son
transportadas a otros tejidos, en concreto a los brotes en flor. Se desconoce la función exacta de
un aceite esencial en un vegetal; puede ser para atraer los insectos para la polinización, o para
repeler a los insectos nocivos, o puede ser simplemente un producto metabólico intermedio.
Los aceites esenciales son líquidos volátiles, en su mayoría insolubles en agua, pero fácilmente
solubles en alcohol, éter y aceites vegetales y minerales. Por lo general no son oleosos al tacto.
Pueden agruparse en cinco clases, dependiendo de su estructura química: alcoholes, ésteres,
aldehídos, cetonas y lactosas y óxidos.
Los aceites esenciales se utilizan para dar sabor y aroma al café, el té, los vinos y las bebidas
alcohólicas. Son los ingredientes básicos en la industria de los perfumes y se utilizan en jabones,
desinfectantes y productos similares. También tienen importancia en medicina, tanto por su sabor
como por su efecto calmante del dolor y su valor fisiológico.
Aceites esenciales importantes:
Nombre del
Aceite
Fuentes
Geográficas
Métodos de
Producción
Parte de la
planta utilizada
Componentes
principales
Almendra
Amarga
California,
Marruecos
Vapor
Semillas
Bezaldehído 9698%, HCN 2-4%
Canela
Ceilán
Vapor
Corteza
Aldehído
cinámico, eugenol
Jazmín
Francia, Egipto,
Italia
Pomada Fría
Flores
Linalol
Limón
California, Silicia.
Expresión
Piel
d- Limoneno 90%,
citral 3.5 – 5%
Naranja Dulce
Florida, California,
área Mediterránea
Exprimido,
destilación
Piel
d- Limoneno 90%
Rosa
Bulgaria, Turquía
Vapor,
disolvente,
enflurage
Flores
Geraniol y
citronelol 75%
Los compuestos disueltos en aceites esenciales se pueden clasificas como sigue:
1.
2.
3.
4.
5.
Esteres. Principalmente de ácido benzoico, acético, salicílico y cinámico.
Alcoholes. Linalol, geraniol, citronelol, terpinol, mentol, borneol.
Aldehídos. Citral, citronelal, benzaldehído, cinamaldehído, aldehído cumínico, vainillina.
Ácidos. Benzoico, cinámico, mirística, isovalérico todos en estado libre.
Fenoles. Eugenol, timol, carvacrol.
6. Cetonas. Carvona, mentona, pulegona, irona, fenchona, tujona, alcanfor, metilnonil cetona,
metil heptenona.
7. Esteres. Cíñelo, éter interno (eucaliptol), anetol, safrol.
8. lactosas. Cumarina.
9. Terpenos. Canfeno, pineno, limoneno, felandreno, cedreno.
10. Hidrocarburos. Cimeno, estireno (feniletileno).
Procesos Químicos para la extracción de aceites esenciales
Los aceites esenciales se obtienen por alguno de los métodos siguientes: destilación en corriente
de vapor, desterpenación, extracción con disolventes volátiles, expresión a mano o a máquina y
enfleurage, proceso en el cual se utiliza grasa como disolvente. Hoy los aceites esenciales
sintéticos u obtenidos de fuentes naturales por cualquiera de esos cuatro métodos, se purifican
normalmente por destilación al vacío.
Los aceites esenciales en su mayor parte insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos,
aunque una buena parte del aceite se alcanza a disolver en agua para proporcionar un intenso olor
a la solución. Estos aceites tiene la volatilidad suficiente para destilarse intactos en la mayor parte
de los casos y también son volátiles con vapor. Varían desde el color amarillo o café hasta
incoloros. Los índices de refracción de los aceites son altos, con un promedio de 1.5. Estos aceites
muestran una gran variedad de actividad óptica y rotan en ambas direcciones.
Los aceites volátiles se pueden obtener de las plantas o frutos por varios métodos: por el acto de
exprimir, por destilación, por extracción con disolventes volátiles, por enflurage y por maceración.
La mayor parte de los aceites se obtienen por destilación, generalmente con vapor, pero ciertos
aceites se pueden dañar con altas temperaturas. Los aceites esenciales de cítricos, tal como
concibe Ojeda, y otros (1990) son "mezclas complejas de compuestos terpenicos que contienen
alrededor de 100 componentes" (p. 336). Los aceites cítricos destilados son de calidad inferior por
lo tanto se obtienen al exprimir Para ciertas flores que no liberan aceite por destilación o lo hacen
con deterioración del aceite, se emplean los tres últimos métodos. Sin embargo, la extracción con
disolventes volátiles, un proceso relativamente reciente, ha sustituido a la maceración (extracción
con grasas calientes) para todos los propósitos prácticos y está remplazando al enflurage. La
extracción por disolventes es el proceso más avanzados en cuanto al aspecto técnico y produce
olores verdaderamente característicos, pero es más costoso que la destilación.
La destilación casi siempre se efectúa con vapor. Generalmente se lleva a cabo a presión
atmosférica: si los componentes del aceite pueden sufrir hidrólisis, el proceso se efectúa a presión
reducida. Gran parte de la destilación de aceites esenciales se realiza en el sitio de recolección en
alambiques muy toscos. Estos alambiques son tambores de aceite o cazuelas de cobre
transformados y equipados con tubos condensadores que pasan a través de una tubería de agua.
Se cargan los materiales y agua en el alambique y los materiales secos, extraídos con
destilaciones anteriores, se queman en fuego directo para proporcionar calor. Su eficiencia es baja,
y el aceite se contamina con productos de pirolisis como acroleína, trimetilamida y sustancias
derivadas de la cerosota. Los aceites crudos obtenidos de alambiques algunas veces se tratan
nuevamente antes de su uso por rectificación al vacío, por congelación fraccionaria, por lavados
con hidróxido de potasio para eliminar ácidos libres y compuestos fenólicos, para eliminar
aldehídos y cetonas deseadas o no deseadas a través de la formación de compuestos de adición
de sulfito o por formación de productos insolubles específicos, como la reacción de cloruro de
calcio con geraniol.
Enflurage. El proceso de enflurage es un proceso de extracción de grasas en frío que se aplica
solo en algunos tipos de flores delicadas (Jazmín, tuberosa, violeta, etc) y que produce aceites que
de ninguna forma se podrían obtener por destilación. La grasa o base consiste en una mezcla
altamente purificada de una parte de sebo y dos partes de manteca, con 0.6% de benzoína como
conservador. Este método ya no se emplea de modo comercial.
Para la obtención del aceite esencial del limón los procesos utilizados son: El de Expresión,
Extracción con disolventes volátiles, Desterpenación y la destilación al vacío.
Al exprimir por maquinas puede producirse un aceite casi idéntico al producto exprimido a mano y
es el método aplicado en forma comercial. De los procesos de exprimir a mano, el proceso de
esponja es el más importante, ya que produce el aceite de mayor calidad. Aquí la fruta se parte, y
la piel se monda y se sumerge por varias horas; cada cáscara se prensa contra una esponja y el
aceite se absorbe en ella, que se exprime periódicamente. Una persona puede preparar solo 680 g
de aceite de limón por día siguiendo este método, aunque se practica especialmente en Silicia.
Extracción con disolventes volátiles. El factor más importante para lograr éxito en este método
es la selección del disolvente. El disolvente debe:
o
o
o
o
o
Ser selectivo, esto es disolver rápida y totalmente los componentes odoríferos, con
solo una parte mínima de materia inerte,
Tener un bajo punto de ebullición.
Ser químicamente inerte al aceite.
Evaporase completamente sin dejar cualquier residuo odorífero.
Ser de bajo precio, y de ser posible, no inflamable.
Se han empleado muchos disolventes, pero el mejor es el éter de petróleo altamente purificado y el
benceno es el que sigue. El equipo de extracción es complicado y relativamente costoso; consiste
en alambiques para fraccionar el disolvente, baterías para extraer las flores y recipientes para
concentrar las soluciones de aceites florales. Los dos tipos de extractores usados son el
estacionario y el rotatorio.
En algunos aceites existe una gran cantidad de terpenos. Esto sucede especialmente con los
aceites de limón y naranja, que contienen hasta 90% de d – limoneno en su composición normal.
No solo son de poco valor los terpenos y sesquiterpenos para la fuerza y carácter de los aceites,
sino que también se oxidan y polimerizan rápidamente en reposo para formar compuestos de un
sabor fuerte y semejante a la trementina. Además, los terpenos son insolubles con la baja
intensidad del alcohol empleado como disolvente, por lo que forman soluciones oscuras que se
aclaran con dificultad. De aquí que sea deseable eliminar los terpenos y sesquiterpenos de muchos
aceites. Este tipo de aceite por ejemplo el de naranja, es 40 veces más fuerte que el original y
produce una solución transparente en el alcohol diluido, El aceite tiene ahora una pequeña
tendencia a enranciarse, aunque no tiene la frescura original. Debido a que cada aceite tiene una
composición diferente, la desterpenación requiere de un proceso especial. Se pueden aplicar dos
métodos, ya sea la eliminación de terpenos, sesquiterpenos y parafinas por destilación fraccionada
a presión reducida, o la extracción de los compuestos oxigenados más solubles, con alcohol diluido
u otros disolventes.
Destilación al Vacío. Es un método para destilar sustancias a temperaturas por debajo de su
punto normal de ebullición es hacer el vacío parcial en el alambique. Por ejemplo, la anilina puede
ser destilada a 100 °C extrayendo el 93% del aire del alambique. Este método es tan efectivo como
la destilación por vapor, pero más caro. Cuanto mayor es el grado de vacío, menor es la
temperatura de destilación. Si la destilación se efectúa en un vacío prácticamente perfecto, el
proceso se llama destilación molecular. Este proceso se usa normalmente en la industria para
purificar vitaminas y otros productos inestables. Se coloca la sustancia en una placa dentro de un
espacio en el que se ha hecho el vacío y se calienta. El condensador es una placa fría, colocada
tan cerca de la primera como sea posible. La mayor parte del material pasa por el espacio entre las
dos placas, y por lo tanto se pierde muy poco.
Aparato de destilación.
Técnicamente el término alambique se aplica al recipiente en el que se hierven los líquidos
durante la destilación, pero a veces se aplica a todo el aparato, incluyendo la columna
fraccionadora, el condensador y el receptor en el que se recoge el destilado. Este término se
extiende también a los aparatos de destilación destructiva o craqueo. Los alambiques de
laboratorio están hechos normalmente de vidrio, pero los industriales suelen ser de hierro o acero.
En los casos en los que el hierro podría contaminar el producto se usa a menudo el cobre, y los
alambiques pequeños para la destilación de whisky están hechos por lo general de vidrio y cobre.
A veces también se usa el término retorta para designar a los alambiques.
Capitulo III.
Metodología
Tipo de Investigación
Esta investigación es de tipo documental y experimental. Es documental puesto que para obtener
información sobre el tema se precisó de la revisión de material bibliográfico referidos al mismo. Y
es experimental ya que los datos se obtuvieron de manera directa mediante ensayos (extracción,
desterpenación, destilación).
La investigación documental según Cazares L. y otros (1982) "depende fundamentalmente de la
información que se recoge, consultas en documentos, entendiéndose este termino en sentido
amplio, como todo aquel material de índole permanente, es decir, al que se pueda acudir como
fuente o referencia en cualquier momento o lugar, sin que se altere su naturaleza o sentido, para
que aporte información o rinda cuenta de una realidad o acontecimiento". (Pag 16).
De la investigación experimental Cazares L. Y otros (1990) señala "es una situación provocada
por el investigador para introducir determinadas variables de estudio manipuladas por el, para
controlar el aumento y disminución de variables y su efecto en las conductas observadas. (Pag. 18).
Muestra
4 Kilos de limones provenientes del árbol Verna cuyo fruto es de unos 130 gr aproximadamente.
Corteza gruesa, lo que facilita su manipulación.
Materiales, Instrumentos y Equipos.
Materiales:
o
o
o
Limones
Solución de Etanol
Esponjas
Instrumentos:
o
o
o
Cuchillo
Alfileres
Recipiente
Equipos:
o
Equipo de destilación.
Procedimiento Experimental
Para la obtención del aceite esencial del limón, se realizó la selección del fruto, el cual debía pesar
aproximadamente 130gr y tener la corteza gruesa para que se hiciera más fácil su manipulación.
Esta preferiblemente debía ser de color amarillo verdoso para asegurase que la solución que se
iba a obtener no iba a ser de color tan oscuro ni tan amargo. Su corteza fue previamente lavada
para evitar que el aceite tuviera partículas sucias.
Para obtener el aceite se procedió a presionar una esponja previamente humedecida en etanol
(etanol – agua al 25% v/v) contra el limón y, por encima de la esponja se pinchaba con un alfiler de
manera que la atravesara y punzara la corteza del limón, agilizando el desprendimiento del aceite.
La esponja se fué exprimiendo periódicamente hasta obtener aproximadamente una taza de esta
solución, posteriormente esta sustancia se introdujo en un alambique y se sometió a un previo
calentamiento para que la sustancia volátil se evaporara (destilación al alto vacío) con el fin de
separar la mezcla de los componentes volátiles, quedándonos en el recipiente la solución deseada
la cual fue aproximadamente 30 cc.
Flujograma de secuencia para la obtención del Aceite Esencial del Limón.
Para ver el gráfico seleccione la opción ¨Bajar trabajo¨ del menú superior
Capitulo IV
Análisis y Resultados
Análisis y resultados
Para la obtención de Aceite Esencial de Limón, se escogieron 4 Kg. de limones, 50 limones
aproximadamente de 100 gr, los cuales no debían de estar tan maduros, ya que medida de que se
van madurando, su corteza se va haciendo más débil; estos debían estar más bien en un punto de
maduración en donde su corteza aun estuviese dura y gruesa, lo cual iba a facilitar su
manipulación.
A medida que se pinchaba la esponja contra la corteza para obtener el aceite, esta desprendía una
solución de color amarillo oscuro el cual tenía un olor fuerte. Se tuvo que hacer este ensayo varias
veces hasta obtener 100 ml aproximada de la solución de etanol con el aceite del limón. Luego al
someterla al proceso de destilación al alto vacío se perdió cierta cantidad de la solución,
obteniéndose aproximadamente 30 cc de aceite esencial
No se logro obtener un aceite de optima calidad ya que la bomba de vacío estaba dañada y se tuvo
que utilizar una bomba de succión para disminuir la presión, por lo que la esencia quedó con cierto
olor a etanol.
Capitulo V
Conclusiones y Recomendaciones
Conclusiones
o
En los sistemas vivos los aceites esenciales probablemente se relacionan con el
metabolismo, fertilización o protección de los enemigos. Estos se encuentran en brotes, flores,
corteza, hojas, tallos, frutos, semillas, madera raíces y rizomas, y en algunos árboles en exudados
oleorresinosos.
o
o
o
o
Ningún aceite esencial ha sido reproducido con éxito. Sin embargo, los métodos
sintéticos han logrado la producción comercial de componentes importantes de los aceites
esenciales como linalol, acetato de linalilo, nerodilol y citral. Hay que tener muy en cuenta sobre
cual proceso es el más adecuado para obtener un aceite de mayor calidad. La mayor parte de los
aceites se obtienen por destilación, generalmente con vapor, pero ciertos aceites se pueden dañar
con altas temperaturas. De los procesos de exprimir a mano, el proceso de esponja es el más
importante, ya que produce el aceite de mayor calidad. Este proceso es aplicado generalmente
para la obtención de aceites cítricos.
A partir de la corteza del limón se obtiene la esencia, que es empleada en
perfumería. El aceite esencial del limón es uno de los aceites más ricos en vitaminas, contienen
sobre todo vitamina C y caroteno, que es una forma de vitamina A. También tienen importancia en
medicina, por su sabor como por su efecto calmante del dolor y su valor fisiológico. En caso de
utilizarlo como aditivo, es combinado con los alimentos para producir ciertas modificaciones que
impliquen conservación, color, reforzamiento del sabor y estabilización, los cuales van a ayudar a
efectuar una mejora sorprendente en nuestros suministros alimenticios, así como a disminuir el
trabajo en la cocina.
El método empleado para la extracción del aceite esencial del limón aunque muy
tedioso, es efectivo ya que se logra la obtención del producto de la corteza del limón.
Para la separación del aceite del limón del solvente, no se logró una buena
separación, pués la destilación al vacío fue imposible efectuarla completamente por fallas en la
bomba de vacío por lo que tuvo que hacerse una destilación simple a baja presión
Recomendaciones
A continuación se muestran ciertas recomendaciones para obtener un aceite esencial de limón de
óptima calidad:




o
o
o
o
o
Disminuir mejor la presión durante la destilación para poder separa eficazmente el d –
limoneno de la solución alcohólica.
Utilizar limones de concha gruesa para poder extraer más fácilmente el aceite esencial.
Determinar la pureza del aceite esencial para poder definir la eficacia del método.
El disolvente seleccionado debe tener las siguientes condiciones:
Debe ser selectivo, esto es disolver rápida y totalmente los componentes
odoríferos, con solo una parte mínima de materia inerte.
Tener un bajo punto de ebullición.
Ser químicamente inerte al aceite.
Evaporarse completamente sin dejar cualquier residuo odorífero.
De ser posible, no inflamable.
Sistema reproductor
1. Formas de reproducción
2. Reproducción de las plantas
3. La fertilización en las plantas
4. Reproducción en los animales
5. Gametogénesis
6. Desarrollo animal
7. Sistema digestivo
8. Aparato circulatorio
9. Aparato excretor
10. Sistema nervioso
FORMAS DE REPRODUCCION
Es una característica más de los seres vivos. Se reproduce cuando forman descendencia
(hijos). Es un conjunto de procesos o de mecanismos biológicos que permiten la formación
de uno o más individuos. La finalidad de la reproducción es restituir los individuos de una
población que mueren.
Todos los mecanismos de producción pueden agruparse en dos formas generales:
• La reproducción asexual. En la que individuo es el único que se divide en dos o más
individuos hijos, cada uno de ellos idénticos al progenitor. El mecanismo puede consistir en
la división en trozos o fragmentos (Fragmentación), o germinando un órgano especial
llamado espora. En algunos animales la reproducción asexual es el único mecanismo para
formar hijos, en otros casos se altera con la reproducción sexual.
• La reproducción sexual. Caracterizada por la intervención de dos células (dos
individuos) especializados y de valor sexual diferente (una actúa como hembra, la otra
como macho). Las células son llamadas gametos; estos se fusionan entre sí (fertilización),
para formar una nueva célula llamada cigote que constituye el nuevo individuo. Los
gametos poseen como sabemos, n cromosomas (haploides) y el cigoto tienen 2n
cromosomas (diploide). Los gametos se originan en grupos celulares especiales de las
gónadas, ovario y testículo (hembras y machos, respectivamente), para animales. En
plantas será ovario y estambres. En algunos casos só1o interviene el óvulo sin ser
fecundado, as la partenogénesis y el nuevo individuo poseen cromosomas (zángano).
Los gametos pueden ser iguales y se llaman isogametos, o pueden ser diferentes en
tamaño y forma y se llaman heterogametos, como el espermatozoide y el óvulo humano.
REPRODUCCION DE LAS PLANTAS
Las plantas en general, presentan tres formas de reproducción; por esporas, vegetativa y
sexual. Las dos primeras son asexuales.
REPRODUCCIÓN ASEXUAL EN LAS PLANTAS.
En general consiste en la formación de una nueva planta sólo a partir de porciones de la
planta progenitora. Puede ser:
Por fragmentación: Es una forma vegetativa y consiste en que un trozo de la planta, o un
órgano de ella en condiciones favorables, forma una nueva planta, para ello las células del
trozo se reproducen por mitosis. Es propio de muchas plantas como: El clavel; sauce, etc.
en general, se da en aquellas plantas que mayormente no forman buenas semillas.
Son de las siguientes clases:
o
o
o
o
o
Por estolones, o tallo que crece sobre el suelo y forman raíces y luego una nueva
planta. Tenemos como ejemplo la fresa.
Rizomas, en las plantas que tienen tallos rizomas, lirio, grama, etc. cada pedazo
de tallo (rizoma) cubierto por tierra produce raíces y tallos de la nueva planta.
En las plantas con tallos tubérculos, como la papa, los tallos poseen yemas u
"ojos", cada uno de ellos desarrolla una nueva planta. Es un mecanismo muy corriente pare la
propagación de la papa (reproducción por tubérculos-semilla).
Lea yemas especiales, que se forman en las axilas de ciertas hojas, que luego se
desprenden y se convierten en el suelo en una planta. Ejemplo: Ficaria.
Por estacas, o trozos de tallos que son plantados en el suelo Ejemplo: Sauce,
geranio, clavel, vid, etc.
o
Pro acodos o ramas no separadas de la planta, que se entierran sólo en parte, la
rama forma raíces adventicias, finalmente se corta la rama de la planta y tenemos por crecimiento
una nueva planta.
Por injerto, que son la unión de dos individuos de la misma especie, o a veces de
especies diferentes pero muy afines. Es muy usado en fruticultura y jardinería. El trozo que
se coloca en las plantas (patrón) se llama patrón (o injerto) la que recibe se llama
portainjerto.
Por esporas: Son cuerpos pequeños, resistentes a condiciones desfavorables del medio
ambiente, consta de un núcleo y una cantidad reducida de citoplasma, rodeado por una
envoltura resistente. Fácilmente se transportan por el viento y los animales, a veces por el
agua (agentes de dispersión). Se encuentra en estado latente. Están en los hongos y
plantas inferiores, producidas por órganos especiales (por ejemplo los esporangios). Se
comportan como las sernillas, que en condiciones apropiadas o favorables de temperatura
y humedad, germinan dando origen a una nueva planta. Ejemplo: Helechos, musgos.
REPRODUCCIÓN SEXUAL EN LAS PLANTAS.
Usa dos gametos diferentes, que forman; el cigote (una célula) resultado de fa fertilización.
La meiosis y la fertilización en las plantes, la dividen en dos generaciones.
• La generación gametofítica: Forma los gametos gracias a mecanismos como la meiosis.
Los gametos son haploides (n cromosomas).
• La generación esporofítica: El esporofito es la planta misma y se inicia con el cigote 2n,
quien mediante mitosis sucesiva construye una nueva planta. Todas las células de esta
generación llevan 2n cromosomas.
ÓRGANOS SEXUALES DE LA PLANTA.
Los estambres (masculino):
Derivan de las hojas embrionarias que, mediante la diferenciación celular se convierte en
estambres. Cada estambre está formando por un eje delgado y fino llamado filamento,
unido por una porción inferior al receptáculo floral, mientras que el extremo superior lleva
un cuerpo abultado, generalmente amarillo, llamado antera.
o
o
o
La Antera: dividida en dos porciones llamadas tecas, separadas por un tabique
conocido como conectivo. Interiormente la teca lleva una capa de células especiales que en
conjunto, constituyen al saco polínico o microsporangio (dos por cada teca).
El saco polínico es el lugar donde se forman los granos de polen. Las células de
este saco se transforman en las células esporógenas primarias productoras de otras células, las
células madres. Cada célula madre, sufre la meiosis total, resultando 4 microsporas o granos do
polen inmaduros.
Los microsporas maduran quedando como microspora o granos de polen maduros.
Cada uno de estos consta de: Un núcleo generativo (o célula generativa), y un núcleo vegetativo,
rodeados por una capa de citoplasma especial, por eso también algunos autores los consideran
como células. Poseen dos envolturas: la intima, capa interna, la exina, la capa exterior con figuras
y prolongaciones propias de cada polen. Se aclara que el grano de polen no es el gameto sexual
masculino de la planta, como veremos después. El conjunto de estambres forman en la flor, el
androceo (andro = macho). También se le conoce como las flores masculinas.
El Pistilo (femenina) consta de:
Origen: Los carpelos, son un conjunto de hojas modificadas o diferenciadas para la
reproducción de la planta. Inicialmente los carpelos se encuentran separados, luego, sus
bordes se sueldan entre si, para formar un órgano hueco llamado el pistilo u órgano sexual
femenino de la planta. En las plantas inferiores como las coníferas (ejemplo, pino, ciprés,
abeto, etc.), los bordes de los carpelos permanecen sin soldarse, por lo que se llama a
estas plantas gimnospermas, mientras que si llevan soldados, se llama angiospermas.
o
o
o
El ovario, parte inferior ensanchada y hueca con una o varias cavidades (locus) y
en sus paredes se hallan un tejido especial conocido como placenta que sostiene a los óvulos.
El estilo, tubo que esta por encima del ovario.
El estigma, parte superior del estilo: Captura y retiene el polen, lleva sustancias
azucaradas y agua necesarios para la germinación del polen.
Formación del gameto femenino de la planta:
Durante el desarrollo de los carpelos, en la superficie de ellos se diferencia un tejido
especial llamado placenta, una de cuyas partes se transforman en un cuerpo celular
llamado nucela y una de sus células arquesporial, esta, después lo trace en la célula
madre o megasporofito. Esta última por meiosis forma 4 células llamadas macrosporas.
Una de estas macrosporas, generalmente, deriva por crecimiento de una sola célula
grande, a la vez que su núcleo mediante mitosis forma 8 núcleos; cada núcleo está
rodeado por una capa especial de citoplasma, por lo que se considera como "células".
Todo el conjunto (célula gigante) está rodeado por dos envolturas, que dejan en un
extremo una abertura llamada micrópilo.
Esta célula gigante se llama saco embrionario o célula octonucleada; dos células
corresponden a las sinérgidas frente al micrópilo, en el lado opuesto tres células llamadas
antípodas o antipodales, cerca del centro dos núcleos polares y cercanas a las sinérgidas,
un núcleo llamado oósfera, huevo o macrogameto (es el gameto sexual femenino de las
plantas). Los envolturas exteriores son las primina y la secundina (externa e interna
respectivamente). Todo este conjunto con las envolturas, se llama óvulo. Las plantas
forman gametos cada cierto tempo; estos gametos se forman en los órganos sexuales, que
desde el punto de vista Botánico, son las flores; pistilos y estambres, rodeados por un
conjunto de envolturas generalmente de color, llamadas cáliz y corola. También, la flor es
el conjunto, de hojas modificadas para la reproducción de la planta y consta de los órganos
sexuales y las envolturas florales. En algunos casos, sólo encontramos en la planta flores
masculinas (sauce, zapallo, etc. planta masculina) en otros sólo las flores femeninas
(zapallo, flores femeninas) dioicas, y en otras las dos flores (hermafrodita) monoicas. Las
hojas florales están sobre un ensanchamiento llamado receptáculo floral.
Los flores pueden estar solitarias en la planta, o agruparse constituyendo inflorescencias.
LA FERTILIZACIÓN EN LAS PLANTAS.
Es el proceso de fusión del pronúcleo masculino en el pronúcleo femenino de la planta.
Se realiza después de acontecimientos sencillos:
o
o
La deshiscencia de la antera: Que ocurre después de la maduración del polen y
consiste en la ruptura de la antera, dejando caer dicho polen.
Sigue el transporte del polen al estigma do la flor; la polinización puede realizarla el
agua, el aire, los animales incluyendo el hombre; hay una polinización natural o artificial (o
humana).
o
o
El polen en el estigma se embebe de agua y de sustancias azucaradas, como
consecuencia de esto, se "hincha" o aumenta de volumen y luego aparece en la superficie del
grano de polen un tubo pequeño que va creciendo y desciende por el interior del estilo hasta el
interior del ovario; es la germinación del grano de polen.
Por el tubo polínico desciende el citoplasma y los dos núcleos; luego, el núcleo
generatriz se divide en dos núcleos; los anterozoides o gametos sexuales masculinos. La
penetración del tubo polínico en el saco embrionario es a través del micrópilo, hasta cerca de la
oósfera. La punta del tubo se desintegra, saliendo el citoplasma del saco los dos anterozoides. En
estos momentos, los gametos sufren cambios que los transforman en pronúcleos.
La fertilización ocurre cuando:
o
o
Un pronúcleo masculino (anterozoide) se fusiona con el pronúcleo femenino
(oósfera) produciendo el huevo o cigote (2n).
Mientras que el otro pronúcleo masculino, se fusiona con los dos núcleos polares
(del saco embrionario) para formar el núcleo del endospermo (3n) o núcleo secundario del
endospermo.
Secuencia de transformaciones:
Sigue a la fertilización un cambio en todo el óvulo, en todo el pistilo y en la flor. El óvulo
crece y sus células se diferencian; el cigote a través del crecimiento y la diferenciación
celular se van transformando en el embrión de la futura semilla, mientras que el núcleo
secundario, y otras células, se van transformando en el endospermo. Las envolturas del
óvulo lo hacen en las envolturas de la semilla (cáscara). Las paredes del ovario se van
transformando en el pericarpio, futuro fruto. Terminada la formación del fruto consta de
pericarpio (ectocarpo, mesocarpo, endocarpo) y la semilla.
En las plantas:
o
o
Monocotiledóneas las semillas poseen un sólo cotiledón, la semilla madura, en
general consta de las envolturas (testa y tegmen), el albumen (endospermo) y el embrión (plúmula,
radícula, hipocótilo y un cotiledón).
Dicotiledóneas, los 2 cotiledones son grandes, las leguminosas por ejemplo, y falta
el albumen.
REPRODUCCION EN LOS ANIMALES
En los animales también encontramos una reproducción asexual y otra sexual.
REPRODUCCIÓN ASEXUAL.
Esta reproducción ocurre cuando los nuevos individuos proceden de un sólo "progenitor",
sin la intervención de órganos reproductores especiales; es frecuente en los animales
inferiores. Presenta modalidades de:
o
o
o
Gemación: Cuando se forman en la superficie del animal pequeñas protuberancias
llamadas yemas, luego crecen, pudiendo desprenderse o permanecer adheridas al progenitor
adquiriendo luego la morfología y tamaño de este. Se dan en las esponjas, corales, platelmintos.
Fragmentación: Es común en esponjas, gusanos planos y otros animales inferiores,
y consiste en que el individuo se divide en trozos y cada uno reconstituye a todo el organismo.
Regeneración: Es la capacidad de ciertos organismos de regenerar o remplazar
las partes pérdidas por diversas causas. También está muy desarrollada en esponjas,
equinodermos, etc. poco frecuentes en los animales superiores (ejemplo: Reptiles).
REPRODUCCIÓN SEXUAL
Esta reproducción consiste en la formación de un nuevo individuo mediante la fusión de
dos células diferentes (gametos). En los animales, presentan aspectos generales comunes
entre ellos, pero en las formas superiores se hace compleja y también es la única forma de
reproducción.
En la reproducción sexual, se considera el sistema reproductor encargado de los
mecanismos de la reproducción; en los que el sistema reproductor masculino y el femenino,
ambos constituidos por las siguientes porciones:
• Los órganos sexuales primarios, las gónadas, formadores de los gametos, o células
sexuales, son los ovarios (para la hembra), y los testículos (para los machos: Animales
unisexuales). En algunas especies ambas existen en el mismo individuo y son funcionales
(animales hermafroditas). Además producen hormonas sexuales respectivas.
• Los órganos sexuales secundarios, o accesorios, constituidos por los conductos y
glándulas accesorias, conducen los gametos al exterior. En los machos son los conductos
espermáticos, las glándulas asociadas y el pene, mientras que en las hembras son los
oviductos, el útero y la vagina. Cuando hay fecundación interna, estos conductos se abren
al exterior mediante los genitales externos, si es externa, lo hacen mediante los poros
genitales.
En muchos animales se distinguen los machos de las hembras, gracias a la presencia de
los caracteres sexuales secundarios, o sea diferencias externas entre los individuos de
sexos opuestos y que aparecen generalmente al llegar a la madurez sexual (capacidad
pare la reproducción). El tamaño, los sonidos emitidos, la conducta, la morfología corporal,
son estos caracteres quienes determinan el dimorfismo sexual muy propio, por ejemplo en
las aves y los mamíferos.
El sexo es el conjunto de caracteres estructurales y funcionales que distinguen a un animal
hembra de uno macho.
GAMETOGENESIS
Es la formación de los gametos o células sexuales.
La ovogénesis: Los óvulos so forman a través de la ovogénesis, que consiste en que las
células germinantes o formadoras de gametos (oogonias), mediante meiosis I forman a los
ovocitos de segundo orden y aun cuerpo polar; luego este ovocito a través de meiosis II
forma la ovótida y a un cuerpo polar. Esta ovótida al madurar queda transformada en el
óvulo maduro. El óvulo maduro, generalmente es una célula gigante (no mayor a 0.5 mm
do diámetro), rico en citoplasma y muchos de ellos también en vitelo. Este es un cuerpo
amarillento y es alimento de reserva.
La espermatogénesis: En los mamíferos se originan en el epitelio germinal de los túbulos
seminíferos de las gónadas del macho (testículos, a partir de células primordiales diploides.
Estas células sufren divisiones mitóticas sucesivas para formar una población de
espermatogonias y por crecimiento una espermatogonia se diferencia de un espermatocito
primario diploide con la capacidad para pasar a la meiosis. La primera división meiótica
ocurre en estos espermatocitos primarios produciéndose espermatocitos secundarios
haploides. A partir de estas células en la segunda división meiótica, se producen cuatro
células meióticas haploides llamadas espermátides. Durante la maduración casi todo el
citoplasma es expulsado hacia una larga cola semejante a un látigo y así la célula se
transforma en un gameto masculino llamada célula espermática o espermatozoide.
DESARROLLO ANIMAL
Como resultado de la fecundación se forma el nuevo huevo o cigote, la segmentación
corresponde a una serie de divisiones mitóticas del huevo. La primera división ocurre
aproximadamente 30 horas después de la fecundación; la etapa de cuatro células se
alcanza en minino de 40 - 50 horas. Cada célula se llama blastómeras y su conjunto, de 16
a 32 células se llaman mórula. Luego la mórula se transforma en un blastoncito, el cual
requiere de 3 a 4 días pare llegar al útero y de 5 a 6 días para implantarse en el
endometrio. En este periodo se habla de blástula caracterizada por poseer dos capas: El
ectodermo y el endodermo. Posteriormente se forma la gástrula que se caracteriza por
poseer tres capas, el ectodermo (externa), el mesodermo (media) y el endodermo (interna).
o
o
o
El ectodermo origina el SNC, SNP, epitelio do los órganos de los sentidos,
epidermis y anexos, esmalte de los dientes, glándula pineal, glándula hipófisis, médula de la
glándula suprarrenal,
El mesodermo origina, tejido conjuntivo, aparato locomotor, sistema muscular,
riñón y vías urinarias, gónadas, sangre y linfa, bazo, aparato cardiovascular
El endodermo, origina, epitelio del aparato digestivo y respiratorio, glándulas
anexas del aparato digestivo, glándulas endocrinas, vejiga, cavidad timpánica, trompa do
Eustaquio.
El proceso también de crecimiento y diferenciación celular de los animales se realiza
dentro del útero o dentro del huevo, al final nace un nuevo individuo completo, pequeño,
que sólo crecerá en masa corporal. Mientras que en los otros casos necesitara terminar su
desarrollo o sufrir metamorfosis, y el individuo que los sufre se convierten en larvas
(invertebrados, paces, batracios, también se les llama desarrollo larvario).
SISTEMA DIGESTIVO:
1. Procesamiento de los alimentos:
INGESTIÓN: alimento a la boca
DIGESTIÓN: descomposición de los alimentos
ABSORCIÓN: de las moléculas sencillas y son absorbidas por la
Sangre
ELIMINACIÓN: lo no digerido es expulsado fuera del cuerpo
2. Modelos de aparatos digestivos:
a. a. PORIFEROS: digestión intracelular
b. b. CELENTEREOS: digestión mixta, ósea intra y extra celular
c. PLATELMINTOS: digestión mixta, aunque predomina la extracelular., tubo Digestivo
incompleto: Tiene boca, esófago, intestino ramificado, no hay Ano.
d. d. NEMATODOS: primeros organismos con tubo digestivo completo: boca y ano
e. ANELIDOS: digestión extracelular, tubo digestivo completo: boca, faringe, esófago, buche,
molleja, intestino, ano.
f.
MOLUSCOS: son filtradores, excepto los bivalvos, el tubo digestivo es espiralado. Boca,
esófago, estomago, intestino y ano. En la boca está la RADULA, órgano raspador, con
función masticadora. En el estomago desemboca una glándula, el HEPATOPANCREAS,
que secreta jugos digestivos.
g. ARTROPODOS: aparato digestivo completo, en la boca tiene apéndices como
mandíbulas y maxilas (captura y masticación). Tiene boca con glándulas salivales
y apéndices bucales, luego está el Esófago, al final de este está, el buche, donde
el alimento es ensalivado y luego pasa a la Molleja, donde es triturado y luego
pasa al intestino, en cuya parte final desembocan los Tubos de malpighi (función
excretora), y luego el Ano.
h. EQUINODERMOS: Tubo digestivo completo, con boca ( parte inferior), esófago,
un gran estomago, un pequeño intestino y el ano (en la parte superior). En
ERIZOS tienen cinco piezas masticadoras que se llama LINTERNA DE
ARISTOTELES. El estomago da varias vueltas por el interior del animal. En
estrellas de mar, el estomago se ramifica en 5 sacos intestinales que recorren por
cada brazo.
i. RUMIANTES: gran estomago de cuatro cámaras, Rumen o Panza (digestión por
bacterias celulofagas), luego a la Redecilla, después al Cuajar (verdadero
estomago, donde están las enzimas hidrolÍticas)
j. AVES: Tiene un buche (donde se acumulan los alimentos), luego está el esófago
que se comunica con el estomago glandular (donde se impregna de jugos
digestivos), luego pasa a la Molleja o estomago glandular, luego pasa al intestino
que en la parte final está provisto de de dos ciegos y termina en la Cloaca,
(Presente en aves, anfibios y reptiles).
APARATO CIRCULATORIO:
TIPOS DE CORAZÓN:



Corazones accesorios o vesiculares: aceleran la circulación en una zona determinada
como en corazones branquiales de cefalópodos o los corazones linfáticos de peces.
Corazones tubulares: presentes en Artrópodos
Corazones tabicados: en moluscos y vertebrados.
LIQUIDOS CIRCULANTES:



HIDROLINFA: propio de animales inferiores y de equinodermos. Tiene células defensivas,
llamadas Amebocitos, que fagocitan sustancias extrañas. Transporta nutrientes y productos de
excreción.
HEMOLINFA: Medio circulante propio de invertebrados superiores, Tienen pigmentos
respiratorios, Hemocianina.
SANGRE: en Anélidos y vertebrados (tiene hemoglobina)
APARATO CIRCULATORIO ABIERTO:
MOLUSCOS: acuáticos, el corazón está situado en el espacio Celomático, ósea en la CAVIDAD
PERICARDICA. El corazón tiene tres cámaras, dos aurículas que reciben a la hemolinfa de las
branquias. Y un ventrículo, que bombea la hemolinfa rica en O2. Los vasos sanguíneos
desembocan en los Senos llamados HEMOCELE, que tiene forma de laguna, luego es llevada a
las branquias.

ARTROPODOS: el corazón es Tubular, que bombea la hemolinfa hacia las arterias, que
desembocan en el Hemocele, y luego regresa ala cavidad pericárdica, En el corazón, a través de
diminutas aberturas, OSTIOLOS, dotadas de válvulas que impiden el flujo retrogrado.
APARATO CIRCULATORIO CERRADO:





ANELIDOS: consta de un vaso dorsal por encima del tubo digestivo. En la parte anterior
del animal están unos vasos contráctiles, llamados corazones, son 5 pares de vasos.
PECES: circulación SIMPLE Y COMPLETA. Una aurícula y un ventrículo.
ANFIBIOS: circulación DOBLE E INCOMPLETA. Tiene tres cavidades, dos aurículas y un
ventrículo.
REPTILES: Es DOBLE E INCOMPLETA. Con tres cavidades, dos aurículas y un ventrículo
parcialmente tabicado.
AVES Y MAMIFEROS: es DOBLE Y COMPLETA, 4 cavidades, dos aurículas y dos
ventrículos.
APARATO EXCRETOR:
EN INVERTEBRADOS:




PROTONEFRIDIOS: Formados por túmulos muy radicados, cuyos extremos acaban en
una célula, que es la célula Flamígera (con varios flagelos) como en platelmintos.
METANEFRIDIOS: En Anélidos, generalmente dos cada Anillo, el extremo interno se abre
en el celoma es como un embudo ciliado, NEFROSTOMA, que recoge los fluidos corporales, y
termina en el NEFRIDIOPORO.
GLANDULAS VERDES: Órganos excretores de crustáceos, son estructuras tubulares, en
par, en la parte anterior del cefalotórax. Tienen un saco ciego que continua en la CAMARA
GLANDULAR.
TUBOS DE MALPIGHI: órganos de excreción de los insectos, que desembocan en el
extremo abierto en el intestino medio y el recto.
EN VERTEBRADOS:







PRONEFROS: en embriones
MESONEFROS: en peces y anfibios, el nefrostoma está atrofiado.
METANEFROS: En reptiles, aves y mamíferos, la neurona esta rodeada de la cápsula de
Bowman, TCP, asa de henle, TCD, y luego al tubo colector.
PECES DE AGUA DULCE: viven en ambiente hipotónico, mantienen el equilibrio osmótico
e iónico, excretan grandes cantidades de de orina diluida.
PECES MARINOS: viven en medios hipertónicos, el pez bebe agua salada, y produce
poca orina.
PECES CARTILAGINOSOS: Acumula urea en concentraciones elevadas, excreta orina
hipotónica.
AVES: mezcla el ácido úrico con los restos no digeridos en la cloaca y forman una pasta
semilíquida.
SISTEMA NERVIOSO:
EN INVERTEBRADOS:





CNIDARIOS: presentan una red de células sensoriales llamada PLEXO NERVIOSO. Se
produce una cefalización.
PLATELMINTOS: Tienen dos cordones nerviosos ventrales con forma de escalera.
ANELIDOS: Tienen ganglios cefálicos, con una estructura llamada SISTEMA NERVIOSO
ESCALERIFORME.
ARTROPODOS: Un ganglio cerebral del que le salen dos cordones ganglionares. Que al
final se convierte en una sola cadena ganglionar ventral, como en Insectos, Crustáceos y
miriápodos.
MOLUSCOS: Tienen una concentración de ganglios en un solo ganglio cefálico, del que
pueden partir nervios oculares, olfatorios y bucales por Ej. En cefalópodos.
Microbiología: Esterilización y desinfección como control de
enfermedades
infecciosas por destrucción, disminución o inhibición de microorganismos
1.
2.
3.
4.
Introducción
Esterilización
Desinfectantes y antisépticos
Bibliografía
1. Introducción:
Desde hace mucho tiempo es un reto el control de enfermedades infecciosas por destrucción,
disminución de su número o inhibición de microorganismos.
Se puede llevar a cabo con diferentes métodos en función del lugar a aplicar y el grado de
erradicación microbiana que se pretende conseguir.
Por esto es conveniente definir algunos conceptos:






Esterilización: proceso físico o químico que destruye toda forma de vida de vida microbiana,
incluidas las esporas.
Desinfección: tiene por objeto la destrucción de microorganismos mediante agentes de
naturaleza química (desinfectantes), con el fin de disminuir el número de formas vegetativas a
niveles mínimos.
Desinfectante: es la sustancia química que inhibe o destruye microorganismos al aplicarla
sobre material inerte sin alterarlo significativamente.
Asepcia: término que se aplica a los procedimientos utilizados para prevenir que los
microorganismos progresen en un medio determinado (quirófano, laboratorio. etc.)
Antisépticos: son agentes desinfectantes que se utilizan sobre superficies corporales con el
fin de reducir la cantidad de flora normal y de contaminantes microbianos de carácter patógeno.
Tienen un menor grado de toxicidad que los desinfectantes y generalmente menor grado de
actividad. Determinados preparados pueden utilizarse como antisépticos o como desinfectantes
indistintamente, pero a diferentes concentraciones en cada caso.
Antimicrobianos: son sustancias químicas producidas por microorganismos o sintetizadas
químicamente que a bajas concentraciones son capaces de inhibir e incluso de destruir
microorganismos sin producir efectos tóxico en el huésped.
Control Antimicrobiano:
Esterilización Agtes. Físicos
Calor seco
Flameado
Incineración
Estufa
Calor húmedo
Autoclave
Tindalización
Filtración
Radiaciones
U.V
Rayos X
Agtes. Químicos
Óxido de etileno
Formol o formaldehído
Glutaraldehído
Desinfección Compuestos inorgánicos
Nitrato de plata y derivados argéncos
Derivados mercuriales
Agua oxigenada
Permanganato de potasio
Derivados clorados
Derivados yodados
Compuestos orgánicos
Alcoholes y fenoles
Clorohexidina
Detergentes aniónicos y catiónicos
1. Esterilización.
1. Agentes Físicos
1. Calor Seco
Los métodos más importantes son:
a. Flameado: es un procedimiento simple y eficaz, consiste en la exposición de un objeto a
efecto de la llama hasta la incandescencia. Se esteriliza de esta forma, p. ej. ansas de
cultivo de siembra.
b. Incineración: es el mejor sistema para esterilizar todas aquellos productos en los que no
importe su destrucción, p. ej. material biológico
c. Estufa: calor seco a alta temperatura, 20 minutos durate 180º, 60 minutos a 160º, siendo
suficiente la esterilización durante 60 minutos a 100-140º, se lo utiliza para esterilizar
material de vidrio debidamente envuelto en papel, metal. etc.
1. Calor Húmedo.
La esterilización con calor húmedo (vapor d agua) es mucho más rápida y eficaz que el calor seco
debido a que las moléculas de agua desnaturalizan las proteínas de forma irreversible mediante
rotura de los uniones H entre los grupos peptídicos a temperaturas relativamente bajas.
a. Autoclave: horno a presión, consiste en una cámara en la que el aire puede ser sustituído
por vapor de agua sometida a presión. Se opera a 121ºC y 1 atm. de presión durante 20
minutos. De esta forma se consigue destruir todas las formas vegetativas y esporas. Se lo
utiliza para esterilizar todo material resistente a esa temperatura y es muy utilizado para la
esterilización de medios de cultivos
b. Tindalización: (esterilización intermitente) consiste en someter el producto a
calentamientos intermitentes entre 56 y 100ºC durante 30 minutos con lo que se asegura
destruir las formas vegetativas. En los intervalos se mantiene a temperatura ambiente o a
37ºC, las esporas germinan y las bacterias resultantes se hacen más sensibles al
calentamiento posterior.
1. Radiaciones
a. Luz UV: es absorbida a una longitud de onda de 240 a 280 nm por ácidos nucleicos
causando daños genéticos alterando las bases. Se la utiliza en la preparación de vacunas,
cabinas de seguridad biológica, lugares de trabajo como mesadas de laboratorios, est.
b. Radiaciones ionizantes: actúan lesionando ácidos nucleicos. Se la utiliza sobre todo en
procesos industriales para esterilizar dispositivos quirúrgicos, guantes, jeringas, etc.
2.2. Agentes Químicos.
Los agentes químicos como el óxido e etileno, formaldehído o glutaraldehído reaccionan con gran
facilidad con diferentes grupos funcionales de los ácidos nucleicos y proteínas alquilando estos
radicales esenciales.
a) Óxido de etileno.
Es un gas inflamable y potencialmente explosivo, muy penetrante que incativa microorganismos
sustituyendo átomos de hidrógeno lábiles por otros grupos como hidroxilos, carboxilos, etc.
El material se expone a esterilizar a un 5-10% de óxido de etileno en dióxido de carbono a 50-60º
en condiciones de humedad controlada durante 4 a 6 horas. Es necesario someterlo después a un
período de aireación debido a su carácter mutegénico. Es un agente efectivo en la esterilización de
material termolábil como prótesis, catéteres, etc.
b) Formol o formaldehído.
Es un gas fácilmente soluble en agua que se utiliza al 40% (formalina). Usado en forma gaseosa y
en cámara cerrada se emplea en la esterilización hospitalaria y en la industria farmacéutica.
También es muy utilizado como desinfectante ambiental de salas altamente contaminadas que una
vez tratadas deben airearse.
c) Glutaraldehído.
S emplea sumergiendo el material limpio en una solución al 2%, se emplea sobre todo en la
esterilización de instrumentos ópticos y los utilizados en terapia respiratoria.
1. Desinfectantes y antisépticos.
1. Compuestos inorgánicos.
La actividad de los compuestos derivados de metales pesados (como plata, mercurio, etc.,) se
debe a la formación de sales que se disocian con dificultad de los grupos sulfidrilos de las
proteínas.
a. Nitrato de plata y derivados agénticos
Son buenos bactericidas. El nitrato de plata se ha utilizado en el tratamiento de
quemaduras en soluciones al 0,5% y en la profilaxis de la oftalmia neonatorum por
Neisseria gonorrhoeae.
b. Derivados mercuriales
El más utilizado como desinfectante de la piel es el mercuriocromo, no es tóxico y sigue
siendo activo en presencia de materia orgánica.
c.
Agua oxigenada (peróxido de hidrógeno)
Es un agente oxidante de efecto fugaz por ser descompuesto por las catalasas de los
tejidos.
d. Permanganato de potasio
Agente oxidante que se inactiva en presencia de materia orgánica. Es poco utilizado. En
dermatología es utilizado por su propiedad antifúngica.
e. Derivados clorados.
Se inactivan en presencia de materia orgánica. El cloro y derivados son agentes oxidantes
muy usados en la potabilización del agua en forma de cloro gaseoso en grandes
establecimientos, y en forma de hipoclorito es utilizado para descartar material biológico
(sangre, suero, etc.)
La cloramina es un antiséptico menos potente que el hipoclorito, de acción más lenta pero
mejor tolerada en la aplicación tópica.
f.
Derivados yodados.
Son agentes oxidantes que se usan en forma de solución acuosa, combinándolos con detergentes
o sustancias orgánicas. Los yodoformos son compuestos que se liberan progresivamente. El Yodo
se encuentra en la polivinilpirrolidona (povidona yodada). Existen también soluciones alcohólicas.
1. Compuestos orgánicos.
a. Alcoholes.
Actúan desnaturalizando proteínas. Su acción es rápida pero se evaporan con facilidad. El
alcohol etílico se utiliza en antisepcia a una concentración del 70%, a esta concentración
se reduce más la tensión superficial de la célula bacteriana facilitando el proceso de
desnaturalización.
b. Fenoles.
Actúan precipitando proteínas. El hexaclorofeno y el fenol no se emplean por su toxicidad.
Otros derivados fenólicos son los cresoles, los que unidos a jabones originan compuestos
estables.
c.
Clorohexidina.
Es un derivado fenólico que actúa alterando la permeabilidad de la membrana celular
bacteriana. Tiene inactivación rápida y es bien tolerado por la piel. Se emplea mucho en
hospitales en el lavado de la superficie cutánea en forma de solución (acuosa o alcohólica)
o asociada a detergentes no iónicos.
d. Detergentes anionicos.
Actúan desorganizando las membranas citoplasmáticas. Tienen escaso poder
bacteriostático. Se pueden mejorar combinándolos con desinfectantes u otras sustancias
tensoactivas como laurilsulfato.
e. Detergentes cationicos.
Tienen acción antiséptica, se inactivan en contacto con jabón, algodón y materia orgánica.
Son poco usados.
f.
Glicoles.
Propilenglicol y Etilenglicol, se aplican por medio de unos aparatos llamados glicosatos o en forma
de aerosoles para desinfección ambiental.
Lípidos
1. Funciones de los lípidos
2. Clasificación de los lípidos
3. Ácidos grasos
4. Lípidos simples
5. Lípidos complejos
6. Bibliografía
Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y
generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener
también fósforo, nitrógeno y azufre .
Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características:
1. Son insolubles en agua
2. Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.
Una característica básica de los lípidos, y de la que derivan sus principales propiedades biológicas
es la hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lipídos se debe a que su estructura química es
fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces
C-H y C-C (Figura de la izquierda). La naturaleza de estos enlaces es 100% covalente y su
momento dipolar es mínimo. El agua, al ser una molécula muy polar, con gran facilidad para formar
puentes de hidrógeno, no es capaz de interaccionar con estas moléculas. En presencia de
moléculas lipídicas, el agua adopta en torno a ellas una estructura muy ordenada que maximiza las
interacciones entre las propias moléculas de agua, forzando a la molécula hidrofóbica al interior de
una estructura en forma de jaula, que también reduce la movilidad del lípido. Todo ello supone una
configuración de baja entropía, que resulta energéticamente desfavorable. Esta disminución de
entropía es mínima si las moléculas lipídicas se agregan entre sí, e interaccionan mediante fuerzas
de corto alcance, como las fuerzas de Van der Waals. Este fenómeno recibe el nombre de efecto
hidrofóbico (Figuras inferiores).
Para ver el gráfico seleccione la opción ¨Bajar trabajo¨ del menú superior
Constituyentes importantes de la alimentación (aceites, manteca, yema de huevo), representan
una importante fuente de energía y de almacenamiento, funcionan como aislantes térmicos,
componentes estructurales de membranas biológicas, son precursores de hormonas (sexuales,
corticales), ácidos biliares, vitaminas etc.
FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS
Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:
1. Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa
produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que
proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.
2. Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y
le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de piés y manos.
3. Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones
químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas,
las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.
4. Función transportadora. El tranporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino
se raliza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.
CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS
Los lípidos se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos
(Lípidos saponificables) o no lo posean ( Lípidos insaponificables ).
1. Lípidos saponificables
A. Simples
o
o
Acilglicéridos
Céridos
B. Complejos
o
o
Fosfolípidos
Glucolípidos
2. Lípidos insaponificables
A. Terpenos
B. Esteroides
C. Prostaglandinas
ÁCIDOS GRASOS
Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y
con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo
(-COOH).
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Se conocen unos 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos :


Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Son
ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico (18C) .
Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus
moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un doble
enlace. Son ejemplos el oléico (18C, un doble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).
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Propiedades de los ácidos grasos


Solubilidad. Los ácidos grasos poseen una zona hidrófila, el grupo carboxilo (-COOH) y
una zona lipófila, la cadena hidrocarbonada que presenta grupos metileno (-CH2-) y grupos metilo
(-CH3) terminales.
Por eso las moléculas de los ácidos grasos son anfipáticas, pues por una parte, la cadena alifática
es apolar y por tanto, soluble en disolventes orgánicos (lipófila), y por otra, el grupo carboxilo es
polar y soluble en agua (hidrófilo).
Desde el punto de vista químico, los ácidos grasos son capaces de formar enlaces éster
con los grupos alcohol de otras moléculas.
Cuando estos enlaces se hidrolizan con un álcali, se rompen y se obtienen las sales de los ácidos
grasos correspondientes, denominados jabones, mediante un proceso denominado saponificación.
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LÍPIDOS SIMPLES
Son lípidos saponificables en cuya composición química sólo intervienen carbono, hidrógeno y
oxígeno.
Acilglicéridos
Son lípidos simples formados por la esterificación de una,dos o tres moléculas de ácidos grasos
con una molécula de glicerina. También reciben el nombre de glicéridos o grasas simples
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Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos:



los monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso
los diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos
los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos.
Los acilglicéridos frente a bases dan lugar a reacciones de saponificación en la que se producen
moléculas de jabón.
Ceras
Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga.
En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están
relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo ,
la piel,las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea protectora.
Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas para confeccionar su panal.
LÍPIDOS COMPLEJOS
Son lípidos saponificables en cuya estructura molecular además de carbono, hidrógeno y oxígeno,
hay también nitrógeno,fósforo, azufre o un glúcido.
Son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica de la membrana, por lo que
también se llaman lípidos de membrana. Son tammbién moléculas anfipáticas.
Fosfolípidos
Se caracterizan pr presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar. Son las moléculas más
abundantes de la membrana citoplasmática.
Algunos ejemplos de fosfolípidos
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Glucolípidos
Son lípidos complejos que se caracterizan por poseer un glúcido. Se encuentran formando parte de
las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células, especialmente de las neuronas. Se
sitúan en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una función de relación celular,
siendo receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares.
Terpenos
Son moléculas lineales o cíclicas que cumplen funciones muy variadas, entre los que se pueden
citar:



Esencias vegetales como el mentol, el geraniol, limoneno, alcanfor, eucaliptol,vainillina.
Vitaminas, como la vit.A, vit. E, vit.K.
Pigmentos vegetales, como la carotina y la xantofila.
Esteroides
Los esteroides son lípidos que derivan del esterano. Comprenden dos grandes grupos de
sustancias:
1. Esteroles: Como el colesterol y las vitaminas D.
2. Hormonas esteroideas: Como las hormonas suprarrenales y las hormonas sexuales.
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El colesterol forma parte estructural de las membranas a las que confiere estabilidad. Es la
molécula base que sirve para la síntesis de casi todos los esteroides
HORMONAS SEXUALES
Entre las hormonas sexuales se encuentran la progesterona que prepara los órganos sexuales
femeninos para la gestación y la testosterona responsable de los caracteres sexuales masculinos.
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HORMONAS SUPRARRENALES
Entre las hormonas suprarrenales se encuentra la cortisona, que actúa en el metabolismo de los
glúcidos, regulando
regulando la síntesis de glucógeno.
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Prostaglandinas
Las prostaglandinas son lípidos cuya molécula básica está constituída por 20 átomos de carbono
que forman un anillo ciclopentano y dos cadenas alifáticas.
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Las funciones son diversas. Entre ellas destaca la producción de sustancias que regulan la
coagulación de la sangre y cierre de las heridas; la aparición de la fiebre como defensa de las
infecciones; la reducción de la secreción de jugos gástricos. Funcionan como hormonas locales.
La Microbiología
1. Introducción.
2. Justificación.
3. Desarrollo histórico de la microbiología.
4. Técnicas de la microbiología
5. Clasificación de los microorganismos.
6. ¿Cómo afectan los microorganismos nuestra vida?
7. ¿Cómo combatir los microorganismos?
8. Los microorganismos en la industria.
9. Los microorganismos en la producción de alimentos.
10. Los microorganismos en la industria farmacéutica.
11. Los microorganismos en la agricultura.
12. Los microorganismos en la ganadería.
13. Los microorganismos en la formación de humus.
14. Enfermedades producidas por los microorganismos:
15. Control biológico.
16. Glosario.
17. Bibliografía.
1. INTRODUCCIÓN
La Microbiología, el estudio de los organismos microscópicos, deriva de 3 palabras griegas:
mikros (pequeño), bios (vida) y logos (ciencia) que conjuntamente significan el estudio de
la vida microscópica.
Para mucha gente la palabra microorganismo le trae a la mente un grupo de pequeñas
criaturas que no se encuadran en ninguna de las categorías de la pregunta clásica: ¿ es
animal, vegetal o mineral ? Los microorganismos son diminutos seres vivos que
individualmente son demasiado pequeños como para verlos a simple vista. En este grupo
se incluyen las bacterias, hongos (levaduras y hongos filamentosos), virus, protozoos y
algas microscópicas.
Normalmente tendemos a asociar estos pequeños organismos con infecciones,
enfermedades como el SIDA, o deterioro de alimentos. Sin embargo, la mayoría de los
microorganismos contribuyen de una forma crucial en el bienestar de la Tierra ayudando a
mantener el equilibrio de los organismos vivos y productos químicos en nuestro medio
ambiente: Los microorganismos de agua dulce y salada son la base de la cadena
alimentaria en océanos, lagos y ríos; los microorganismos del suelo destruyen los
productos de desecho e incorporan el gas nitrógeno del aire en compuestos orgánicos, así
como reciclan los productos químicos en el suelo, agua y aire; ciertas bacterias y algas
juegan un papel importante en la fotosíntesis, que es unproceso que genera nutrientes y
oxígeno a partir de luz solar y CO2 siendo un proceso crítico para el mantenimiento de la
vida sobre la Tierra; los hombres y algunos animales dependen de las bacterias que
habitan en sus intestinos para realizar la digestión y síntesis de algunas vitaminas como
son la K y algunas del complejo B. Los microorganismos también tienen aplicaciones
industriales ya que se utilizan en la síntesis de productos químicos como son acetona,
ácidos orgánicos, enzimas, alcohol y muchos medicamentos. El proceso de producción de
acetona y butanol por bacterias fue descubierto en 1914 por Chaim Weizmann, un polaco
que trabajaba en Inglaterra para Winston Churchill. Cuando estalló la primera guerra
mundial en agosto de ese año, la producción de acetona era esencial en el proceso de
fabricación de las municiones, por lo que el descubrimiento de Weizmann jugó un papel
determinante en el desarrollo de la guerra. Después de la guerra, rehusó todos los honores
que le propuso el gobierno británico. Sin embargo, utilizó su influencia para que el gobierno
británico ayudara a establecer el estado judío en Palestina. En 1949, Weizmann fue
elegido el primer presidente de Israel. La industria alimentaria también usa
microorganismos en la producción de vinagre, bebidas alcohólicas, aceitunas, mantequilla,
queso, yogurt y pan. Además, las bacterias y otros microorganismos ahora pueden ser
manipulados para producir sustancias que ellos normalmente no sintetizan. A través de
esta técnica, llamada ingeniería genética, las bacterias pueden producir importantes
sustancias terapéuticas como insulina, hormona de crecimiento humana e interferón.
Actualmente sabemos que los microorganismos se encuentran en todas partes; pero hace
poco, antes de la invención del microscopio, los microorganismos eran desconocidos para
los científicos. Miles de personas morían en las epidemias cuyas causas no se conocían.
El deterioro de los alimentos no se podía controlar siempre y muchas familias enteras
morían debido a que no existían vacunas y antibióticos disponibles para combatir las
infecciones.
2. JUSTIFICACIÓN
Este trabajo lo hemos hecho con el propósito de aprender más íntegramente acerca de la
microbiología, sus pioneros, su historia, y todo lo que se refiere a esta palabra.
Con esta investigación podemos conocer muchos aspectos de la microbiología que aún no
conocíamos y nos servirán para demasiado para nuestras vidas. Por ejemplo, cuidando
nuestra salud y la de nuestra familia. Aconsejándoles a usar las técnicas necesarias para
mantener los alimentos libres de microorganismos, y así estaremos mucho más protegidos
de cualquier enfermedad patógena.
Además con este trabajo nosotras estaremos preparadas para cumplir las pruebas ícfes o
para cualquier examen posterior.
3. DESARROLLO HISTORICO DE LA MICROBIOLOGIA
Aunque los microorganismos se originaron hace aproximadamente 4.000 millones de años,
la microbiología es relativamente una ciencia joven. Los primeros microorganismos se
observaron hace 300 años y sin embargo pasaron unos 200 años hasta que se reconoció
su importancia.
La microbiología surgió como ciencia tras el descubrimiento, gracias al perfeccionamiento
del microscopio, de los microorganismos. El naturalista holandés Antoni van Leeuwenhoek
fue el primero en describir, en 1683, estos organismos (a los que bautizó como
"animálculos"), que observó con la ayuda de un microscopio construido por él mismo.
Descubrimiento de la función de los microorganismos como causantes de
enfermedades (Koch y la bacteria del carbunco)
Ya en 1546 Girolano Fracastoro había sugerido que las enfermedades podían deberse a
organismos tan pequeños que no podían verse y que eran transmitidos de una persona a
otra. Sin embargo, el descubrimiento de que las bacterias pueden actuar como agentes
específicos de las enfermedades infecciosas en los animales fue realizado a través del
estudio del carbunco, infección grave de los animales domésticos que es transmisible al
hombre. La demostración concluyente de la causa bacteriana o etiología del carbunco la
proporcionó en 1876 Robert Koch, un médico rural alemán. Kosch empezó a estudiar el
mundo microbiano después de que su mujer le regalara por su 28 cumpleaños un
microscopio. Seis años después Koch anunció al mundo que había encontrado la bacteria
del carbunco (Bacillus anthracis). Posteriormente él y sus colaboradores descubrieron las
bacterias que causan la tuberculosis y el cólera.
Esta serie de experimentos se ajustaban a los criterios necesarios para poder establecer la
relación causal entre un organismo específico y una enfermedad específica. Estos criterios
se conocen como los postulados de Koch:
1.- El microorganismo debe estar presente en todos los casos de la enfermedad.
2.- El microorganismo debe ser aislado del hospedador enfermo y obtenerse en cultivo
puro en el laboratorio.
3.- La enfermedad específica debe reproducirse cuando un cultivo puro del
microorganismo se inocula a un hospedador susceptible sano.
4.- El microorganismo debe ser recuperable de nuevo a partir del hospedador inyectado
experimentalmente.
El descubrimiento posterior de los virus (Dimitri Ivanovski en 1892; el virus del mosaico del
tabaco pasaba los filtros que retenían a las bacterias), agentes que no crecen en medios
artificiales en el laboratorio como lo hacen las bacterias, han permitido realizar algunas
modificaciones en los postulados de Koch.
Este trabajo sobre el carbunco condujo rápidamente a la edad de oro de la bacteriología.
En 25 años la mayoría de los agentes bacterianos de las principales enfermedades
humanas habían sido descubiertos y descritos.
Manteniendo sus propiedades antimicrobianas. Después de ensayar 605 sustancias con
estas características encontró un compuesto, el 606, que cumplía estos requisitos. A esta
sustancia la llamó Salvarsan y fue el primer compuesto químico sintetizado en laboratorio
que podía curar una enfermedad sin ser tóxico para el paciente. Gracias a este
descubrimiento le concedieron el premio Nobel en 1908. Hoy en día ya no se utiliza
salvarsan para tratar la sífilis ya que ha sido reemplazado por un producto mucho más
efectivo, el antibiótico penicilina.
Louis Pasteur
Louis Pasteur fue un químico y biólogo francés que fundó la ciencia de la microbiología.
Comenzó investigando los procesos de fermentación del vino y la cerveza y descubrió la
existencia de las bacterias que interferían en este proceso. Aplicó sus conclusiones al
estudio de la causa y el desarrollo de las enfermedades y demostró la teoría de los
gérmenes como causantes de las mismas. También desarrolló vacunas que consiguieron
salvar miles de vidas.
Pasteur observó que en la fabricación de la cerveza y el vino, a veces los dos líquidos
resultaban buenos y otras agrios. Decidió estudiar el proceso con el microscopio y
descubrió que cuando la fermentación era normal participaban las pequeñas células de la
levadura. En cambio, cuando resultaban agrios era porque en el proceso participaban
organismos como las bacterias.
Antoni van Leeuwenhoek:
(1632-1723), fabricante holandés de microscopios pionero en descubrimientos sobre los
protozoos, los glóbulos rojos de la sangre, el sistema de capilares y los ciclos vitales de los
insectos.
Nacido en Delft, Leeuwenhoek recibió escasa formación científica. Mientras trabajaba
como comerciante y ayudante de cámara de los alguaciles de Delft, construyó como
entretenimiento diminutas lentes biconvexas montadas sobre platinas de latón, que se
sostenían muy cerca del ojo. A través de ellos podía observar objetos, que montaba sobre
la cabeza de un alfiler, ampliándolos hasta trescientas veces (potencia que excedía con
mucho la de los primeros microscopios de lentes múltiples). En 1668 confirmó y desarrolló
el descubrimiento de la red de capilares del italiano Marcello Malpighi, demostrando cómo
circulaban los glóbulos rojos por los capilares de la oreja de un conejo y la membrana
interdigital de la pata de una rana. En 1674 realizó la primera descripción precisa de los
glóbulos rojos de la sangre. Más tarde observó en el agua de un estanque, el agua de
lluvia y la saliva humana, lo que él llamaría animálculos, conocidos en la actualidad como
protozoos y bacterias. En 1677 describió los espermatozoos de los insectos y los seres
humanos.
Leeuwenhoek se enfrentó a la teoría, por aquel entonces en vigor, de la generación
espontánea demostrando que los gorgojos, las pulgas y los mejillones no surgían
espontáneamente a partir de granos de trigo y arena, sino que se desarrollaban a partir de
huevos diminutos. Describió el ciclo vital de las hormigas mostrando que las larvas y pupas
proceden de huevos. También examinó plantas y tejidos musculares, y describió tres tipos
de bacterias: bacilos, cocos y espirilos. Con todo, mantuvo en secreto el arte de construir
sus lentes, por lo que no se realizaron nuevas observaciones de bacterias hasta que se
desarrolló el microscopio compuesto en el siglo XIX.
Robert Koch
(1843-1910), científico alemán galardonado con el premio Nobel iniciador de la
bacteriología médica moderna; aisló varias bacterias patógenas, incluida la de la
tuberculosis, y descubrió los vectores animales de transmisión de una serie de
enfermedades importantes.
Nacido en Klausthal-Zellerfeld el 11 de diciembre de 1843, Koch se incorporó a la
Universidad de Gotinga en 1862, donde estudió botánica, física y matemáticas e inició la
carrera médica, que ocuparía el resto de su vida. Tras breves estancias en el Hospital
General de Hamburgo y en una institución para niños discapacitados psíquicos, comenzó a
ejercer la medicina privada. Sus actividades profesionales no le impidieron desarrollar otros
intereses como la arqueología, la antropología, las enfermedades ocupacionales, como el
envenenamiento por plomo, y el emergente campo de la bacteriología.
Su primer descubrimiento importante se produjo en la década de 1870, cuando demostró
que el carbunco infeccioso, también conocido como ántrax, sólo se desarrollaba en los
ratones cuando el material inyectado en su torrente sanguíneo contenía bastones o
esporas viables del Bacillus anthracis. El aislamiento del bacilo del carbunco por parte de
Koch constituyó un hito histórico, ya que por primera vez pudo demostrarse sin duda cuál
era el agente causante de una enfermedad infecciosa. Quedó claro que las enfermedades
infecciosas no estaban causadas por sustancias misteriosas, sino por microorganismos
específicos, en este caso bacterias. Koch mostró también cómo debe trabajar el
investigador con dichos microorganismos, cómo obtenerlos a partir de animales infectados,
cómo cultivarlos artificialmente y cómo destruirlos. Koch comunicó sus observaciones al
gran patólogo alemán Julius Friedrich Cohnheim y sus colaboradores, uno de los cuales
era el bacteriólogo Paul Ehrlich, pionero de la inmunología moderna.
En 1880, tras finalizar un importante trabajo bacteriológico sobre infecciones en las heridas,
fue nombrado consejero del gobierno en el Departamento Imperial de la Salud en Berlín,
donde, a partir de entonces, llevó a cabo la mayoría de sus investigaciones. En 1881 dio a
conocer sus estudios sobre la tuberculosis y al año siguiente anunció que había aislado el
bacilo responsable de tan terrible enfermedad. Sus hallazgos fueron confirmados por
investigadores de todo el mundo. El descubrimiento permitió mejorar las técnicas
diagnósticas mediante la identificación del bacilo en las excreciones corporales,
especialmente en los esputos.
Koch dedicó entonces su atención al cólera, que en 1883 había alcanzado niveles de
epidemia en la India. Se desplazó allí, identificó el bacilo causante de la enfermedad y
descubrió que era transmitido a los seres humanos sobre todo a través del agua. Más
tarde viajó a África, donde estudió las causas de las enfermedades transmitidas por
insectos.
En 1891 Koch fue nombrado director del Instituto de Enfermedades Infecciosas de Berlín
(que en la actualidad lleva su nombre), creado para la investigación médica especializada.
Permaneció al frente del mismo hasta el día de su jubilación en 1904. En 1905 obtuvo el
Premio Nobel de Fisiología y Medicina. Murió el 27 de mayo de 1910 en el balneario
alemán de Baden-Baden.
El siglo XX: los grandes avances
A finales del siglo XIX y comienzos del XX, diversos microbiólogos como el ruso Serguei
Winogradsky, considerado el fundador de la ecología microbiana moderna, emprendieron
las investigaciones sobre el metabolismo de las bacterias (estudios iniciados por Pasteur).
Winogradsky estableció que las bacterias funcionan según dos modelos: la aerobiosis, que
se basa en el consumo de oxígeno; y la anaerobiosis, que permite a las bacterias vivir en
un ambiente desprovisto por completo de oxígeno. Winogradsky descubrió las bacterias
quimiosintéticas, puso de manifiesto la participación de los microorganismos en el ciclo de
la urea y fue uno de los primeros en estudiar las bacterias simbióticas.
El estudio de los virus se desarrolló especialmente en el primer tercio del siglo XX. En
efecto, a pesar de que en el año 1905 varios microbiólogos habían demostrado que las
enfermedades víricas conocidas se debían a agentes patógenos minúsculos y no a las
toxinas, los virus siguieron siendo invisibles; y su naturaleza, desconocida, hasta la década
de 1930. En 1935 el bioquímico estadounidense Wendell Stanley logró aislar y cristalizar
un virus: el del mosaico del tabaco. En 1938 se observaron por primera vez los virus
gracias a la invención del microscopio electrónico. Después, en las décadas de 1960 y
1970 se descubrieron numerosos virus y se determinaron sus características físicas y
químicas.
Posteriormente, las investigaciones microbiológicas se sirvieron de diversas técnicas
innovadoras, como el microscopio electrónico de barrido o las técnicas de secuenciación
del ácido desoxirribonucleico (ADN). Gracias a todos estos avances, los microorganismos
se clasificaron en función de su estructura molecular, incluyéndolos en tres reinos. De este
modo, las bacterias forman el conjunto de los procariotas, es decir, organismos en los que
el material genético, en forma de ADN, se encuentra libre en el citoplasma y no incluido en
un núcleo: pertenecen al reino Móneras. Los restantes organismos unicelulares se
clasifican como eucariotas (en los que el genoma está incluido en el núcleo celular). Entre
estos eucariotas unicelulares se distinguen los que pertenecen al reino Protistas (grupo
que engloba a los protozoos y algas unicelulares) y los que pertenecen al reino Hongos
(las levaduras). Los virus constituyen un mundo aparte, ya que no pueden reproducirse por
sí mismos, sino que necesitan parasitar una célula viva para completar su ciclo vital.
Por último, el descubrimiento de los priones por Stanley Prusiner y su equipo en 1982 ha
abierto una vía de estudio dentro de la microbiología. Los priones, simples proteínas
desprovistas de material genético, suscitan numerosos interrogantes sobre su
funcionamiento y modo de transmisión.
3. TÉCNICAS DE LA MICROBIOLOGÍA
3.1 Cultivos:
Un método fundamental para estudiar las bacterias es cultivarlas en un medio líquido o en la
superficie de un medio sólido de agar. Los medios de cultivo contienen distintos nutrientes que van,
desde azúcares simples hasta sustancias complejas como la sangre o el extracto de caldo de
carne. Para aislar o purificar una especie bacteriana a partir de una muestra formada por muchos
tipos de bacterias, se siembra en un medio de cultivo sólido donde las células que se multiplican no
cambian de localización; tras muchos ciclos reproductivos, cada bacteria individual genera por
escisión binaria una colonia macroscópica compuesta por decenas de millones de células similares
a la original. Si esta colonia individual se siembra a su vez en un nuevo medio crecerá como cultivo
puro de un solo tipo de bacteria.
Muchas especies bacterianas son tan parecidas morfológicamente que es imposible diferenciarlas
sólo con el uso del microscopio; en este caso, para identificar cada tipo de bacteria, se estudian
sus características bioquímicas sembrándolas en medios de cultivo especiales. Así, algunos
medios contienen un producto que inhibe el crecimiento de la mayoría de las especies bacterianas,
pero no la de un tipo que deseamos averiguar si está presente. Otras veces el medio de cultivo
contiene determinados azúcares especiales que sólo pueden utilizar algunas bacterias. En algunos
medios se añaden indicadores de pH que cambian de color cuando uno de los nutrientes del medio
es fermentado y se generan catabolitos ácidos. Si las bacterias son capaces de producir
fermentación, generan gases que pueden ser apreciados cuando el cultivo se realiza en un tubo
cerrado. Con otros medios de cultivo se identifica si las bacterias producen determinadas enzimas
que digieren los nutrientes: así, algunas bacterias con enzimas hemolíticas (capaces de romper los
glóbulos rojos) producen hemólisis y cambios apreciables macroscópicamente en las placas de
agar-sangre. Los diferentes medios y técnicas de cultivo son esenciales en el laboratorio de
microbiología de un hospital, pues sirven para identificar las bacterias causantes de las
enfermedades infecciosas y los antibióticos a los que son sensibles esas bacterias.
3.2 Esterilización:
La esterilización es un proceso esencial para el funcionamiento de un hospital, en el cual se deben
utilizar todos los instrumentos quirúrgicos, implantes y muchos otros dispositivos absolutamente
esterilizados. La desecación y la congelación eliminan muchas especies de bacterias, pero otras
simplemente permanecen en estado vegetativo. El calor seco o húmedo elimina todas las bacterias
combinando adecuadamente factores como la temperatura a la que se someten y el tiempo de
exposición. Se puede esterilizar por calor seco en estufas a más de 160 °C durante media hora, o
por calor húmedo en autoclaves a 120 °C durante 20 minutos y a presión superior a la atmosférica.
La ebullición a 100 °C no elimina todos los gérmenes patógenos (entre los que no sólo están
incluidas las bacterias sino también virus y levaduras). Otro medio habitual de esterilización,
utilizado para objetos no resistentes al calor, son los medios químicos: el ácido fénico, iniciador de
la era de la antisepsia (véase Fenol), el ácido cianhídrico, el óxido de etileno, la clorhexidina, los
derivados mercuriales, los derivados del yodo (especialmente la povidona yodada) y muchas otras
sustancias. El alcohol etílico no produce esterilización completa. Otro medio de esterilización actual
son las radiaciones ionizantes (beta, gamma).
3.3 Pasteurización:
Pasteurización, proceso de calentamiento de un líquido, en particular de la leche, hasta una
temperatura que oscila entre 55 y 70 °C para destruir las bacterias perjudiciales, sin producir
cambios materiales en la composición, en el sabor, o en el valor nutritivo del líquido. El proceso se
llama así en honor del químico francés Louis Pasteur, quien lo ideó en 1865 con el fin de inhibir la
fermentación del vino y de la leche. La leche se pasteuriza al calentarla a 63 °C durante 30 minutos,
luego se enfría con rapidez, y se envasa a una temperatura de 10 °C. La cerveza y el vino se
pasteurizan al ser calentados a unos 60 °C durante unos 20 minutos; también se hace, según un
método más reciente, calentando a 70 °C durante 30 segundos y envasando en condiciones
estériles.
5. Desinfectantes:
Son sustancias usadas por sus propiedades antisépticas, es decir, por su facultad
de matar microbio o gérmenes nocivos a los animales y a las plantas, las
enfermedades contagiosas, las pestes y las infecciones se producen por la acción
de algunos microbios que en medicina son llamados gérmenes patógenos, estos
gérmenes se encuentran en el aire, en el polvo y en los objetos. Las sustancias
desinfectantes realizan una función destructora de estos seres no vivos y por esta
razón la desinfección es una medida higiénica y preventiva que debe realizarse
periódicamente para prevenir enfermedades.
Los desinfectantes son una arma clave para protegernos de los microorganismos
ya que estos se encuentran en casi todas partes por eso los desinfectantes van
destruyendo los microorganismos o impidiendo su desarrollo y asimismo protegen
el área donde actúan durante un lapso de tiempo.
Basado en los hallazgos del fisiólogo alemán Theodor Schwann y del bioquímico
francés Louis Pasteur, Lister desinfectaba las heridas quirúrgicas y accidentales
con una solución de ácido carbólico, y en cinco años redujo la tasa de mortalidad
de las amputaciones importantes de un 45 por ciento a un 12 por ciento.
Los desinfectantes cumplen un papel muy importante en el campo de la salud ya
que si no fuera por estos por una simple herida podrían amputar cualquiera de
nuestros miembros.
3.5 Antisépticos:
Agentes físicos o químicos que evitan la putrefacción, infección o cambios
similares, de los alimentos y tejidos vivos, destruyendo los microorganismos o
impidiendo su desarrollo. Desde la antigüedad los alimentos se han conservado
gracias al empleo de agentes antisépticos como el calor durante la cocción, la sal y
el vinagre en la salazón y adobo, y el humo de la madera (que contiene creosota,
un compuesto similar al ácido carbólico) en el ahumado de las carnes. En la
actualidad, los principales agentes antisépticos en la conservación de los alimentos
son el calor y el frío utilizados en procesos como el enlatado, la pasteurización y la
refrigeración. La irradiación es otro medio de conservación de los alimentos.
El uso de antisépticos en el cuidado y tratamiento de las heridas fue introducido
por el cirujano inglés Joseph Lister en 1865. Basado en los hallazgos del fisiólogo
alemán Theodor Schwann y del bioquímico francés Louis Pasteur, Lister
desinfectaba las heridas quirúrgicas y accidentales con una solución de ácido
carbólico, y en cinco años redujo la tasa de mortalidad de las amputaciones
importantes de un 45 por ciento a un 12 por ciento. Se han introducido otros
muchos antisépticos, entre los cuales los más importantes son el bicloruro de
mercurio, el yodo, el ácido bórico, los hipocloritos, el mercurocromo y el mertiolato.
El cloro se utiliza en la esterilización del agua, en especial en los sistemas públicos
de suministro de agua y en las piscinas.
6. Tinción:
Tinción de Gram, método de identificación de bacterias mediante una tinción específica.
Desarrollado por el médico danés Hans Christian Joachim Gram, es un procedimiento utilizado
universalmente. En un primer momento las bacterias se tiñen con violeta de genciana (derivado
metilado anilínico) y después se tratan con la solución de Gram (1 parte de yodo, 2 partes de
yoduro potásico y 300 partes de agua); por último se lavan con alcohol etílico, y unas bacterias
retienen el fuerte color azul de la violeta de genciana y otras se decoloran por completo. A veces
se añade una contratinción con fucsina o eosina para teñir las bacterias decoloradas de color rojo y
hacerlas más visibles.
Se denominan bacterias Gram positivas a aquellas que retienen la tinción azul y bacterias Gram
negativas a las que quedan decoloradas. Algunas bacterias presentan capacidad variable de
tinción de Gram y se llaman Gram variables. Bacterias Gram positivas típicas son los estafilococos
que producen forúnculos; Gram negativas representativas son la Escherichia coli de la flora
intestinal o los bacilos de la tos ferina; Gram variables son los bacilos de Koch de la tuberculosis.
7. CLASIFICACION DE LOS MICROORGANISMOS.
1. Virus:
Los virus son entidades no celulares de muy pequeño tamaño (normalmente inferior al del más
pequeño procariota), por lo que debe de recurrirse al microscopio electrónico para su visualización.
Son agentes infectivos de naturaleza obligadamente parasitaria intracelular, que necesitan su
incorporación al protoplasma vivo para que su material genético sea replicado por medio de su
asociación más o menos completa con las actividades celulares normales, y que pueden
transmitirse de una célula a otra. Cada tipo de virus consta de una sola clase de ácido nucleico
(ADN o ARN, nunca ambos), con capacidad para codificar varias proteínas, algunas de las cuales
pueden tener funciones enzimáticas, mientras que otras son estructurales, disponiéndose éstas en
cada partícula virásica (virión) alrededor del material genético formando una estructura regular
(cápsida); en algunos virus existe, además, una envuelta externa de tipo membranoso, derivada en
parte de la célula en la que se desarrolló el virión (bicapa lipídica procedente de membranas
celulares) y en parte de origen virásico (proteínas).
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REPLICACION:
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Ciclos lítico y lisogénico de un bacteriófago
Todos los bacteriófagos (virus que parasitan bacterias) tienen un ciclo lítico, o infeccioso, en el que
el virus, incapaz de replicarse por sí mismo, inyecta su material genético dentro de una bacteria.
Utilizando las enzimas y los mecanismos de síntesis de proteínas del huésped, el virus puede
reproducirse y volverse a encapsular, fabricando unas 100 nuevas copias antes de que la bacteria
se destruya y estalle. Algunos bacteriófagos, sin embargo, se comportan de diferente forma
cuando infectan a una bacteria. El material genético que inyectan se integra dentro del ADN del
huésped; se replica de manera pasiva con éste, y lo hereda la progenie bacteriana. En una de
cada 100.000 de estas células lisogénicas, el ADN viral se activa de forma espontánea y comienza
un nuevo ciclo lítico.
Los virus, al carecer de las enzimas y precursores metabólicos necesarios para su propia
replicación, tienen que obtenerlos de la célula huésped que infectan. La replicación viral es un
proceso que incluye varias síntesis separadas y el ensamblaje posterior de todos los componentes,
para dar origen a nuevas partículas infecciosas. La replicación se inicia cuando el virus entra en la
célula: las enzimas celulares eliminan la cubierta y el ADN o ARN viral se pone en contacto con los
ribosomas, dirigiendo la síntesis de proteínas. El ácido nucleico del virus se autoduplica y, una vez
que se sintetizan las subunidades proteicas que constituyen la cápsida, los componentes se
ensamblan dando lugar a nuevos virus. Una única partícula viral puede originar una progenie de
miles. Determinados virus se liberan destruyendo la célula infectada, y otros, sin embargo, salen de
la célula sin destruirla por un proceso de exocitosis que aprovecha las propias membranas
celulares. En algunos casos las infecciones son "silenciosas", es decir, los virus se replican en el
interior de la célula sin causar daño evidente.
Clases:
Pueden clasificarse en tres grandes grupos, atendiendo al tipo de organismos que afectan:
fitófagos, cuando atacan a las plantas, las que determinan multitud de enfermedades: soófagos,
cuando atacan a los animales, distinguiéndose entre estos los dermatropos, que afectan a la piel
(viruela, herpes, sarampión), neurotropos, que afectan a las vías respiratorias (gripe, neumonitis),
viscerotropos, que atacan a diversas vísceras (hepatitis víricas, etc.), etc. y los bacteriófagos,
cuando atacan a los cultivos bacterianos, esta última categoría reviste gran interés, ya que ha
permitido llevar a cabo una serie de experimentos que han conducido a dilucidar algunas de las
muchas incógnitas en el campo de la genética molecular.
5.2 Bacterias:
Anatomía de una bacteria sencilla
Una bacteria simplificada está formada por tres capas externas que envuelven las estructuras
internas; la capa pegajosa protege la pared celular rígida, que a su vez cubre la membrana celular
semipermeable. El flagelo es un medio de locomoción y los pelos que se extienden por fuera de la
cápsula ayudan a la bacteria a sujetarse a las superficies. El material genético está contenido en el
ADN que forma el nucleoide. Los ribosomas que flotan en el citoplasma intervienen en la síntesis
de proteínas.
Para ver el gráfico seleccione la opción ¨Bajar trabajo¨ del menú superior
El material genético de la célula bacteriana está formado por una hebra doble de ADN circular
(véase Ácidos nucleicos). Muchas bacterias poseen también pequeñas moléculas de ADN
circulares llamados plásmidos, que llevan información genética, pero, la mayoría de las veces, no
resultan esenciales en la reproducción. Muchos de estos plásmidos pueden transferirse de una
bacteria a otra mediante un mecanismo de intercambio genético denominado conjugación. Otros
mecanismos por los cuales la bacteria puede intercambiar información genética son la transducción,
en la que se transfiere ADN por virus bacterianos (véase Bacteriófago), y la transformación, en la
que el ADN pasa al interior de la célula bacteriana directamente desde el medio. Las células
bacterianas se dividen por fisión; el material genético se duplica y la bacteria se alarga, se estrecha
por la mitad y tiene lugar la división completa formándose dos células hijas idénticas a la célula
madre. Así, al igual que ocurre en los organismos superiores, una especie de bacteria origina al
reproducirse sólo células de la misma especie. Algunas bacterias se dividen cada cierto tiempo
(entre 20 y 40 minutos). En condiciones favorables, si se dividen una vez cada 30 minutos,
transcurridas 15 horas, una sola célula habrá dado lugar a unos mil millones de descendientes.
Estas agrupaciones, llamadas colonias, son observables a simple vista. En condiciones adversas,
algunas bacterias pueden formar esporas, que son formas en estado latente de la célula que
permiten a ésta resistir las condiciones extremas de temperatura y humedad.
Clasificación:
La clasificación taxonómica más utilizada divide a las bacterias en cuatro grandes grupos según las
características de la pared celular. La división Gracilicutes incluye a las bacterias con pared celular
delgada del tipo Gram negativas; las bacterias de la división Firmicutes tienen paredes celulares
gruesas del tipo Gram positivas; las de la Tenericutes carecen de pared celular y las de la cuarta
división Mendosicutes tienen paredes celulares poco comunes, formadas por materiales distintos a
los típicos peptidoglucanos bacterianos. Entre las Mendosicutes se encuentran las Arquebacterias,
un grupo de organismos poco comunes, que incluyen a las bacterias metanogénicas, anaerobias
estrictas, que producen metano a partir de dióxido de carbono e hidrógeno; las halobacterias, que
necesitan para su crecimiento concentraciones elevadas de sal, y las termoacidófilas, que
necesitan azufre y son muy termófilas. Se ha discutido sobre la conveniencia de que las
Arquebacterias se incluyeran en un reino aparte, ya que estudios bioquímicos recientes han
mostrado que son tan diferentes de las otras bacterias como de los organismos eucariotas (con
núcleo diferenciado englobado en una membrana). Estos cuatro grandes grupos de bacterias se
subdividen además en unas 30 secciones numeradas, alguna de las cuales se dividen a su vez en
órdenes, familias y géneros.
3. Hongos:
Estructura:
La mayoría de los hongos están constituidos por finas fibras que contienen
protoplasma, llamadas hifas. Éstas a menudo están divididas por tabiques
llamados septos. En cada hifa hay uno o dos núcleos y el protoplasma se mueve a
través de un diminuto poro que ostenta el centro de cada septo. No obstante, hay
un filo de hongos, que se asemejan a algas, cuyas hifas generalmente no tienen
septos y los numerosos núcleos están esparcidos por todo el protoplasma. Las
hifas crecen por alargamiento de las puntas y también por ramificación. La
proliferación de hifas, resultante de este crecimiento, se llama micelio. Cuando el
micelio se desarrolla puede llegar a formar grandes cuerpos fructíferos, tales como
las setas y los pedos o cuescos de lobo. Otros tipos de enormes estructuras de
hifas permiten a algunos hongos sobrevivir en condiciones difíciles o ampliar sus
fuentes nutricionales. Las fibras, a modo de cuerdas, del micelio de la armilaria
color de miel (Armillaria mellea), facilitan la propagación de esta especie de un
árbol a otro. Ciertos hongos forman masas de micelio resistentes, con forma más o
menos esférica, llamadas esclerocios. Éstos pueden ser pequeños como granos
de arena, o grandes como melones.
Reproducción:
La mayoría de los hongos se reproducen por esporas, diminutas partículas de
protoplasma rodeado de pared celular. El champiñón silvestre puede formar doce
mil millones de esporas en su cuerpo fructífero; así mismo, el pedo o cuesco de
lobo gigante puede producir varios billones.
Las esporas se forman de dos maneras. En el primer proceso, las esporas se
originan después de la unión de dos o más núcleos, lo que ocurre dentro de una o
de varias células especializadas. Estas esporas, que tienen características
diferentes, heredadas de las distintas combinaciones de genes de sus progenitores,
suelen germinar en el interior de las hifas. Los cuatro tipos de esporas que se
producen de esta manera (oosporas, zigosporas, ascosporas y basidiosporas)
definen los cuatro grupos principales de hongos. Las oosporas se forman por la
unión de una célula macho y otra hembra; las zigosporas se forman al combinarse
dos células sexuales similares entre sí. Las ascosporas, que suelen disponerse en
grupos de ocho unidades, están contenidas en unas bolsas llamadas ascas. Las
basidiosporas, por su parte, se reúnen en conjuntos de cuatro unidades, dentro de
unas estructuras con forma de maza llamadas basidios.
Clasificación:
A pesar de que en muchos textos se emplean sistemas de clasificación
relativamente complicados, los micólogos utilizan por lo común un sistema sencillo,
que tiene la ventaja de ser cómodo de usar. Según este sistema, los cuatro filos
principales son: Oomicetes (Oomycota), Zigomicetes (Zygomycota), Ascomicetes
(Ascomycota) y Basidiomicetes (Basidiomycota) y sus respectivos individuos
forman oosporas, zigosporas, ascosporas y basidiosporas. Una gran variedad de
especies se colocan, de forma arbitraria, en un quinto filo: Deuteromicetes
(Deuteromycota), también llamados hongos imperfectos. Se incluyen en este grupo
aquellos hongos en los que sólo se conocen procesos de multiplicación vegetativa.
Sin embargo, la mayoría de esas especies están emparentadas con los
ascomicetes.
4. Protozoos:
Los protozoos se incluyen en el reino Protistas, junto con otros organismos unicelulares cuyo
núcleo celular está rodeado de una membrana. Los protozoos no tienen estructuras internas
especializadas a modo de órganos o, si las tienen, están muy poco diferenciadas. Entre los
protozoos se suelen admitir varios grupos: los flagelados del grupo de los Zoomastiginos, con
muchas especies que viven como parásitos de plantas y de animales; los ameboides del grupo
Sarcodinos, que incluyen a los Foraminíferos y Radiolarios, y que son componentes importantes
del plancton; los Cilióforos, que son ciliados, con diversos representantes que poseen estructuras
especializadas que recuerdan a la boca y al ano de los organismos superiores; los Cnidosporidios,
parásitos de invertebrados, de peces y de algunos reptiles y anfibios, y los Esporozoos, con
diversas especies parásitas de animales y también de seres humanos. Se conocen más de veinte
mil especies de protozoos, que incluyen organismos tan conocidos como los paramecios y las
amebas.
Muchas especies viven en hábitats acuáticos como océanos, lagos, ríos y charcas. Su tamaño
varía desde 2 hasta 70 micrómetros. Los protozoos se alimentan de bacterias, productos de
desecho de otros organismos, algas y otros protozoos. Muchas especies son capaces de moverse
utilizando diversos mecanismos: flagelos, estructuras propulsoras con forma de látigo; cilios de
aspecto piloso, o por medio de un movimiento ameboide, un tipo de locomoción que implica la
formación de pseudópodos (extensiones a modo de pie).
6. ¿COMO AFECTAN LOS MICROORGANISMOS NUESTRA VIDA?
Diversos tipos de microorganismos son causantes de enfermedades de plantas y animales y al
igual que nosotros. Los microorganismos abundan casi en cualquier lugar, así que
permanentemente estamos expuestos a un contagio. Afortunadamente el organismo cuenta con un
sistema de inmunidad formado por un ejercito de células que se encargan de eliminar a todo
intruso que penetre nuestro organismo.
La inmunidad puede inducirse mediante las vacunas.
Los microorganismos también pueden afectarnos en el aspecto económico ya que le producen
enfermedades a los animales y a las plantas dañando las cosechas y las clases de ganados y
otros animales domésticos que sirven como fuente de alimento y que son nuestra principal fuente
de comercio no sólo en Colombia sino en todo el mundo.
7. ¿CÓMO COMBATIR LOS MICROORGANISMOS?
Una forma de combatir los microorganismos es utilizando los Antibióticos (del griego, anti, ‘contra’;
bios, ‘vida’), cualquier compuesto químico utilizado para eliminar o inhibir el crecimiento de
organismos infecciosos. Una propiedad común a todos los antibióticos es la toxicidad selectiva: la
toxicidad es superior para los organismos invasores que para los animales o los seres humanos
que los hospedan. La penicilina es el antibiótico más conocido, y ha sido empleado para tratar
múltiples enfermedades infecciosas, como la sífilis, la gonorrea, el tétanos o la escarlatina. La
estreptomicina es otro antibiótico que se usa en el tratamiento de la tuberculosis. En un principio, el
término antibiótico sólo se utilizaba para referirse a los compuestos orgánicos producidos por
bacterias u hongos que resultaban tóxicos para otros microorganismos. En la actualidad también
se emplea para denominar compuestos sintéticos o semisintéticos. Los antibacterianos son la
principal categoría de antibióticos, pero se incluye también en este tipo de fármacos a los
antipalúdicos, antivirales y antiprotozoos.
1. ¿CÓMO CONSERVAR LAS COMIDAS SIN MICROORGANISMOS?
Hay varios mecanismos empleados para proteger a los alimentos contra los microbios y otros
agentes responsables de su deterioro para permitir su futuro consumo. Los alimentos en conserva
deben mantener un aspecto, sabor y textura apetitosos así como su valor nutritivo original.
Hay muchos agentes que pueden destruir las peculiaridades sanas de la comida fresca. Los
microorganismos, como las bacterias y los hongos, estropean los alimentos con rapidez. Las
enzimas, que están presentes en todos los alimentos frescos, son sustancias catalizadoras que
favorecen la degradación y los cambios químicos que afectan, en especial, la textura y el sabor. El
oxígeno atmosférico puede reaccionar con componentes de los alimentos, que se pueden volver
rancios o cambiar su color natural. Igualmente dañinas resultan las plagas de insectos y roedores,
que son responsables de enormes pérdidas en las reservas de alimentos. No hay ningún método
de conservación que ofrezca protección frente a todos los riesgos posibles durante un periodo
ilimitado de tiempo. Los alimentos enlatados almacenados en la Antártida cerca del polo sur, por
ejemplo, seguían siendo comestibles al cabo de 50 años, pero esta conservación a largo plazo no
puede producirse en el cálido clima de los trópicos. Además del enlatado y la congelación, existen
otros métodos tradicionales de conservación como el secado, la salazón y el ahumado. La
desecación por congelación o liofilización es un método más reciente. Entre las nuevas técnicas
experimentales se encuentran el uso de antibióticos y la exposición de los alimentos a la radiación
nuclear.
La congelación conserva los alimentos impidiendo la multiplicación de los microorganismos. Dado
que el proceso no destruye a todos los tipos de bacterias, aquellos que sobreviven se reaniman en
la comida al descongelarse y a menudo se multiplican mucho más rápido que antes de la
congelación. Para más información sobre este proceso.
La congelación impide la multiplicación de los microorganismos (bacterias y hongos microscópicos).
Por el contrario, las enzimas, cuya actividad degrada los alimentos, sí se mantienen activas en
condiciones de congelación, aunque su actividad es mucho más lenta. Por eso las legumbres
frescas suelen blanquearse o hervirse antes de congelarlas, con el fin de inactivar estas sustancias
e impedir que el sabor se degrade. También se ha propuesto blanquear el pescado para destruir
las bacterias resistentes al frío que viven en las escamas. Los métodos de congelación de los
productos cárnicos dependen del tipo de carne y del corte. El cerdo, por ejemplo, se congela justo
después del sacrificio, mientras que el buey se cuelga durante varios días dentro de una cámara
fría para hacerlo más tierno.
8. LOS MICROORGANISMOS EN LA INDUSTRIA.
Existen una serie de características que comparten todos los microorganismos y que suponen
ciertas ventajas para su uso en la industria. la más fundamental, el pequeño tamaño de la célula
microbiana y su correspondiente alta relación de superficie a volumen. Esto facilita el rápido
transporte de nutrientes al interior de la célula y permite, por consiguiente, una elevada tasa
metabólica. Así, la tasa de producción de proteína en las levaduras es varios órdenes de magnitud
superior que en la planta de soja, que, a su vez, es 10 veces más alta que en el ganado. Esta
velocidad de biosíntesis microbiana extremadamente alta permite que algunos microorganismos se
reproduzcan en tan solo 20 minutos (Escherichia coli). Los ambientes capaces de albergar vida
microbiana son muy variados. Se han encontrado especies que viven a temperaturas
comprendidas entre el punto de congelación del agua y el punto de ebullición, en agua salada y
dulce, en presencia y en ausencia de aire. Algunos han desarrollado ciclos de vida que incluyen
una fase de latencia en respuesta a la falta de nutrientes: en forma de esporas permanecen
inactivos durante años hasta que el medio ambiente, más favorable, permita el desarrollo de las
células. Los microorganismos se hallan capacitados para acometer una extensa gama de
reacciones metabólicas y adaptarse así a muchas fuentes de nutrición. Versatilidad que hace
posible el que las fermentaciones industriales se basen en nutrientes baratos.
Un microorganismo de uso industrial debe producir la sustancia de interés; debe estar disponible
en cultivo puro; debe ser genéticamente estable y debe crecer en cultivos a gran escala. Otra
característica importante es que el microorganismo industrial crezca rápidamente y produzca el
producto deseado en un corto período de tiempo. El microorganismo debe también crecer en un
relativamente barato medio de cultivo disponible en grandes cantidades. Además, un
microorganismo industrial no debe ser patógeno para el hombre o para los animales o plantas.
Otro requisito importante es la facilidad de separar las células microbianas del medio de cultivo; la
centrifugación es dificultosa o cara a gran escala. Los microorganismos industriales más favorables
para esto son aquellos de mayor tamaño celular (hongos filamentosos, levaduras y bacterias
filamentosas) ya que estas células sedimentan más fácilmente que las bacterias unicelulares e
incluso son más fáciles de filtrar.
Los microorganismos que sintetizan productos útiles para el hombre representan, como máximo,
unos pocos centenares de especies de entre las más de 100000 descritas en la Naturaleza. Los
pocos que se han encontrado con utilidad industrial son apreciados por elaborar alguna sustancia
que no se puede obtener de manera fácil o barata por otros métodos.
1.- Levaduras
Las levaduras se vienen utilizando desde hace miles de años para la fabricación de pan y bebidas
alcohólicas. La levadura que sin duda fué la primera y aún hoy en día sigue siendo la más utilizada
por el hombre es Saccharomyces cerevisiae de la que se emplean diferentes cepas para la
fabricación de cerveza, vino, sake, pan y alcoholes industriales. Kluyveromyces fragilis es una
especie fermentadora de la lactosa que se explota en pequeña escala para la producción de
alcohol a partir del suero de la leche. Yarrowia lipolytica es una fuente industrial de ácido cítrico.
Trichosporum cutaneum desempeña un importante papel en los sistemas de digestión aeróbica de
aguas residuales debido a su enorme capacidad de oxidación de compuestos orgánicos, incluídos
algunos que son tóxicos para otras levaduras y hongos, como los derivados fenólicos.
2.- Hongos filamentosos
Los hongos tienen una gran importancia económica, no tan sólo por su utilidad, sino también por el
daño que pueden causar. Los hongos son responsables de la degradación de gran parte de la
materia orgánica de la Tierra, una actividad enormemente beneficiosa ya que permite el reciclaje
de la materia viva. Por otro lado, los hongos causan gran cantidad de enfermedades en plantas y
animales y pueden destruir alimentos y materiales de los que depende el hombre.
Los efectos perjudiciales de los hongos están contrarrestados por su utilización industrial. Los
hongos son la base de muchas fermentaciones como la combinación de soja, habichuelas, arroz y
cebada que dan lugar a los alimentos orientales miso, shoyu y tempeh. Los hongos son también la
fuente de muchos enzimas comerciales (amilasas, proteasas, pectinasas), ácidos orgánicos (cítrico,
láctico), antibióticos (penicilina), quesos especiales (Camembert, Roquefort) y, evidentemente, de
las setas.
3.- Bacterias
Entre las especies bacterianas de interés industrial están las bacterias del ácido acético,
Gluconobacter y Acetobacter que pueden convertir el etanol en ácido acético. El género Bacillus es
productor de antibióticos (gramicidina, bacitracina, polimixina), proteasas e insecticidas. Del género
Clostridium cabe destacar Clostridium acetobutylicum que puede fermentar los azúcares originando
acetona y butanol. Las bacterias del ácido láctico incluyen, entre otras, las especies de los géneros
Streptococcus y Lactobacillus que producen yogur. Corynebacterium glutamicum es una importante
fuente industrial de lisina. El olor característico a tierra mojada se debe a compuestos volátiles
(geosmina) producidos por Streptomyces aunque su principal importancia radica en la producción
de antibióticos como anfotericina B, kanamicina, neomicina, estreptomicina, tetraciclina, etc.
9. LOS MICROORGANISMOS EN LA PRODUCCION DE ALIMENTOS.
En contra de la idea de que todos los microorganismos son dañinos, los yogures y los quesos son
ejemplos de alimentos a los que se añaden éstos para, por ejemplo, agriar la leche y producir
yogur, u obtener la cubierta blanca característica del queso Brie o el color azul del queso Roquefort.
De un tamaño más o menos similar es el sector de frutas y verduras, en el que los productos
pueden no haber sufrido ninguna alteración o estar enlatados, congelados, refrigerados o fritos.
Biotecnología con microorganismos:
Actualmente, existen muchos otros productos químicos que se obtienen por fermentación (un
término técnicamente restringido a los procesos que ocurren en ausencia de aire, como la
producción de alcohol por levaduras, aunque este término a menudo se utiliza de forma más
amplia). Estos productos incluyen el ácido oxálico utilizado en tintes y colorantes, el ácido
propenoico (ácido acrílico) utilizado como intermediario en la producción de plásticos, o el ácido
láctico empleado para acidificar alimentos y como anticongelante. Los microorganismos se han
usado, así mismo, en la obtención de diferentes enzimas utilizadas para aplicaciones tan diversas,
como la eliminación de manchas en los tejidos (gracias a la incorporación de enzimas en los
detergentes que atacan proteínas y ácidos grasos), o la conversión de harina de maíz en sirope
(utilizado para endulzar refrescos, galletas y pasteles).
10. LOS MICROORGANISMOS EN LA INDUSTRIA FARMACEÚTICA.
Otro suceso importante en el desarrollo de la microbiología fue la producción de penicilina a partir
del hongo Penicillium. Aunque inicialmente fue un proceso a pequeña escala, desarrollado por
Howard Florey y sus colaboradores durante la II Guerra Mundial, poco después se consiguió
producir penicilina en grandes cantidades, al tiempo que se utilizaban otros microorganismos para
obtener una gran variedad de antibióticos, como la estreptomicina. Hoy en día, la biotecnología es
la principal herramienta para la obtención de nuevos antibióticos que sean activos frente a las
bacterias patógenas resistentes a una gran gama de antibióticos. También resulta de gran utilidad
la aplicación de la ingeniería genética en microorganismos para sintetizar antibióticos sintéticos, es
decir, ligeramente diferentes de aquellos obtenidos de forma natural.
Conjuntamente han llegado a "programar" bacterias con objeto de obtener distintos tipos de drogas
que, de otra forma, estos microorganismos no podrían fabricar. La insulina humana, necesaria para
el tratamiento de la diabetes, es un claro ejemplo de esta metodología, ya que está producida por
bacterias en las que se ha introducido, mediante ingeniería genética, el gen que codifica la síntesis
de esta hormona. A diferencia de las hormonas producidas por cerdos y vacas, esta hormona es
idéntica a la secretada por el páncreas humano. Igualmente, la hormona del crecimiento humano,
utilizada para el tratamiento de niños con deficiencias en su producción, y que de otro modo no
podrían alcanzar una estatura normal, también se obtiene a partir de bacterias en las que se ha
insertado una copia del gen humano. Este sistema, como en el caso anterior, también presenta
ventajas frente a la obtención de la hormona a partir de cadáveres, ya que se evita el riesgo de
contaminación con priones, agentes causantes de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. Otros
productos farmacéuticos generados a partir de microorganismos manipulados genéticamente
incluyen, el interferón para el tratamiento de algunas hepatitis y ciertos cánceres, y la eritropoyetina,
que se suministra a pacientes sometidos a diálisis para reponer los eritrocitos perdidos durante
este proceso.
11. LOS MICROORGANISMOS EN LA AGRICULTURA.
En este campo de la actividad humana encontramos algunos causantes de enfermedades de los
cultivos y los animales, las bacterias y los hongos que contribuyen a la fertilidad de los suelos.
En las granjas los cultivadores reconocen el papel que desempeñan los microorganismos del suelo
como formadores de humus y fijadores de nitrógeno. Actualmente se utilizan también como control
biologico. Sin embargo, en las granjas muy tecnificadas la búsqueda de una mayor producción
lleva a los cultivadores a cambiar tanto las condiciones de humedad, PH y textura y textura del
suelo que inhiben el crecimiento de los microorganismos.
12. LOS MICROORGANISMOS EN LA GANADERÍA.
La ganadería en nuestro país ocupa un renglón económico importante. Sin embargo, esta industria
se ve afectada, entre otros problemas, por los microorganismos que atacan el ganado produciendo
enfermedades, por esta razón las investigaciones buscan prevenir y controlar enfermedades en el
ganado así como mejorar la calidad y la cantidad de la producción influye en la economía del país,
ya que el ganado depende otras industrias como la de los lacteos, las carnes y los cueros.
13. LOS MICROORGANISMOS EN LA FORMACIÓN DE HUMUS.
El Humus es una materia orgánica en descomposición que se encuentra en el suelo y procede de
restos vegetales y animales muertos. Al inicio de la descomposición, parte del carbono, hidrógeno,
oxígeno y nitrógeno se disipan rápidamente en forma de agua, dióxido de carbono, metano y
amoníaco, pero los demás componentes se descomponen lentamente y permanecen en forma de
humus. La composición química del humus varía porque depende de la acción de organismos
vivos del suelo, como bacterias, protozoos, hongos y ciertos tipos de escarabajos, pero casi
siempre contiene cantidades variables de proteínas y ciertos ácidos urónicos combinados con
ligninas y sus derivados. El humus es una materia homogénea, amorfa, de color oscuro e inodora.
Los productos finales de la descomposición del humus son sales minerales, dióxido de carbono y
amoníaco.
Al descomponerse en humus, los residuos vegetales se convierten en formas estables que se
almacenan en el suelo y pueden ser utilizados como alimento por las plantas. La cantidad de
humus afecta también a las propiedades físicas del suelo tan importantes como su estructura, color,
textura y capacidad de retención de la humedad. El desarrollo ideal de los cultivos, por ejemplo,
depende en gran medida del contenido en humus del suelo. En las zonas de cultivo, el humus se
agota por la sucesión de cosechas, y el equilibrio orgánico se restaura añadiendo humus al suelo
en forma de compost o estiércol. Veáse también Mantillo; Acondicionamiento del suelo.
14. ENFERMEDADES PRODUCIDAS POR LOS MICROORGANISMOS
14.1 VIRUS:
Virus patógenos para el hombre
Los virus causan muchas enfermedades humanas comunes, como resfriados, gripes, diarreas,
varicela, sarampión y paperas. Algunas enfermedades víricas, como la rabia, la fiebre hemorrágica,
la encefalitis, la poliomielitis, la fiebre amarilla o el síndrome de inmunodeficiencia adquirida, son
mortales. La rubéola y el citomegalovirus pueden provocar anomalías graves o la muerte en el feto.
Se estima que hay entre 1.000 y 1.500 tipos de virus, de los que aproximadamente 250 son
patógenos para el hombre.
TIPO
VIRUS
ENFERMEDAD
Resfriado común
Adenovirus
Bunyavirus
Hantaan
La Crosse
Sin Nombre
Insuficiencia renal
Encefalitis (infección cerebral)
Síndrome pulmonar
Calicivirus
Norwalk
Gastroenteritis (diarrea, vómitos)
Coronavirus
Corona
Resfriado común
Filovirus
Ébola
Marburg
Fiebre hemorrágica
Fiebre hemorrágica
Flavivirus
Hepatitis C (no A, no B)
Fiebre amarilla
Hepatitis
Hepatitis, hemorragia
Hepadnavirus Hepatitis B (VHB)
Hepatitis, cáncer de hígado
Herpesvirus
Defectos de nacimiento
Mononucleosis, cáncer nasofaríngeo
Herpes labial
Lesiones genitales
Sarcoma de Kaposi
Varicela, herpes zóster
Citomegalovirus
Virus Epstein-Barr (VEB)
Herpes simple tipo 1
Herpes simple tipo 2
Virus herpes humano 8 (VHH8)
Varicela-zóster
Ortomixovirus Influenza tipos A y B
Gripe
Papovavirus
Virus del papiloma humano (VPH)
Verrugas, cáncer de cuello del útero
Picornavirus
Coxsackievirus
Echovirus
Hepatitis A
Poliovirus
Rinovirus
Miocarditis (infección del músculo cardiaco)
Meningitis
Hepatitis infecciosa
Poliomielitis
Resfriado común
Paramixovirus Sarampión
Paperas
Parainfluenza
Sarampión
Paperas
Resfriado común, infecciones del oído
Parvovirus
B19
Eritema infeccioso, anemia crónica
Poxvirus
Ortopoxvirus
Viruela (erradicada)
Reovirus
Rotavirus
Diarrea
Retrovirus
Virus de la inmunodeficiencia humana
(VIH)
Virus de la leucemia humana de las
células T (VLHT-1)
Síndrome de inmunodeficiencia adquirida
(SIDA)
Leucemia de células T del adulto, linfoma,
enfermedades neurológicas
Rhabdovirus
Rabia
Rabia
Togavirus
Encefalomielitis equina del este
Rubéola
Encefalitis
Rubéola, defectos de nacimiento
14.2 HONGOS:
Características de las infecciones producidas por hongos
Las micosis varían considerablemente en sus manifestaciones, pero tienden a ser enfermedades
subagudas o crónicas de curso indolente y recurrente. Los hongos rara vez causan infecciones
agudas como las producidas por muchos virus y bacterias.
La mayoría de las infecciones fúngicas en el hombre no son contagiosas, aparecen tras un
contacto con un reservorio ambiental o a partir de la flora de hongos del propio paciente.
Atendiendo al lugar y grado de afectación las micosis pueden ser divididas para su estudio en tres
grandes grupos: micosis profundas, micosis subcutáneas y micosis superficiales.
En la mayoría de la gente sana, las infecciones por hongos son leves, afectan sólo a la piel, el
cabello, las uñas, u otras zonas superficiales, y se resuelven espontáneamente. Comprenden la
tiña y el pie de atleta. Sin embargo, en las personas con un sistema inmunológico deteriorado, este
tipo de infecciones, denominadas dermatofitosis, pueden persistir durante largo tiempo. Los
organismos responsables de las dermatofitosis pertenece al género Microsporum, Epidermophyton
y Trichophyton.
Las enfermedades causadas por hongos son muy comunes en pacientes que tienen muy dañado
su sistema de defensa o inmunologico como es el caso de los enfermos de SIDA, o que han
estado ingiriendo fármacos, antitumorales, o radiación. También aparecen en pacientes tratados
con hormonas esteroideas, como el cortisol, en sujetos con diabetes y en quienes han seguido
tratamiento antibiótico durante mucho tiempo. A estas micosis se les conoce como "Oportunistas".
Los hongos que pertenecen al género Candida, en especial Candida albicans (el cual produce
candidiasis), pueden infectar los órganos internos y las membranas mucosas de la boca, garganta
y tracto genital. En las personas con inmunidad deteriorada, este organismo puede originar una
infección crónica.
Hay muchos fármacos para tratar las infecciones por hongos, entre los que se incluyen
medicamentos orales e intravenosos, así como muchos agentes de aplicación tópica (local). Los
individuos con una infección crónica por Candida, Histoplasma o Cryptococcus pueden necesitar
tratamiento a largo plazo con un fármaco oral o intravenoso.
3. PROTOZOOS:
Estos organismos microscópicos unicelulares están muy extendidos por la naturaleza, su hábitat
más frecuente es la tierra y el agua. Algunos de ellos pueden vivir durante muchos años de forma
inactiva protegidos por una cubierta en forma de quistes.
Al ser humano pasan a través del agua, alimentos, picaduras de insectos portadores y mediante
relaciones sexuales. Una de las enfermedades producida por protozoos, y muy extendida por todo
el mundo, es la malaria, transmitida a los humanos por picadura de un mosquito del género
anopheles. Otra enfermedad muy frecuente es la disentería amebiana, transmitida por la ingesta
de aguas contaminadas.
Entre las infecciones que se transmiten por contagio sexual destaca la tricomoniasis muy frecuente
en nuestro medio.
Tratamiento farmacológico
Los fármacos que se usan en el tratamiento de estas infecciones son los antiparasitarios como la
cloroquina, quinina, pirantel, metronidazol, etc. Algunos fármacos antiparasitarios no están
comercializados en España y se importan para casos especiales como medicamento extranjero, ya
que muchas de las enfermedades producidas por protozoos son muy raras en nuestro medio
14.4 BACTERIAS:
Bacterias que causan enfermedades humanas
Sólo una pequeña parte de los miles de especies de bacterias causan enfermedades humanas
conocidas. Las infecciones bacterianas se evitan destruyendo las bacterias con calor, como se
hace en las técnicas de esterilización y pasteurización. Cuando se producen, las enfermedades
bacterianas se tratan con antibióticos. Pero el abuso de estos compuestos en los últimos años ha
favorecido el desarrollo de cepas de bacterias resistentes a su acción, como Mycobacterium
tuberculosis, que causa la tuberculosis.
Tipo Especie Enfermedad
Bacilo
Bacillus anthracis
Bacillus cereus
Clostridium botulinum
Clostridium
perfringens
Clostridium tetani
Corynebacterium
diphtheriae
Escherichia coli
Klebsiella
pneumoniae
Legionella
pneumophila
Mycobacterium
leprae
Mycobacterium
tuberculosis
Salmonella sp.
Salmonella typhi
Salmonella
typhimurium
Shigella dysenteriae
Shigella sp.
Yersinia enterocolitica
Yersinia pestis
Yersinia
pseudotuberculosis
Ántrax
Intoxicación alimentaria por Bacillus cereus
Botulismo
Mionecrosis clostridial (gangrena gaseosa)
Tétanos
Difteria
Diarrea
Bronconeumonía
Enfermedad del legionario
Lepra
Tuberculosis
Salmonelosis
Fiebres tifoideas
Gastroenteritis por Salmonella
Disentería bacilar
Sigelosis
Yersiniosis, gastroenteritis
Peste
Linfadenitis mesentérica
Clamidia
Chlamydia
trachomatis
Tracoma, uretritis, cervicitis, conjuntivitis
Cocobacilo
Bordetella pertussis
Brucella sp.
Haemophilus
influenzae
Haemophilus
pertussis
Tos ferina
Brucelosis
Meningitis, neumonía bacteriana
Tos ferina
Coco
Neisseria
gonorrhoeae
Neisseria meningitidis
Staphylococcus
aureus
Gonorrea, enfermedad inflamatoria pélvica
Meningitis
Neumonía, síndrome de shock tóxico, infecciones de la
piel, meningitis
Neumonía, infecciones del oído, meningitis
Infecciones de garganta, fiebre reumática
Escarlatina, fiebre puerperal
Streptococcus
pneumoniae
Streptococcus
pyogenes
Streptococcus sp.
Listeria
Listeria
monocytogenes
Listeriosis, septicemia perinatal, meningitis, encefalitis,
infecciones intrauterinas
Micoplasma Mycoplasma
pneumoniae
Neumonía
Rickettsia
Rickettsia prowazekii
Rickettsia rickettsii
Rickettsia typhi
Tifus epidémico, enfermedad de Brill-Zinsser (transmitida
por piojos)
Fiebre de las montañas Rocosas (transmitida por
garrapatas)
Tifus endémico (tifus murino, transmitido por la pulga de la
rata)
Espirilo
Campylobacter fetus
jejuni
Spirillum minor
Campilobacteriosis (diarrea bacteriana)
Fiebre producida por mordedura de rata
Espiroqueta Treponema pallidum
Sífilis
Vibrio
Gastroenteritis, septicemia, celulitis, infecciones de
heridas, infecciones de las vías urinarias
Gastroenteritis, diarrea
Cólera epidémico
Gastroenteritis
Gastroenteritis por Vibrio parahemolyticus
Infecciones de heridas, gastroenteritis, septicemia primaria
Aeromonas
hydrophila
Plesiomonas
shigelloides
Vibrio cholerae 01
Vibrio cholerae no-01
Vibrio
parahemolyticus
Vibrio vulnificus
15. CONTROL BIOLOGICO.
Cuando hablamos del uso del organismo para controlar la proliferación excesiva de otros
organismo que produces enfermedades a las plantas, animales y hombres ,nos estamos refiriendo
al control biológico.
Este tipo de control pretende disminuir las severidad de la enfermedad que este causando el
patógeno al otro organismo denominado huésped u hospedero
El organismo encargado de controlar el patógeno se conoce como entagonísta, y su acción
depende del ambiente .se han usado causales de la malaria y la uroca del café ,entre otros. .
Vacuna:
Preparado de antígenos procedentes de microorganismos patógenos (microbios muertos de cepas
virulentas o vivos de cepas atenuadas), cuya finalidad es la creación de anticuerpos que
reconozcan y ataquen a la infección y, por lo tanto, produzcan la inmunidad del organismo
inoculado. Véase Inmunización; Inmunología.
La vacuna suele consistir en dosis muy pequeñas del propio agente (forma inactiva o atenuada)
que origina la enfermedad, por lo que provoca la creación de anticuerpos que permanecen en el
organismo y lo protegen en el caso de futuros contagios. La técnica de administración depende del
tipo de vacuna; la más común es la inoculación, pero en algunos casos es la ingestión o el spray
nasal.
La primera vacuna fue descubierta por el médico inglés Edward Jenner en 1798, cuando observó
que los humanos quedaban inmunizados frente al virus de la viruela humana si se les inoculaba
con un preparado del virus de la viruela vacuna. El término vacuna procede del latín vacca, y
Jenner denominó al proceso descrito vacunación.
16. GLOSARIO.
Antibiótico: literalmente destructor de la vida. Término que comprende todas las sustancias
antimicrobianas independientemente de su origen, ya sean derivadas de microorganismos
(bacterias, hongos, etc.) de productos químicos sintéticos o de ingeniería genética.
Anticuerpo: sustancia defensora (proteína) sintetizada por el sistema inmunológico como
respuesta a la presencia de una proteína extraña (antígeno) que el anticuerpo neutraliza.
Anticuerpo monoclonal: anticuerpo monoclonado a partir del cultivo de un único tipo de células
(un clon de hibridoma), y que contiene por tanto un sólo tipo de proteínas (inmunoglobulina).
Antígeno: sustancia extraña a un organismo, normalmente una proteína, que desencadena como
reacción defensiva la formación de anticuerpos que reaccionan específicamente con el antígeno.
En general, cualquier sustancia que provoca una respuesta inmunitaria.
Biología Molecular: parte de la biología que trata de los fenómenos biológicos a nivel molecular.
En sentido restringido comprende la interpretación de dichos fenómenos sobre la base de la
participación de las proteínas y ácidos nucleicos.
Biotecnología: toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o
sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos en usos específicos.
Cepa: en microbiología, conjunto de virus, bacterias u hongos que tienen el mismo patrimonio
genético.
Enfermedad: alteración o desviación del estado fisiológico en una o varias partes del cuerpo, por
causas en general conocidas, manifestada por síntomas y signos característicos, y cuya evolución
es mas o menos previsible.
Enzima: catalizador biológico, normalmente una proteína,
que mediatiza y promueve un proceso químico sin ser ella misma alterada o destruida. Son
catalizadores extremadamente eficientes y muy específicamente vinculados a reacciones
particulares.
Fármaco: droga, medicamento
Fermentación: conversión biológica anaeróbica (sin oxígeno) de las moléculas orgánicas,
generalmente hidratos de carbono, en alcohol, ácido láctico y gases, mediante la acción de ciertos
enzimas que actúan bien directamente o como componentes de ciertas bacterias y levaduras. En
su uso más coloquial, el término hace referencia a menudo a bioprocesos que no están
estrictamente relacionados con la fermentación.
Infección: invasión de un ser vivo por un agente patógeno que desencadena una enfermedad.
Material genético: todo material de origen vegetal, animal, microbiano o de otro tipo que contenga
unidades funcionales de la herencia.
Microorganismo: organismos microscópicos pertenecientes por regla general a virus, bacterias,
algas, hongos o protozoos.
Organismo: entidad biológica capaz de reproducirse o de transferir material genético,
incluyéndose dentro de este concepto a las entidades microbiológicas, sean o no celulares. Casi
todo organismo está formado por células, que pueden agruparse en órganos, y éstos a su vez en
sistemas, cada uno de los cuales realizan funciones específicas.
Patógeno: productor o causante de enfermedad.
Profilaxis: conjunto de medios que sirven para preservar de enfermedades al individuo o a la
sociedad. Sinónimo de tratamiento preventivo.
Proteína: biomoléculas formadas por macropolímeros de aminoácidos, o macropolipéptidos.
Actúan como enzimas, hormonas y estructuras contráctiles que atribuyen a los organismos sus
propias características de tamaño, potencial metabólico, color y capacidades físicas.
Retrovirus: virus cuyo genoma está constituido por ARN monocatenario, que es transcrito de
forma inversa en ADN durante su infección y replicación. La copia de ADN se integra en el ADN
cromosómico del huésped. Esta copia, llamada provirus, se transcribe en ARN vírico y produce
múltiples ARNm que codifican productos proteicos del virus o de oncogenes. Los retrovirus mas
conocidos son los virus del SIDA (VIH) y de la leucemia humana de los linfocitos T (HTLV). El mas
utilizado para la transferencia de genes es el virus de la leucemia murina de Moloney (Mo-MLV).
Toxina: proteína responsable de la especificidad funcional de ciertas bacterias, que es venenosa
para determinados organismos. Entre las mejor conocidas, tanto por su estructura como por los
mecanismos de acción, figuran las toxinas colérica y tetánica que interaccionan con las células
diana a través de gangliósidos de membrana.
Vacuna: antígeno procedente de uno o varios organismos patógenos que se administra para
inducir la inmunidad activa protegiendo contra la infección de dichos organismos. Es una aplicación
práctica de la inmunidad adquirida.
Virus: entidad acelular infecciosa que, aunque puede sobrevivir extracelularmente, es un parásito
absoluto porque solamente es capaz de replicarse en el seno de células vivas específicas, pero sin
generar energía ni ninguna actividad metabólica. Los componentes permanentes de los virus son
ácido nucleico (ADN o ARN, de una o de dos cadenas) envuelto por una cubierta proteica llamada
cápside.
Virión: unidad estructural de los virus. Consta fundamentalmente de dos estructuras
imprescindibles: un ácido nucleico (ADN o ARN) y una envoltura proteica (cápside). A estas
estructuras básicas se añade en algunos casos una envoltura lipídica (peplos) y/o espículas de
glucoproteína.
Viroides: agente causal de ciertas enfermedades de las plantas denominado así por su semejanza
con los virus, de los que se diferencia por carecer de cápside. Se trata de ácido nucleico envuelto
por una membrana procedente de la célula en la que se replicó. Por extensión se aplicaba a lo que
hoy se denomina priones
Microbiología
1. Microorganismos
2. Clasificación de los microorganismos
3. Grupos de Microorganismos
4. Principales Características de los Microorganismos
5. Microbiología del Agua de uso Doméstico y de las Aguas Negras
6. Virales o Virus
7. Microorganismos Patógenos Banales y Útiles
8. Enzimas
9. Toxinas
10. Inmunología
11. Principales Intoxicaciones Bacteriales
12. Problemas causados por la Actividad Microbiana
13. Prevención
14. Microbiología Industrial
15. Bibliografía
Ciencia que estudia los microorganismos, incluyendo bajo tal denominación bacterias, hongos,
rikerttgias, algas, protozoarios y virus.
Microorganismos:
Son los seres visible solamente bajo el microscopio o el ultra microscopio.
Los microorganismos se encuentran por doquier en la naturaleza: en el aire, agua y suelos y
juegan un sinnúmeros de papeles vitales en la vida del hombre y los animales. Afectan los
procesos industriales. La naturaleza del microorganismo particular y el proceso industrial
determinan si la relación es beneficiosa o perjudicial.
Los microorganismos que habitan los sistemas de agua de enfriamiento comerciales o industriales,
pueden afectar negativamente la eficiencia de las operaciones por su excesivo crecimiento o por
los productos de sus metabolismos.
Clasificación de los microorganismos:
1. Bacterias, que comprenden:
o
o
o
Cocos: individuos unicelulares, esféricos, de hasta un micrón de diámetro, aun que
los hay mas pequeños.
Bacterias: son de forma alargad, tipo salchicha, en general no esporulan.
Espirilos: comprenden, vibriones (en forma de coma) espirillos (espirales en el
espacio).
Se incluyen en las rikerttgias.
1. Hongos: comprenden :
o
o
o
ficomicetos se desarrollan en hifas o hilos vegetativos.
Basidiomicetos: son los grandes hongos (comestibles y venenosos).
Ascomicetos: unicelulares, algo alargados con esporos internos, comprenden las
levaduras.
o
o
Hongos imperfectos: esporular en el final de las ramificaciones.
Virus filtrados: son macromolécula orgánicas que se reproducen por multiplicación
cuando infectan tejido vivo.
Características de las bacterias :
o
o
o
o
o
o
o
Son microorganismos unicelulares, de forma diferente y hábitat variable.
Algunas son capaces de formarse una envoltura o cápsula.
Todas se multiplican por división.
Algunas bacterias son capaces de formar endoporos mas resistentes a las formas
adversas de vida.
El oxigeno es indispensable para las bacterias aeróbicas y resulta nocivo para las
anaeróbicas que lo toman de compuestos oxigenados.
Las bacterias son capaces de generar mutantes.
Las bacterias dan origen a la enfermedad llamadas esquitomiasis, se caracteriza
por abscesos y hemorragias.
Características de las levaduras:
o
Son microorganismos unicelulares ampliamente distribuido en la naturaleza (frutos,
hojas, suelos, etc.. ) y finalmente transportable por el aire.
o
o
o
o
o
Crecen profundamente en medios líquidos que contienen azúcares y suelen
agruparse en cadenas que se rompen al agitar el medio.
Sus células pueden ser esféricas, ovoides, elipsoides o alargadas.
Se reproducen por brotación, por fisión o por esporas.
La "zimasa" de las levaduras es un complejo enzimático de origen intracelular,
capaz de actuar fuera de la célula viva
Las levaduras son raramente patógenas y ampliamente empleadas por el hombre
en fermentaciones.
Características de los Hongos:
o
o
o
o
No poseen clorofila.
Están ampliamente difundidos en la naturaleza, especialmente sobre el suelo.
Intervienen en el despoblamiento de la materia orgánica en el suelo.
Son útiles para el hombre para la producción de antibióticos, de enzimas.
Grupos de Microorganismos:





La algas, son organismos relativamente simples. Los tipos mas primitivos son unicelulares,
pero otros son conjuntos de células iguales con poca o ninguna diferenciación en su estructura o
en su función. Independientemente del tamaño o la complejidad, todas las algas contienen clorofila
y son capaces de efectuar la fotosíntesis. Las algas se encuentran generalmente. en un medio
acuático o en el suelo húmedo.
Las Bacterias: son organismos procarióticos unicelulares o simples grupos de células
similares. Por lo común, su multiplicación es por fisión binaria.
Los Hongos: están desprovistas de clorofila. Por lo regular son multicelulares, no poseen
raíces ni tallos, ni hojas y su tamaño y forma varían desde el de una levadura microscópica de una
sola célula, hasta el de un champiñón o una seta multinucleada gigante. Aquí nos interesan sobre
todo los organismos comúnmente llamadas moho, levaduras, y hongos patógenos llamados royas
y carbones.
Los protozoos; que son protistas eucariotas monocelulares, se diferencian sobre la base de
características morfológicas, nutritivas y fisiológicas. Su papel en la naturaleza es variable, pero los
mejor conocidas son algunos que causan enfermedad en el hombre y en los animales.
Los virus: son muy pequeños, parásitos o patógenos de las plantas, los animales y de
algunos protistas, como las bacterias. Son tan pequeños, que sólo se vuelven visibles si se
amplifican mediante una microscopio electrónico los virus sólo pueden cultivarse en células vivas.
Principales Características de los Microorganismos
1. Características de cultivo: las sustancias nutritivas necesarias para el desarrollo y
las condiciones físicas de un medio que lo favorezcan.
2. Características Morfológicas: el tamaño de las células, su forma de agrupación,
diferenciación en tintura e identificación de estructuras.
3. Características Metabólicas: la manera por la cual los microorganismos llevan a
cabo los procesos químicos biológicos.
4. Características de la composición bioquímica: la identificación de las principales
características de los componentes químicos de la célula.
5. Característica de la composición antigénica: la detección de componentes
celulares especiales (químicas) que dan prueba de similitud entre las especies.
6. Características genéticas: el análisis de la composición del ácido (DNA) así como
la determinación de la reacción que ocurre entre material DNA a partir de
diferentes microorganismos.
Microbiología del Agua de uso Doméstico y de las Aguas Negras:
Los microorganismos patógenos más frecuentes transmitidos por el agua producen infecciones del
aparato digestivo – fiebre tifoidea, paratifoidea, disentería (bacilar y amebiana) y cólera. Los
agentes etiológicos de ésta se encuentra en las materias fecales y la orina de los infectados y
cuando son eliminadas pueden llegar a un depósito que desemboque en una fuente de agua para
beber.
Virales o Virus:
Constituyen un orden de microorganismos pequeños, filtrables y no visibles con el microscopio
común, que provocan enfermedades en el hombre, los animales superiores y en vegetales (incluso
en las bacterias).
Provocan enfermedades como la poliomielitis, la viruela, la fiebre amarilla, etc. Pueden ser
transmitido por insectos y ácaros.
Microorganismos Patógenos Banales y Útiles:



Microorganismos patógenos; originan enfermedad en el ser vivo que parasitan o lo
intoxican con sus toxinas.
Microorganismos banales; no producen enfermedad, pero pueden actuar por ejemplo
sobre alimentos, alterando su composición.
Microorganismos Útiles; aquellos cuya actividad sobre ciertos sustratos producen
sustancias útiles al hombre.
Enzimas:
Sustancias de naturaleza orgánica, producidas por las células vivas, capaces de actuar como
catalizadores, en y fuera de aquellas, sobre diversas sustancias, provocando su transformación
química.
Las enzimas se clasifican en:
a.-) Hidrolasas; provoca el desdoblamiento del producto.
b.-) Desmolasas; actúan en la degradación de los sustratos
Toxinas:
Son sustancias de naturaleza proteica que dan origen a lesiones o síntomas de su acción
características, al invadir un organismo vivo.
Las exotoxinas: actúan fuera de la célula bacteriana, esparciéndose en el medio rápidamente.
Las endotoxinas; permanecen dentro del microorganismo en tanto esté vivo y actúa cuando es
alisado y se libera el contenido celular.
Inmunología:
Rama de la microbiología que ha adquirido una gran importancia para la prevención o la curación
de enfermedades o intoxicaciones microbianas, a través de la preparación de vacunas y sueros.
(Formación de anticuerpos en la fracción globulínica de las proteínas de la sangre)
Principales Intoxicaciones Bacteriales:




Botulismo; síntomas: dificultad para respirar y hablar, doble visión, muerte por parálisis
Estafilococia; síntomas: Náuseas, vómitos, diarrea, dolores abdominales.
Salmonelosis; síntomas: Diarrea con fiebre.
Cl. Welchii; síntomas: náuseas, vómitos a veces, dolores abdominales y diarrea, dura 12
horas.

Bacillus Cereus; síntomas: disturbios intestinales sin fiebre.
Problemas Causados por la Actividad Microbiana:



Aleas: Taponamiento de distribuidores y equipos, producción de oxígeno y protección y
alimento a algunas bacterias.
Hongos: Deterioro de la madera, taponamiento de equipos y alimentos y protección a
algunas bacterias
Bacterias: las aeróbicas formadoras de lino causan taponamiento, corrosión por celdas de
concentración, protegen a las anaeróbicas corrosivas.
Prevención:
1. Selección higiénica de materias primas empleadas en la elaboración de alimentos,
deberán estar libres de microorganismos patógenos y en número muy bajo de
microorganismos banales.
2. Usar recipientes libres de microorganismos, tanto para la materia prima como para
los productos de elaborados.
3. Controlar los ambientes de las fábricas y controlar la salud e higiene de todo el
personal que labora.
Microbiología Industrial:
Los antibióticos son únicamente uno de los muchos productos de los microorganismos que tienen
importancia industrial. La buena marcha de las industrias de bebidas y del vino dependen de la
capacidad de las levaduras para producir alcohol. Vitaminas, aminoácidos y otras sustancias
químicas son producidas mediante procesos microbiológicos.
La industria petrolera usa microorganismo como indicadores durante la exploración en busca de
yacimientos
Biología – Hongos
Informe de laboratorio
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Materiales
Procedimiento
Hongos y el hongo de acrasiomicetes
Estructura
Reproducción
Clasificación
Problema
Hipótesis
Objetivos
10. Análisis de resultados
11. Conclusiones
12. Bibliografía
MATERIALES
• 6 cajas de petri
• 6 tubos de ensayo
• 6 tapones de corcho
• 1 gradilla
• cinta de enmascarar
• 3 palillos
• 2 sobres de gelatina sin sabor
• 1 cubo de caldo de carne
• 125 gramos de azúcar
• 1 papa o zanahoria
• 1 litro de agua
PROCEDIMIENTO
Procedimiento A
Disuelva una cucharada de azúcar y un tercio de cubo de caldo de carne en 250 mililitros de agua
hervida
Revuelva hasta que se disuelva completamente
Vierta la solución todavía caliente en los tubos de ensayo y tapalos
Procedimiento B
Disuelva la gelatina sin sabor en agua caliente y coloquela dentro de las cajas de petri previamente
lavadas
Tapa las cajas de petri y déjalas en reposo mientras se enfría la gelatina
Como medio sólido también puedes utilizar una rodaja de papa o zanahoria
Siembra
Toma con un palillo una muestra de bacterias del lugar que quieras recogerlas, como un poco de
saliva, la mesa de trabajo, agua de charca, una moneda o el suelo.
Pasa el palillo en forma de zig-zag sobre la superficie de losa medios de la caja de petri y tápalos
inmediatamente
Introduce otro palillo con muestra de los tubos de ensayo, retíralos y tápalos inmediatamente
Coloca las cajas y los tubos de ensayo en un lugar cálido y oscuro
Es importante dejar un medio líquido y uno sólido como control sin agregarle ninguna muestra
MARCO TEORICO
HONGOS Y EL HONGO DE ACRASIOMICETES
Hongos, grupo diverso de organismos unicelulares o pluricelulares que se alimentan mediante la
absorción directa de nutrientes. Los alimentos se disuelven mediante enzimas que secretan los
hongos; después se absorben a través de la fina pared de la célula y se distribuyen por difusión
simple en el protoplasma. Junto con las bacterias, los hongos son los causantes de
la putrefacción y descomposición de toda la materia orgánica. Hay hongos en cualquier parte en
que existan otras formas de vida. Algunos son parásitos de organismos vivos y producen graves
enfermedades en plantas y animales. La disciplina científica que estudia los hongos se llama
micología.
Los hongos figuraban en las antiguas clasificaciones como una división del reino Plantas (Plantae).
Se pensaba que eran plantas carentes de tallos y de hojas que, en el transcurso de su
transformación en organismos capaces de absorber su alimento, habían perdido la clorofila, y con
ello, su capacidad para realizar la fotosíntesis. Sin embargo, en la actualidad los científicos los
consideran un grupo completamente separado, que evolucionó a partir de flagelados sin pigmentos.
Ambos grupos se incluyen dentro del reino Protistas, o bien se coloca a los hongos como un reino
aparte, debido a la complejidad de su organización (ver clasificación más adelante). Hay unas cien
mil especies conocidas de hongos. Se cree que los grupos más complejos derivan de los tipos más
primitivos, los cuales tienen células flageladas en alguna etapa de su ciclo vital.
ESTRUCTURA
La mayoría de los hongos están constituidos por finas fibras que contienen protoplasma, llamadas
hifas. Éstas a menudo están divididas por tabiques llamados septos. En cada hifa hay uno o dos
núcleos y el protoplasma se mueve a través de un diminuto poro que ostenta el centro de cada
septo. No obstante, hay un filo de hongos, que se asemejan a algas, cuyas hifas generalmente no
tienen septos y los numerosos núcleos están esparcidos por todo el protoplasma. Las hifas crecen
por alargamiento de las puntas y también por ramificación. La proliferación de hifas, resultante de
este crecimiento, se llama micelio. Cuando el micelio se desarrolla puede llegar a formar grandes
cuerpos fructíferos, tales como las setas y los pedos o
cuescos de lobo. Otros tipos de enormes estructuras de hifas permiten a algunos hongos sobrevivir
en condiciones difíciles o ampliar sus fuentes nutricionales. Las fibras, a modo de cuerdas, del
micelio de la armilaria color de miel (Armillaria mellea), facilitan la propagación de esta especie de
un árbol a otro. Ciertos hongos forman masas de micelio resistentes, con
forma más o menos esférica, llamadas esclerocios. Éstos pueden ser pequeños como granos de
arena, o grandes como melones.
REPRODUCCIÓN
La mayoría de los hongos se reproducen por esporas, diminutas partículas de protoplasma
rodeado de pared celular. El champiñón silvestre puede formar doce mil millones de esporas en su
cuerpo fructífero; así mismo, el pedo o cuesco de lobo gigante puede producir varios billones.
Las esporas se forman de dos maneras. En el primer proceso, las esporas se originan después de
la unión de dos o más núcleos, lo que ocurre dentro de una o de varias células especializadas.
Estas esporas, que tienen características diferentes, heredadas de las distintas combinaciones de
genes de sus progenitores, suelen germinar en el interior de las hifas. Los
cuatro tipos de esporas que se producen de esta manera (oosporas, zigosporas, ascosporas y
basidiosporas) definen los cuatro grupos principales de hongos. Las oosporas se forman por la
unión de una célula macho y otra hembra; las zigosporas se forman al combinarse dos células
sexuales similares entre sí. Las ascosporas, que suelen disponerse en grupos de ocho unidades,
están contenidas en unas bolsas llamadas ascas.
Las basidiosporas, por su parte, se reúnen en conjuntos de cuatro unidades, dentro de unas
estructuras con forma de maza llamadas basidios.El otro proceso más común de producción de
esporas implica la transformación de las hifas en numerosos segmentos cortos o en estructuras
más complicadas de varios tipos. Este proceso sucede sin la unión previa de dos núcleos. Los
principales tipos de esporas reproductivas formadas así son: oídios, conidios y esporangios-poras.
Estas últimas se originan en el interior de unos receptáculos, parecidos a vesículas, llamados
esporangios. La mayoría de los hongos producen esporas sexuales y asexuales.
CLASIFICACIÓN
A pesar de que en muchos textos se emplean sistemas de clasificación relativamente complicados,
los micólogos utilizan por lo común un sistema sencillo, que tiene la ventaja de ser cómodo de usar.
Según este sistema, los cuatro filos principales son: Oomicetes (Oomycota), Zigomicetes
(Zygomycota), Ascomicetes (Ascomycota) y Basidiomicetes (Basidiomycota) y sus respectivos
individuos forman oosporas, zigosporas, ascosporas y
basidiosporas. Una gran variedad de especies se colocan, de forma arbitraria, en un quinto filo:
Deuteromicetes (Deuteromycota), también llamados hongos imperfectos. Se incluyen en este
grupo aquellos hongos en los que sólo se conocen procesos de multiplicación vegetativa. Sin
embargo, la mayoría de esas especies están emparentadas con los ascomicetes.
Algunos otros filos se consideran hongos, o bien, grupos relacionados estrechamente con los
hongos: Actinomicetes (Actinomycota), Mixomicetes (Myxomycota), Plasmodioforomicetes
(Plasmodiophoromycota), Labirintulomicetes (Labyrinthulomycota) y Acrasiomicetes
(Acrasiomycota).
Los actinomicetes, con hifas muy delicadas y una reproducción que suele ser mediante oídios o
conidios, constituyen un grupo intermedio entre las bacterias y los hongos. A los mixomicetes, o
mohos plasmodiales del fango verdaderos, algunos micólogos los clasifican con los hongos, y otros
con los protistas semejantes a hongos. En este grupo la fase nutricional es una masa de
protoplasma con forma ameboide carente de pared, denominada plasmodio. La fase reproductiva
está representada por células nadadoras, llamadas células invasoras, las cuales se impulsan por
medio de dos flagelos de distinta longitud. Los plasmodioforomicetes se parecen a los mixomicetes
en que ambos tienen células invasoras y un estado plasmodial.
Los labirintulomicetes y los acrasiomicetes tienen algunas características semejantes a los mohos
plasmodiales del fango, pero su estado nutricional (llamado pseudoplasmodio) es diferente.
Los hongos del filo Ascomicetes (Ascomycota), también llamados hongos con forma de saco,
producen un número determinado de ascosporas en el interior de unas bolsas semejantes a
vesículas, denominadas ascas. Con la excepción de algunas levaduras y otros pocos organismos,
los ascomicetes tienen hifas bien desarrolladas, por lo general con un único núcleo en cada hifa.
Ciertas células se transforman en binucleadas poco antes de la formación de los sacos esporales.
La unión de los núcleos se da en las ascas jóvenes; tras la posterior división, suelen producirse
ocho núcleos, los cuales darán lugar a las ascosporas. Algunos ascomicetes tienen sólo una
ascospora; otros pueden tener varios cientos. Las tres clases principales de
este filo son: Hemiascomicetes, Euascomicetes y Loculoascomicetes. Los hemiascomicetes
abarcan a las levaduras y otros hongos similares, cuyas ascas no se forman dentro ni sobre un
soporte de masas de hifas. La levadura de la cerveza (Saccharomyces cerevisiae), además de
reproducirse por medio de ascosporas, lo hace también mediante unas protuberancias, o yemas,
que a la larga se separan de las células parentales. Las levaduras del género
Schizosaccharomyces se dividen por fisión. Los miembros del orden Tafrinales, como el parásito
del melocotonero que causa el rizamiento de sus hojas, se clasifican a menudo dentro de esta
clase, pero la verdadera relación entre estos organismos es confusa.
Los tipos más simples entre los miembros de la clase Euascomicetes, como los pertenecientes al
orden Eurotiales, son aquellos cuyas ascas están esparcidas por todo el interior de unas bolas de
hifas, llamadas cleistotecios. Penicillium y Aspergillus son etapas conidiales de los
eurotiales. Los hongos pertenecientes al orden Erisifales, un grupo de parásitos de plantas
llamados los mildíus de la podredumbre, tienen cleistotecios con formas especializadas. Algunos
ascomicetes, que se suelen denominar pirenomicetes, tienen ascas originadas en el interior de
unas estructuras con forma de matraz llamadas peritecios. Muchos peritecios se
desarrollan sobre una masa de hifas que sirve de soporte, que se llama ascocarpo. Las colmenillas
o morchelas, las trufas y pezizas, son ascocarpos muy conocidos, con las ascas situadas en la
cara superior de los cuerpos fructíferos. Otro pirenomicete, el moho rojo del pan (del género
Neurospora), se ha utilizado comúnmente en el estudio de la herencia
genética.
Los miembros de la clase Loculoascomicetes difieren de los grupos descritos anteriormente por
tener ascas con doble pared que se forman dentro de unas cavidades que hay en el interior de la
masa de hifas. Algunos órdenes representativos de este grupo son: Miriangiales, Dotideales y
Pleosporales.
Los acrasiomicetes son más pequeños que la mayoría de los mixomicetes y comprenden un
número menor de especies (unas 50). Las células son siempre ameboides, con un núcleo único y
no forman plasmodios verdaderos. Los mohos plasmodiales celulares constituyen una gran parte
de la población de las amebas del suelo, y se alimentan de bacterias. Cuando han acabado con el
alimento de una zona forman cuerpos fructíferos, pero de una manera radical
y diferente a como lo hacen los mixomicetes. Estas amebas hambrientas reptan juntas hacia unos
puntos centrales de acumulación atraídas por una sustancia química, llamada acrasina, que
expulsan ellas mismas. El organismo pluricelular resultante está muy bien organizado: tiene un
extremo anterior (delantero) y uno posterior (cola), se mueve hacia la luz y, dependiendo de la
temperatura, se acerca o aleja del calor. Cuando este organismo se detiene, las amebas del
extremo anterior empiezan a originar un tallo delicado, mientras que las del extremo posterior se
convierten en esporas que forman una bola terminal en la punta del tallo recién creado.
Este ciclo es asexual, aunque los mohos plasmodiales celulares también tienen un ciclo sexual. La
fusión de las células sexuales (amebas individuales) produce un gran cuerpo resistente llamado
macrociste, que cuando germina produce células nuevas capaces de mantener una reproducción
asexual continua.
CLASIFICACIÓN CIENTÍFICA: existe una polémica respecto a si los mohos plasmodiales deben
ser clasificados como animales o como plantas, ya que tienen características de ambos. Lo más
frecuente es que se relacionen con los hongos, sobre todo porque los micólogos (científicos que
estudian los hongos) fueron los primeros que los investigaron. Como hongos, constituyen dos filos
o divisiones: Myxomycota y Acrasiomycota (a veces, ambos grupos
junto a otros dos filos, se clasifican como Gymnomycota). Sin embargo, en ciertas clasificaciones
se les incluye en el reino Protistas.
PROBLEMA
Durante el proceso de realización del experimento se observó lo siguiente:
En el procedimiento A durante un lapso de tiempo determinado, el caldo de carne tomo
consistencia líquida, tenia grasa en la superficie y esta se coaguló, y este experimento se torno de
color mas oscuro, su olor era fétido, pero según las investigaciones realizadas no se creó ninguna
clase de hongo en aquel experimento
En el procedimiento B según las investigaciones realizadas se creo un hongo, el cual tenía un color
rosado claro, su forma era redonda, su textura tenia cierto parecido al terciopelo por que tenia la
superficie cubierta de pelusa, su consistencia era semisólida, este hongo cubría la
mitad de la gelatina sin sabor. De acuerdo con todas las características
observadas en el experimento se llego a la conclusión que el hongo se llama acrasiomicetes.
Este proceso duró ocho días.
El problema que se presentó en este laboratorio fue que no crecieron hongos en el procedimiento
A, esto se debe a que el medio de incubación del hongo no es el adecuado ya que la grasa que se
presenta en este procedimiento impide el desarrollo del hongo.
HIPOTESIS
Para explicar el fenómeno que se presento a medida que se realizaba el experimento se puede
lanzar las siguientes hipótesis:
• no se formaron bacterias en el procedimiento A, ya que se hirvió por mucho tiempo el agua que
se utilizó en este proceso
• la grasa que contenía el caldo de carne pudo impedir el crecimiento de los hongos
• en el procedimiento B se dio medio de contaminación al experimento, esta contaminación se
produjo por el medio que más contiene bacterias que es la moneda.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Aprender a preparar unos medios de cultivo y a cultivar bacterias
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Realizar un laboratorio con dos procedimientos diferentes
• Comprobar que medios de cultivo sirven para el fin primordial
• Comprender el porque se expandió el hogo en el cultivo
ANALISIS DE RESULTADOS
Medio de cultivo Fuente de microorganismo Resultados
Procedimiento A ninguna No hubo hongo, acumulación de grasa
Procedimiento B Se inyecto bacterias recogidas de una moneda Se presentó la existencia
del hongo acrasiomicetes
CONCLUSIONES
• El ambiente adecuado influye en el cultivo de los hongos
• Se puede concluir que al inyectar bacterias en el ambiente adecuado se crea hongos
• Se puede deducir que hay gran variedad de hongos porque existe diferentes tipos de bacterias
• Para preparar un excelente medio de cultivo de hongos se debe tener en cuenta que clase de
hongos se desea para crear este medio de tal manera que sea el más adecuado
Examen microscópico
1.
2.
3.
4.
Introducción
Marco Teórico
Análisis de Resultados
Conclusión
INTRODUCCIÓN
En la microbiología el examen microscópico es generalmente el primer paso que se da para la
identificación de un organismo desconocido; pero el tamaño de la mayoría de las células
bacterianas es tal que resulta difícil ver con el microscopio óptico, principalmente por la falta de
contraste entre la célula y el medio que la rodea.
Se ha hablado de preparaciones de bacterias vivas, no coloreadas, que no permiten observar la
movilidad, pero que sobre otros hechos morfológicos de importancia como tamaño, formas,
agrupación de las células, posesión de estructuras especiales, como endosporas, flagelos,
cápsulas y gránulos intracelulares, no arroja resultados importantes. La forma más simple de
aumentar el contraste entre las células y el medio que las rodea es por medio de la utilización de
colorantes, de acuerdo con su morfología y las reacciones tintoriales de un organismo se pueden
ver los grupos en los que están clasificadas las bacterias
Marco Teórico:
Los microorganismos son organismos microscópicos constituidos por una sola célula o agrupación
de células, incluyendo los virus.
Sarcina:
El género sarcina comprende dos especies de bacterias que se dividen en tres planos
perpendiculares para producir paquetes de ocho o más células. Las sarcinas son anaerobios
obligados y son extremadamente ácido – tolerantes, pudiendo fermentar azúcares y crecer a pH
inferior a 2. las células de las especies sarcina ventriculi, producen una capa de celulosa gruesa y
fibrosa alrededor de la pared celular. Las capas de celulosa de las paredes adyacentes se
adhieren entre sí y funcionan como un cemento mantiene juntas paquetes de células de S.
Ventriculi. Sarcina puede aislarse del suelo, barros, heces y del contenido del estomago. Debido a
su extrema ácido – tolerancia, S. Ventriculi es una de las pocas bacterias que pueden sobrevivir en
el estomago humano y en el de otros animales monogástricos. Se ha observado un crecimiento
rápido de este organismos en estómagos de personas que padecen determinadas infecciones
gastrointestinales que producen un retraso en el paso del alimento al intestino como las ulceras
pilóricas.
Escehrichia Coli:
Los miembros del género escherichia son habitantes casi universales del tracto intestinal de los
humanos y de los animales homeotermos, aunque no son de ninguna manera los organismos mas
abundantes en dichos hábitats. Escherichia puede desempeñar una función nutricional en el tracto
intestinal mediante la síntesis de vitaminas, especialmente de vitamina K. Como aerobio facultativo,
este organismo probablemente también ayuda a consumir oxígeno, convirtiendo el intestino grueso
en anóxico. Las cepas silvestres de escherichia coli casi nunca muestra requerimientos de ningún
factor nutricional y pueden crecer a partir de una gran variedad de fuentes de carbono y de energía
como azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos, etc. Existen cepas patógenas; algunas pueden
causar diarreas infantiles, que alcanzan proporciones de epidemia en guarderías o en
departamentos de obstetricias. Escherichia causa también infecciones del tracto urinario en
personas de edad avanzada o en aquellas cuya resistencia se halla debilitada por tratamientos
quirúrgicos o por la exposición a radiaciones ionizantes. Cada vez mas frecuentemente la
participación de cepas enteropatógenas de E. Coli en infecciones parecidas a la disentería y en
fiebres generalizadas como se ha indicado, estas cepas forman el antígeno K, que permite la
adherencia y la colonización del intestino delgado, y una enterotoxina responsable de los síntomas
de la diarrea.
Bacillus Cereus:
Los miembros del género bacillus pueden aislarse fácilmente del suelo o de partículas de polvo en
suspensión y son uno de los organismos más corrientes cuando se siembran por estrías muestras
de suelo en placas que contengan diferentes medios nutritivos. Los formadores de esporas pueden
aislarse selectivamente a partir del suelo, de los alimentos o de otros materiales, dejando las
muestras a 80 ºC durante 10 minutos; este tratamiento destruye completamente las células
vegetativas, mientras muchas de las esporas presentes se mantienen viables. Si estas muestras
pasteurizadas se siembran por estría en placa y se incuban aeróbicamente, las colonias que se
desarrollan son casi exclusivamente del género bacillus. Los bacillus pueden crecer bien en
medios sintéticos que contengan azúcares, ácidos orgánicos, alcoholes, etc., como única fuente de
carbono, y amoniaco como única fuente de nitrógeno. Algunos aislados sin otros requerimientos
vitamínicos. Muchos bacillus producen enzimas hidrolíticas policelulares que degradan
polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos, lo que permite a estos organismos usar dichos productos
como fuente de carbono y donadores de electrones. Muchos bacilos producen antibióticos, entre
los cuales mencionaremos la bacitracina, la plimixina, la tirocidina, gramicidina y la circulina. En la
mayoría de los casos la producción de antibióticos parece guardar relación con el proceso de
esporulación; el antibiótico se libera cuando el cultivo alcanza la fase estacionaria de su
crecimiento, tras lo cual inicia la esporulación.
Cocos:
Con la excepción de los deinococcus, todos los organismos gram positivos del dominio bacteria
forman un grupo filogenéticamente coherente. Sin embargo del estudio de las secuencias del RNA
ribosómico, emergen dos grupos principales: el subgrupo de Clostridium, que conforman los
formados de endosporas, las bacterias del ácido láctico y la mayor parte de los cocos gram
positivos (estos organismos tienen un porcentaje molar de GC bastante bajo en su DNA), y el
subgrupo de los Antinomycetes, que consiste básicamente en géneros de actinomicetes cuya
mayor parte tiene un porcentaje elevado de GC, y el género propionibacterim. Empezaremos con
los cocos gram positivos que incluyen bacterias de características fisiológicas muy distintas. No se
consideran aquí el género de Streptococcus.
Staphylococcus Aureus:
Es un organismo aerobio con un metabolismo respiratorio típico. Son catalasa positivos y esta
prueba permite diferenciarlos del Streptococcus y de algunos otros géneros de cocos gram
positivos. Los Staphylococcus pueden separarse fácilmente a partir de las pruebas de oxidación –
fermentación (O / F). Es un organismo facultativo y produce ácido a partir de glucosa, tanto
aeróbicamente como anaeróbicamente. Su composición de base del DNA también es muy distinta.
Tienen un porcentaje de GC bastante bajo. Los Staphylococcus son parásitos habituales de los
humanos y otros animales que pueden causar infecciones graves. En los humanos se conocen dos
formas principales; Staphylococcus epidermis, forma no pigmentada y no patógena, que vive en la
piel y en membranas mucosas, y Staphylococcus Aureus, una forma pigmentada amarilla que está
asociada corrientemente a situaciones patogénicas, incluyendo granos y forúnculos, neumonía,
osteomielitis, meningitis y artritis.
Levaduras:
Son hongos unicelulares y la mayoría son ascomicetos. Normalmente son células ovales o
cilíndricas y la división es habitualmente por gemación. Durante el proceso de gemación se
produce una gema que aumenta de tamaño gradualmente y se separa de la célula madre. Las
levaduras normalmente no desarrollan un micelio, sino que permanecen en estado unicelular
durante todo el ciclo de crecimiento. Sin embargo algunas pueden filamentar. Las células de
levaduras son mucho mas grandes que las bacterianas y pueden distinguirse no solo por su
tamaño sino por la presencia de elementos intracelulares tales como el núcleo. Algunas levaduras
se reproducen sexualmente mediante apareamiento "mating", originándose un zigoto y
eventualmente ascosporas .
Las levaduras normalmente prosperan en hábitats con abundante azúcar, tales como frutas, flores
e incluso las cortezas de árboles. Las levaduras más importantes desde el punto de vista comercial
son las cepas cerveceras y panaderas de la especie Saccharomices Cevericiae, que es el hongo
mejor conocido por ser fácilmente manipulable y constituir un modelo excelente para el estudio de
problemas importantes que conciernen a la biología de eucariotas.
Análisis de Resultados:
Las técnicas de tinción son muy importantes para el estudio de microorganismos inertes. Para las
técnicas de tinción se aplica un colorante simple (un solo colorante) o diferencial (dos o mas
colorantes)
Existen varios tipos de tinciones, pero las estudiadas fueron: tinción de Gram, tinción simple y
tinción de esporas.
Tinción de Gram:
Está dividido en gram positivo y gram negativo. El organismo estudiado para gram positivo fue la
Sarcina ya que manifestó una tonalidad violeta debido a que fijó en su estructura el cristal violeta
como colorante. El microorganismo estudiado para gram negativo fue, Escherichia Coli, debido a
que mostró una tonalidad rosada porque fija el colorante safranina.
Este tipo de tinción presenta un interés especial por su importancia en taxonomía bacteriana. Con
este procedimiento de tinción se constituye el punto de partida de cualquier procedimiento de
identificación de bacterias.
Tinción Simple:
Se estudiaron levaduras, en este experimento se utilizó un solo colorante que fue azul de metileno.
Se pudo observar que estas levaduras estaban contaminadas con cocos; estas células bacterianas
difieren desde el punto de vista químico de su medio externo y por eso se tiñen contrastando con
su alrededor.
Tinción de Esporas:
A pesar del minúsculo tamaño de las bacterias, con el uso correcto de las técnicas de tinción es
posible observar alguna de las estructuras internas y anexas a las células bacterianas.
Particularmente las endosporas debido a que esta cuando está formada es extremadamente
resistente a los métodos ordinarios de tinción para esto se utiliza una técnica de tinción simple
debido a que se colorea toda la célula excepto la espora, (célula vegetativa), mientras que la
espora permanece sin colorear y por lo tanto resalta a la vista. El microorganismo estudiado fue el
Bácillus Cereus .
También en tinción de gram se estudió microorganismo de Staphylococcus Aureus pero debido a
que se encontraba muy viejo, no tenía capacidad de absorber calor.
CONCLUSIÓN.
Aunque las bacterias no aparecen muy diferentes del medio que las rodea, difieren mucho
químicamente esta diferencia química es lo que permite distinguir las bacterias por tinción, pues
generalmente, el colorante reacciona con la célula bacteriana, pero no reacciona con su medio
exterior.
Debido a eso la tinción es importante para la microbiología debido a que:
1. Proporciona contraste entre el microorganismo y el medio que lo rodea, permitiendo
diferenciar varios tipos morfológicos.
2. Permite el estudio de las estructuras internas de la célula bacteriana, tales como paredes
celulares, vacuola o cuerpos celulares.
3. permite el empleo de mayores amplificaciones.
Biocorrosión
1.
2.
3.
4.
5.
Resumen
Introducción y antecedentes
Métodos de Detección y Control
Conclusiones y Perspectivas
Bibliografía
Resumen
Los microorganismos tienen la capacidad de modificar por diferentes acciones bioquímicas la
estructura fisicoquímica de la materia. Las aleaciones fueron diseñadas para tolerar la acción
microbiológica de transformación fisicoquímica. Sin embargo los microorganismos estimulados por
el ambiente pueden desestabilizar la aleación debido a los diversos mecanismos bioquímicos que
poseen para ello. El propósito de esta revisión es mostrar la importancia de los microorganismos
sobre las aleaciones y sus componentes metálicos.
Palabras clave: microorganismos, ambiente, transformaciones químicas.
I. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES
A finales del siglo XIX pioneros de la microbiología, de los conocidos cazadores de microbios;
como S. Winogradsky describió la existencia de microorganismos del suelo que usan la energía de
elementos y compuesto inorgánicos para crecer, este procariote de ambientes inorgánicos también
cambio su metabolismo para usar materia orgánica (Bolivin et al., 1990; Furussaka et al., 1991).
Las bacterias que oxidan minerales que contienen (Gaylarde y Videla) fijan CO 2 son autótrofas
como las plantas, se les conoce como quimiolitotroficos (Kearns y Little, 1994) o que come piedra,
la siguiente ecuación describe esta clase de bacterias (Alexander, 1977).
MS + 2O2 microorganismo MSO4+ H2 +S04
En donde M es un metal divalente y S el azufre elemental o formas reducidas. El producto M es un
metal oxidado y el ácido sulfúrico, la razón de que ese ambiente, el pH sea menor de 2, este es un
grupo especializado, en "acidez extrema" (Booth, 1971), además de su tolerancia al metal, que
solubiliza en este valor de pH iones metálicos son solubles y tóxicos para la vida, microbiana
(Costello, 1969; Iverson, 1987).
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Figura 1. Aspecto de la superficie de una aleación (A) normal y en ataque microbiano (B, C)
Cuando BC se sucede en la superficie de una aleación, la reacción de los elementos que la
constituya con el ambiente, resulta en un deterioro o corrosión (Lowes et al., 1993) como se
esquematiza en la figura 2, por lo anterior Winogradsky sugirió que se trabaja de un grupo
altamente especializado (Duquette, 1986).
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Figura 2. Fenómeno de corrosión causada por microorganismos.
El segundo grupo microbiano investigado, los microorganismos heterotróficos, que en ausencia de
oxigena molecular, usan formas combinados de estos elementos como los sulfatos (Sanders y
Hamilton, 1986), los nitratos (Touvinen y Mair, 1986) o los fosfatos, en consecuencia al producto de
la reducción es otro agente oxidante fuerte él: H2S responsable del deterioro localizado en la
superficie de la aleación del metal (Pintado y Moreno, 1986), en donde se ubican los
microorganismos al establecer la biopelicula (Silva et al., 1986), la ecuación que resume está
capacidad en bacteria, referida al sulfato es la siguiente (Costello, 1969).
SO=4 microorganismo H2 S + S=
En donde el anión sulfato es el compuesto inorgánico usado como aceptor final de electrones (Hill
et al., 1987), y el ácido sulfhídrico el producto fuerte corrosivo que reacciona con elementos
reducidos como el ion ferroso (Kearns y Little, 1994; Torres-Sánchez et al., 1997), común en
aleaciones y que genera pirita (sulfuro ferroso), un indicador característico de BC (Blumentals et al.,
1990), como se describe en la figura 2.
Historia de los agentes biológicos causantes de corrosión.
La BC la describió Garret al final del siglo XIX, cuando reportó la actividad de deterioro, debida a
productos microbianos como: amoniaco, nitritos y nitratos, en superficie de plomo. En 1895
Beijerinck uno de los pioneros de la microbiología de suelo, investigó la actividad corrosiva de
mezclas de cultivos microbianos sobre aceros (Costerton y Bolivin, 1989; Videla, 1989). Van Deldel
en 1903 aisló y analizó un cultivo axenico de Spirillum dessulfuricans, bacteria anaerobia reductora
de sulfatos (Dexter, 1976), asociada con la corrosión de estructuras metálicas (Duquette, 1986). En
1936 Kluyer y Van Niel identificaron Desulfovidrio desulfuricans (Characklis, 1986) otra anaeróbica
del ciclo del azufre nativa del suelo, (Coleman et al., 1993), responsable de la corrosión de
aleaciones dé acero (Videla y Salvarezza, 1984), ello se supuso la existencia de una amplia
diversidad de bacterias reductoras de sulfato, como presenta la figura 3.
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Figura 3. Actividad de bacterias anaeróbicas sobre una aleación que causa
disolución del metal derivado de la corrosión al emplear compuestos
inorgánicos como aceptores finales de electores.
Disolución del Metal
El origen de los microorganismos, actúan en transformaciones orgánicas y minerales en suelo
(Alexander, 1965; Brock y Gustafson, 1976; Furussaka et al., 1991), estos agentes biológicos son
parte de una comunidad con capacidad metabólica extraordinaria (Dexter, 1976; Inverson, 1987),
como usar elementos y compuestos orgánicos como fuente de energía ó como aceptores finales
de electrones, para la latencia, crecimiento que involucra resistencia a factores ambientales
adversos, ausencia de oxigeno molecular, en anaerobiosis. La actividad microorganismos del suelo,
permite el reciclaje de lo inorgánico a orgánico, en la conversión de materia en energía y viceversa
(Characklis, 1986; Burdige y Nelson, 1986).
Figura 4. Biofilm de bacterias reductoras de sulfatos, el sulfuro de hierro
representa el producto de su actividad corrosiva que disuelve el o los
metales de la aleación como el hierro.
Bacterias Anaerobias
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Ánodo
Las bacterias del suelo usan el ión ferroso, azufre elemental (Daumas et al., 1988) formas
reducidas (Alexander, 1977) y sulfatos (Furussaka et al., 1991). Cobre, cobalto y níquel (Kearns et
al., 1994; King, 1995) y otros elementos (Kobrin, 1993; Videla et al., 1994), esto explica tipo de
aleación severamente dañados por su actividad (Videla, 1989) cuando el ambiente es favorable;
limitada aeración (Sanders, 1986), bajo potencial redox (Characklis y Cooksey, 1983; King, 1995),
pH ácido (Ballesteros-Almanza et al., 2000), temperatura de 50C ó mayor estimula está actividad
(Belkin et al, 1986), humedad alta en la BC es critica en ambiente acuático (Chapelle y Loevley,
1992; Childers et al., 1992), la figura 4 muestra las reacciones químicas en la BC. Lo anterior
significa que la BC afecta a la infraestructura industrial: petroquímica (Hill et al., 1987; Videla, 1989),
automotriz, hidráulica (Brankevich et al., 1990; Touvinen y Mair, 1986), alimenticia (Silva et al.,
1986), eléctrica (Torres-Sánchez et al., 1997), portuaria o marina, nuclear, (Duquette, 1986) etc. las
perdidas son cuantiosas, e incluso incalculables en países en desarrollo (Pintado y Moreno, 1986).
Cuadro 1 Principales características de archeobacteriahipertermofilas
asociadas con la biocorrosión.
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Figura 5. Actividad de bacterias reductoras de sulfato sobre una superficie de aleación, las fuentes
de carbono estimulan la corrosión biológica que disuelve el metal.
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Desde finales del siglo XIX se usan métodos para detectar y prevenir la BC, con agentes químicos
(Duquette, 1986). La BC sucede sus elevadas temperaturas o ambientes externos como los que se
presentan en la tabla 1.
Biocorrosión y bioensuciamiento (biofouling)
La BC y bioensuciamiento (BE), se ilustran en la figura 6, ambos procesos dependen de una
propiedad genética microbiana para la síntesis muco polisacáridos (MPS), compuestos orgánicos
(Characklis, 1981) necesarios para que los microorganismos se adhieran a la superficie de la
aleación, que sirve para retener minerales circundantes estimulantes de la BC localizada en el sitio,
(Licina, 1988). Los MPS microbianos facilitan las reacciones de oxido-reducción (ánodo-cátodo),
entre aleación material y minerales del agua (fenómenos electroquímicos), lo que cíclica estimula la
BC (Silva et al., 1986) con mayor secreción de MPS, minerales en circulación se retienen en ese
sitio y momento, esto atrapa mayor número y variedad de microorganismos (Videla et al., 1994)
suspendidos en el agua, así la dinámica del daño por BC aumenta en el área y en profundidad.
Bajo esta condición los microorganismos inducen la formación de un bioflim o biopelicula (BP), en
donde coexisten tipos microbianos, que representan: quimiolitotróficos obligados y facultativos,
heterotróficos poco exigentes, aerobios y anaerobios, como se describe en la figura 6. Lo anterior
demuestra que para prevenir y controlar un problema de BC, en la aleación la que tiene una
condición fisicoquímica (Videla y Salvarezza, 1984), que en nada está relacionada con corrosión
química (Kearns y Little, 1994), la comprensión de esta diferencia reduce o elimina el problema o
fracaso de la estrategia de prevención (Kobrin, 1988; Touvinen y Mair, 1986). En el pasado sin
restricciones ambientales en biocidas de inhibidores de corrosión (De Beer et al., 1994), se usaron
detergentes aniónicos (Leal et al., 1994) y cataónicos (Booth, 1971; Dester, et al., 1976), metales
pesados (plomo, mercurio, zinc), metaloides: arsenatos, cromatos, etc. reduce incrustaciones de
sales minerales: tipo carbonatos y calcio con ácido sulfúrico, hoy no se usan por razón de
protección ambiental, el control del BE se recomienda con cloro y/o pentaclorofenol, así como
cuaternarios de amonio (Duquette, 1986).
Aunque la presión de las legislaciones vigente para la protección ambiental, han cambiado
drásticamente el tipo de inhibidor vigente para la protección ambiental, ha cambiado drásticamente
el tipo de inhibidor de BC, pues ya no se permiten la aplicación de cromotos debido a su toxicidad
(Burdige y Nealson, 1976; Characklis, 1981).
Desafortunadamente los nuevos tratamientos no han sido lo eficaces que se esperaba, debido a la
variedad y cantidad de microorganismo que se involucran en la BC. Además de que factores
físicos como la temperatura para evitar y control el BE (Childers, 1992; Fiala y Stetter, 1986). Lo
anterior significa que en un área esencial para evitar la BC, es la investigación sobre biocida, que
controlen el problema con eficacia, a un bajo costo, a tóxicos para humanos sin riesgo de daño
ambiental.
Figura 6. Formación de biopelicula (biofilm), que involucra la incorporación de nutrientes y
microorganismos en zonas localizadas con corrosión en una superficie de aleación.
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Interacción entre Biocorrosión y Bioensuciamiento.
La manera como el BE influye en la BC ha sido descrita claramente por Characklis como sigue
(Characklis, 1981):
1) Su impacto es dependiente del metabolismo microbiano involucrado en la BP.
2) Es dependiente de la concentración productos metabólicos liberados por los
microorganismos en la BP.
3) Depende del tipo de compuestos químicos reducidos por los microorganismos
adheridos por los MPS, en contacto con la superficie metálica (reacciones de oxido
reducción).
4) Esta regulada por la capacidad quelante de la BP, para atrapar selectivamente
iónes que influyen en la actividad biológicas el consorcio.
5) Da como resultado la reacción de al superficie metálica en el ambiente de la BP,
con cambios en la conductividad eléctrica de la zona involucrada.
6) Así el BE influye en la gravedad de la BC, ya que bloquea o disminuye la acción
de los biocidas, al neutralizarlos con la gama de compuestos microbianos
producidos por su actividad metabólica.
7) en consecuencia se reduce la efectividad de biocidas, al bajar su concentración
critica.
Previamente a la colonización de una superficie metálica por microorganismos se absorbe una BP
que atrapa las micromoleculas en la interfase metal-solución (Videla et al., 1994).
Este proceso de adsorción espontánea modifica la sensibilidad y distribución de cargas eléctricas
en la superficie metálica. (Daumas et al., 1988), lo cual contribuye a la creación de un ambiente
adecuada para la actividad microbiana.
La adsorción posterior de células microbianas y en consecuencia su actividad metabólica
básicamente sucede en esa interfase aleación-solución. Las células que producen esta interfase,
inician la colonización irregular de la superficie metálica, para establecer zonas localizadas
heterogenias (Ballesteros et al., 1995; Ballesteros-Almanza et al., 2000; Dexter, 1976), en donde
existen áreas que actúan como ánodos o cátodos sobre la superficie de metal (Videla, 1989) lo
cual permite la solubilización de minerales que en consecuencia atraen a otros tipos de
microorganismos. Esta localización no informe induce celdas de aeración diferencial, mientras que
de bajo de esas zonas los microorganismos sobreviven en anaerobiosis, ya que en la superficie la
elevada actividad respiratoria aeróbia de los microorganismos de la BP y/o en las área
circundantes causan una diferencia de potencial redox (Sanders y Hamilton, 1986), en las cuales la
concentración de oxigeno es mayor. Así tiene una zona anódica que favorece la disolución de la
aleación, simultáneamente la mayor concentración de oxígeno causa una zona de reacción
catódica (Alexander, 1965; Bolivin et al., 1990; Bryant et al., 1991) que acelera la incorporación de
iónes a la interfase y en consecuencia la BC con picaduras que crecen en área y profundidad.
El análisis "in situ" realizados en superficie metálica con microelectrodos, revelan que un medio
liquido, el consumo de oxigeno mas elevado por la BP realizada a un (Characklis, 1981; Daumas et
al., 1988; Navarrete-Bedolla et al., 1999), profundidad de tan solo 180 micrimetros de espesor.
Debajo de esta zona en ese ambiente anaeróbico, se estimula la actividad e las bacterias
reductores de sulfato (BRS), las que son capaces de proliferar, aun cuando la concentración de
oxigeno y la temperatura, en el agua circundante sea elevadas (Furussaka et al., 1991). Esto se
explica en base a la existencia de una de barrera de difusión de la BP (o de la matriz de MPS) que
apenas recientemente ha sido estudiada mediante observaciones, con el uso de un microscopio
cofocal de rayos láser (Characklis, 1986; Duquette, 1986). Con el cual se ha elaborado un modelo
de BP constituido fundamentalmente por "clusteres" o acumulos microbianos y canales de
intercomunicación, por medio de los cuales el flujo es esencial controlado por convección más que
por difusión como se muestra en la figura 6. Estos nuevos hallazgos han establecido un nuevo
concepto de BP, el cual puede ser modificado mediante la acción generalizada de ciertos biocidas
que actúan directamente sobre los microorganismos adheridos al metal (Costerton y Bolivin, 1989).
Una BP esta constituido por células microbianas que producen MPS capsulares, los que no solo
aseguran su adhesión al metal, también establecen un gradiente de densidad de las moléculas
orgánicas que constutiyen, lo cual a su vez modifican la concentración de los iónes, que como los
cloruros, que estimulan la BC, o que impiden la salida hacia la interfase de productos metabolitos
de naturaleza ácida, y con ello generan a su vez áreas con pH ácido en le internase (Elsgaard y
Jorgensen, 1992; Sanders y Hamilton, 1986) , fenómenos similares se suceden el ene suelo
cuando materia orgánica de diversas complejidad se mineralizan en el suelo (Bolivin et al., 1990) y
en el agua (Touvinen y Mair, 1986). La magnitud de estos ingredientes de pH (Costerton, 1994;
Costerton y Bolivin, 1989) es dependiente de la capacidad amortiguadores del ambiente líquido
circundante y otras variables (temperatura, oxigeno, concentración de minerales, etc) en forma
analógica a loe que se observa en el suelo durante la mineralización de carbono y nitrógeno
orgánico (Furussaka et al., 1991), o bien durante la transformación de minerales (Alexander, 1965;
Burdige y Nealson, 1986). Recientemente se publico la distribución no homogénea de una BP
sobre superficies metalizas (Videla et al., 1994) determina la resistencia a la corrosión en
aleaciones de cobre níquel expuestas a agua de mar (Videla, 1989). Estas aleaciones colonizadas
por bacterias y otros microorganismos después de periodos de exposición de agua de salada, a
pesar de sus conocidas propiedades anti-ensuciamiento. En este caso, la distribución de la BP
sobre la superficie metálica, es claramente dependiente de la composición y distribución de los
productos de corrosión en la interfase metal-solución (Touvienen y Mair 1986) y por supuestos de
la composición química de la aleación (Sanders y Hamilton, 1986). La disposición de las películas
pasivas sobre el metal, se caracterizan por una distribución estratificada que facilita su posterior
desprendimiento, causada por el moviento turbulento del agua.
En consecuencia se observa una distribución no homogénea de la BP, con un incremento de la
corrosión por aeración diferencial (Videla y Salvarezza, 1984). Estos efectos se ven facilitados en
los casos de BE por especies microbianas de mayor tamaño que las bacterias, como los
protozoarios (Costerton y Bolivin, 1989), los cuales también poseen organelos con adhesión, que
constituyen adecuadamente los MPS de las bacterias. Estos organismos son luego desprendidos
por el efecto de corte del flujo líquido (Dexter, 1976), dejando áreas descubiertas de metal
expuestas y sensibilizadas a la acción corrosiva del agua del mar. Los microorganismos que
forman consorcios o comunidades mixtas en el espesor de las BP que producen efectos sinérgicos,
que no son causados por especies microbianas individuales (Brankevich et al., 1990). Por ejemplo
la coexistencia de especies aeróbicas y anaeróbicas sobre la superficie de acero al carbono,
permite que bacterias capaces de reducir los compuestos férricos (insolubles) a ferrosos (solubles)
causen la disolución de capas de pasivamente del hierro (Brock y Gustafson, 1976; King, 1995)
constituidas predominantemente por óxidos e hidróxidos férricos (Videla et al., 1994). De esta
manera se facilita el acceso a al superficie metálica de los sulfatos y otros productos corrosivos
generados por las BRS anaeróbicas (Kearns y Little, 1994), que conforman consorcios microbianos
en el espesor de la BP como se ilustra en la figura 6.
El impacto de los metabolitos extractados por los microorganismos sobre la reacción de corrosión
se ven intensificados en las zonas de contacto entre microorganismos y la superficie metálica
(Daumas et al., 1988). Por ejemplo, los metabolitos ácidos que inducen la corrosión localizadas de
las aleaciones de aluminio de uso aeronáutico, por la actividad fúngica que contamina los turbo
combustible (Videla, 1989), en esos casos, ocurre la preferencia en el lugar donde el micelio se fija
en el metal como sucede cuando los microorganismos mineralizan metería orgánica y distribuyen a
la formación de agregados en el suelo (Characklis, 1981). Esta adhesión se producen en zonas
donde coexisten tres fases: agua, combustión y metal en condiciones adecuadas para inducir la
BC. El ataque biológico, reproducen el contorno del micelio fúngico y causa una disolución
preferencial de os componentes minerales o metálicos de la aleación, en las zonas de fijación, en
consecuencia picaduras serán observadas posteriormente (Videla, 1992).
II. MÉTODOS DE DETECCIÓN Y CONTROL DE LA BIOCORROSIÓN.
La inevitable presencia y posterior actividad de los microorganismos en el agua de alimentación
causa BE ya sea en agua de pozo de rió, estatuario o marina (Inverson, 1987). El resultado del BE,
es función de la carga microbiana y de las características operacionales del sistema (velocidad de
flujo, temperatura, diseño estructural), por ello la secuencia de los procesos correspondientes a su
establecimiento y en consecuencia de los problemas de corrosión (Touvinen y Mair, 1986).
Generalmente los tratamientos químico implementados en a industria, no contemplan las
interacciones entra los depósitos biológicos e inorgánicos, ni la compatibilidad entre un tratamiento
inhibidor de corrosión y un biocida de aplicación simultanea (Kobrin, 1993).
Las medidas para eliminar el BE, coinciden con el control de los depósitos orgánicos, aunque
generalmente son estrategias que deben adecuarse al problema (Kearns y Little, 1994). El registro
del sistema debe incluir variable métodos que permitan medir el proceso dela BC y el BE. El
método mas frecuente utilizado en el control de BE es por clorinación periódica o continua del agua
de alimentación, para matar los microorganismos de la BP y solubilizar parcialmente el MPE (De
Beer et al., 1994), que cohesiona los componentes dela BP. En ciertos sistemas la cloración no se
emplea por razones de incompatibilidad química y ambiental. Lo cual ha llevado a implementar
tratamiento biocidas y dispersantes de concepción mas moderna con especula énfasis en la
preservación del ambiente (Leal et al., 1994). En investigaciones recientes se ha comprobado que
la concentración de cloro en el interior de la BP, con solo alcanza a los estratos mas superficiales
(De Beer et al., 1994) y se limitan a una concentración efectiva que representa solo el 20% del
nivel del cloro en la fase liquida. Estas limitaciones en el uso del cloro en los ultimo años, ha
concentrado la atención en otros biocidas alternativos de mejor compatibilidad con el ambiente
(Leal et al., 1994). Entre ellos, el ozono es un biocida prometedor. La calidad de un biocida se
evalúa en función de que no se pierda rápidamente se máxima actividad contra los
microorganismos de una BP, responsables de la corrosión, periodo breve, por ello se considera
que los mejores biocidas, deben tener propiedades pasavantes (protección), sobre ciertos metales
y relaciones comunes en la industria e incluso acción antiincrustante, para evitar la acumulación de
nutrientes que atraen a los causantes de BC (Kobrin, 1993). En los últimos años el interés por el
ozono como biocida en el sistema de enfriamiento, ha aumentado y numerosos reportes, así u
factibilidad económica ha sido recomienda por NACE.
Identificación de la BC.
Aspecto superficial de la aleación.
Una de las formas de identificar la BC es la inspección microscópica de la muestra (Cragnolino,
1983).Varios tipos de cambios en la superficie del metal puede ser atribuidos a la presencia de
microorganismos: depósito característicos, blandos y/o mucilaginosos (Dester et al., 1991)
tubérculos o excrecencias del matal (Cragnolino, 1983; Kearns y Little, 1994) que contiene
microorganismos vivos y perforaciones en las superficie de aleación de acero inoxidable
(Ballesteros et al., 1995; Ballesteros-Almanza et al., 2000) acero ala carbón aleaciones de cobre
(Cragnolino, 1983), en general distribuidos irregularmente, pequeños orificios con cavidades
formadas por debajo de la superficie (Daumas et al., 1988). Estas estructuras son frecuentes en el
acero inoxidable por la actividad de bacterias del genero Gallionella (Belkin et al, 1986; Belkin et al,
1986). Estrías brillantes, visibles después de la remoción de depósitos (Rossmoore y Rossmoore.
1993). El aspecto de los depósitos pueden indicar cuales son los microorganismos participantes:
fibroso; hongos filamentosos (Hill et al., 1987) negro: bacterias reductoras de sulfato (Daumas et al.,
1988) naranja o castaño: bacterias oxidantes de hierro como Gallionella spp,(King, 1995), mientras
que las bacterias oxidantes de azufre con el genero Thiobacillus spp, grupo conocido que produce
cambios en el material de color amarrillo, debido a la liberación de ácido sulfurillo que causan la
oxidación (corrosión del metal), o bien el color marrón del material capsular (mucopolisacáridos),
producidos por los microorganismos para adherirse y atrapar nutrientes, lo cual le da un aspecto
viscoso, de las bacteria formadores de limo. Sin embargo esto es lo principio el análisis
microbiológico, es fundamental para confirmar que la causa tiene origen biológico. Todo lo anterior
esta resumido de manera sencilla en el cuadro 2, lo cual permite realizar un diagnostico rápido de
la BC (Childers et al., 1992).
Dinámica de la biocorrosión.
Es preciso identificar y enumerar los microorganismos causantes de la corrosión. Así como:
bacterias aeróbicas totales, bacterias anaeróbicas, hongos, que son indicadoras de la gravedad del
problema (Sanders y Hamilton, 1986). Los microorganismos suspendidos en la fase planctónica
causan el deterioro de la superficie metálica, por la producción de metabolito corrosivos o
indirectamente por el consumo de los inhibidores de la corrosión (Duquette, 1986; Gaylarde). La
corrosión generalizada es una forma frecuente de corrosión de los metales atacados por los
microorganismos adheridos a la superficie de la BP causan corrosión localizada en general mas
severa (Videla, 1989).
Se observa puntiforme, estrías o áreas brillantez en el metal, acuerdo con la localización y el tipo
de depósito. La detección de los microorganismos se realiza mediante muestreos, de los depósitos
de frase acuosa como se ha señalado en los cuadros 2 y 3 (Blumentals et al., 1990; Kearns y Lettle,
1994). Por ello existen laboratorios especializados en análisis de muestras, para detectar la BC en
base en diferentes aspectos biológicos del deterioro de materiales, se han desarrollado
recientemente métodos como los empleados en biología molecular (Belkin et al., 1986; Fiala y
Stetter, 1986) a los métodos eléctricos (Dester et al., 1991) y aquellos que se usan como indicación
de la BC su actividad metabólica: consumo de oxigeno, y producción de CO2, cinéticamente
enzimático. El análisis de los depósitos pueden indicar el tipo de microorganismo de actividad:
compuestos de azufre reducido (Sanders y Hamilton, 1986). Azufre oxidado, bacterias
quimiolitotroficas del azufre (Alexander, 1995; Childers et al., 1992). Óxidos de hierro por bacterias
quimiolitotroficas de este elemento (Brock y Gustafson, 1976). Las técnicas empleadas son
métodos de rutina en química analítica y varían desde el microanálisis a la espectrometría de masa.
El análisis microbiológico consta de dos partes (Kearns y Little, 1994): i) determinación de
microorganismos totales como la principal herramienta son los métodos ópticos o inmunológicos. ii)
detección, enumeración e investigación de microorganismos especifico como se presentan en los
cuadros 2 y 4. Por ello de manera convencional se han señalado básicamente tres métodos de
detección de la BC: i) enumeración directa total: de célula viables, activas y latentes incluyen las
muertas ii) células visibles (que se reproducen) en este caso se utiliza el crecimiento de las células
en medios de cultivos generales y/o selectivos y iii) la actividad celular (que no necesariamente es
su cultivo artificial).
Cuadro 2. Técnicas pruebas de laboratorio para el diagnóstico de la corrosión causada por
microorganismos.
Test
Organismos
detectados
Plaqueo
Bacterias y
hongos
Base de
detección
Detec.
Uso
Rapidez Sensibilidad Costo
en
anaeróbica campo
Crecimiento
en medios
sólidos
+
-
-
-
M
Crecimiento
-
+
-
-
M
Vivos
"Dip slides"
Bacterias y
hongos
Vivos
NMP
Organismos
vivos
Crecimiento
en medios
líquidos
+
+
-
-
B
Quimi-
Organismos
vivos
Evaluación
de ATP
+
+
+
+
A
Org.
Especificos
inmunológico +
-
+
+
A
Luminiscencia
ELISA
Vivos y
(moléculas
superf)
muertos
Inmuno-
Org.
Especificos
-
+
+
M/A
+
+
-
A
(moléculas
Fluorescencia
Hidrogenasa
Inmunológico +
Vivos y
muertos
Superf.)
Org. Activos
Actividad
+
(hidrogenasa Enzimatica
posit)
B= bajo M= medio A= alto
ATP = Trifosfato de adenosina (compuesto de transferencia de energia de las células). ELISA
ensayo inmunoenzimatico (Manual práctico de biocorrosión y biofoulling para la industria, 1995).
Aquí se considera a acción de una enzima, o la liberación de un producto especifico del
metabolismo de los microorganismos involucrados, cultivarlos. Por ello las enzimas como sustrato
para su transformación.
Cuadro 3. Pruebas básicas para el diagnostico sencillo, rápido y
eficaz de biocorrosión en diversos ambientes.
Parámetro
Inmunología
Vivas
Activas
Microscopía
Facilidad
+
0
-
+
Rapidez
+
+
-
+
Aparato completo
+
-
+
0
Personal entrenado
-
-
-
0
Sensibilidad
+
+
-
0
Biofilms in situ
+
+
-
+
-finos
-
-
-
+
-densos
+
-
0
0
Costo
+ = ventaja - = desventaja 0 = normal
(Manual práctico de biocorrosión y biofoulling para la industria, 1995).
De tal forma que la codificación geneática de ciertas enzimas en bacterias relacionadas
directamente con la corrosión, ha permitido la elaboración de "Kits" que facilitan la rápida detección
de los microorganismos ejemplo de ello, se presenta en la tabla 1. Kit hidrogenaza Rapidchek MR.
El Kit hidrogenasa se basa en la determinación de la actividad de la hodrogenasa (Bolivin, 1990;
Bryant et al., 1991; Burdige y Nelson, 1986), enzima del metabolismo del Hidrógeno en un amplio
numero de bacterias anaeróbicas como: Desulfovidrio, Desulfotomaculum, Clostridium, en la BC.
Esta enzima cataliza la reducción H2---------2H+ +2 e- oxida el hidrógeno que proviene de la acción
catódica y es detectado por un indicador del potencial redox (Kearns y Little, 1994; King, 1995),
aunque un aspecto importante que debe considerarse son las condiciones a las cuales muestran
deben someterse para el diagnostico de la BC como se muestra en el cuadro 5.
Cuadro 4. Pruebas comerciales para el diagnostico de biocorrosión en general..
Nombre
comercial
Principio
Fabricante
Sanicheck MR
Crecimiento y producción de H2S en
medio sólido
Biosan Laboratories Inc.,
Warren. MI, USA
ELISA para detención de la enzimaAPS
RapidcheckMR
HydrogenaseMR
Strategic Dianostic Inc.,
Detección de la enzima hidrogenasa por
reaccion colorimetrica
Newark,DE, USA
Crecimiento y producción
Caproco International Inc.,
De H2S
Conroe, TX, USA
BTI-SRBMR
Bioindustrial Technologies
Inc., Georgetown, TX, USA
(Manual práctico de biocorrosión y biofoulling para la industria, 1995).
La utilización del sulfato por las BRS, requieren la actividad de la enzima repara la reducción del
sulfato a sulfito, una reductasa de fosfo-sulfonato de adenosina. Está enzima existe en todas las
BRS y se detectan por métodos inmunológicos con el Kit Rapidcheck. La actividad de la enzima se
demuestra por cambio de color, un indicador.
Cuadro 5. Métodos de dispersión de muestras para detectar biocorrosión.
Diluyentes
Agua destilada
Soluciones fisiológicas de cloruro de sodio
Soluciones templo de pH adecuada
Agua de mar artificial
Medio nutritivo
Aditivos
Agente Redox (por ej. Ascorbato, para el aislamiento de bacterias anaeróbicas).
Agentes tensioactivo (por ej. Tween 20, para remover celular de muestras particuladas).
Métodos de dispersión
Agitación manual
Agitación eléctrica (agitador tipo Vortex)
Homogenizador eléctrico para muestras sólidas.
Ultrasonido de baja frecuencia
(Manual práctico de biocorrosión y biofoulling para la industria, 1995).
Prevención y control de biocorrosión y bioensuciamiento.
La regla para prevenir y control la BC y BE en los sistemas industriales es mantener limpio el
sistema: Una planta industrial por ejemplo puede sufrir diversos problemas. Los mas frecuentes: i)
sistema de enfriamiento industrial (de recirculación abierto o cerrado), ii) líneas de inyección de
agua, iii) tanques de almacenamiento, iv) sistemas de tratamiento de aguas negras, v) sistemas de
filtración, vi) tuberías de uso diverso, vii) membranas de ósmosis reversa, viii) sistema de
distribución de agua potable, etc. Como en la mayoría de los sistemas industriales los depósitos de
BE están relacionados por diversos tipos de ensuciamiento abiótico, para su prevención y control
se debe considerar no solo la actividad y crecimiento microbiano, sino también las condiciones
fisicoquímicas de la interfase metal-solución, y las relaciones químicas en el fluido circudantes. En
la prevención control de la BC y BE en sistemas industriales, es primordial, un adecuado
seguimiento de las condicione de operación del sistema. Por ello una variación de las variables de
origen biológico e inorgánico de la BC.
Métodos usados para prevenir y controlar la BC:
Limpieza
Se considera que la limpieza en general esta originada a la remoción de depósitos en la superficie
metálica de un sistema, en base a dos criterios:
-Incrustaciones (depósitos o scaling)
-Sedimentos o limo (slime).
Aunque los sistemas mas empleados para prevenir la BC considera mas el aspecto electroquímico
del proceso microbiológico. Los métodos convencionales, como las cubiertas protectoras o la
protección catódica, son comunes. La eliminación de microorganismos causantes es difícil en
suelos o sistemas abiertos, mientras que en taques o sistemas cerrados la eliminación es más
sencilla con bactericidas. Desde el punto de vista microbiológico, se puede atacar el problema en
dos aspectos fundamentales.
a. Destruyen o inhiben crecimiento y/o actividad metabolismo de los microorganismos con
agentes bacteriostáticos y bactericidas.
b. Modificando las características biológicas (aeración para inhibir las bacterias anaeróbicas,
pH fuera del adecuado para el crecimiento, etc).
En el caso de los agentes bacteriostáticos y bactericidas deben reunirse ciertos requisitos:
1) especificidad sobre la clase de BC. 2) capacidad para mantener su acción inhibitoria frente a
otras sustancias en similares condiciones de temperatura, pH, sin inducir resistencia. 3) no causar
corrosión en el sistema donde se aplica.
En el caso de las BRS los cromatos se emplearon con éxito par evitar la CCM así como las sales
cuaternarias de amonio y el naranja de acridina, de igual manera los clorofenoles, poliamidas y
otros.
En los tanques de aviación, el etilenglicol monometileter (EGME), compuestos orgánicos de Boro
son efectivos.
La otra manera de disminuir el efecto de la BC es: a) eliminación de las fuentes de azufre para los
tiobacilos, b) cambios en la concentración de oxigeno, en el caso delas bacterias anaeróbicas la
anaeróbicas la aeración puede ser efectiva y economía, la forma de conseguirlo, puede ser desde
la aeración forzada (en tanques y aguas estancadas) , hasta el diseño de estructuras de grava con
drenaje y aeración para el lecho de redes de cañería en suelo bajos, c) el pH influye en el
crecimiento máximo de cada especie bacteriana. Un pH igual o menor que 5 inhibe el crecimiento
de BRS, pero es muy corrosivo. Las condiciones de ligera alcalinidad pueden ser más útiles en el
hierro y acero, mediante la aplicación de carbonato de calcio o cal (Videla y Charcklis, 1992).
Otros métodos empleados con frecuencias son las cubiertas protectora, una capa que se separa o
aísla el metal o la aleación del ambiente corrosivo. Este método es indicado el caso de que nos
sea la aplicación de bactericidas (en sistemas abiertos como las cañerías).
Debe ser un tipo de cubierta que nos sea atacada por bacterias, b) no debe sufrir proceso
degradativo que causa la liberación de sustancias corrosivas (Torres-Sánchez et al., 1997).
La brea y el asfalto son convenientes para tuberías enterradas. Así las camisas de polietileno como
capas protectoras en cañerías, siempre es necesaria una adherencia de la cubierta protectora al
metal, que impida la humedad. Las cubiertas protectoras también pueden ser naturales, como la
detectada en piezas arqueológicas del tipo fino, compacta llamada vivianita o fosfato de ferroso
básico que inhibe anodinamente el proceso de BC. Finalmente la protección catódica, así se ha
sugerido que el ion ferrosos con un potencial de –100mV por debajo de 850mV (vs. electrodo de
Cu/CuSo4) necesaria para proteger el acero en condiciones normales (Sanders y Hamilton, 1986;
Touvinen y Mair, 1986; Videla, 1989; Videla y Salvarezza, 1984).
III. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS
La colonización microbiana de metales y aleaciones de uso industria a través de la formación e
biopeliculas (compuestas por células sésiles, MPS y agua) modifican drásticamente de la
respuestas de los materiales a la BC. Estos cambios se deben a modificaciones de sitio localizados
del tipo y concentración de iones, pH y niveles de oxigeno, así como la introducción de barreras al
transporte de especies químicas desde y hacia la interfase metal/solución. Se produce así un
cambio en la composición y estructura de los productos de corrosión y películas pasivantes. Así
como de las variable electroquímicas utilizadas en el seguimiento de la BC.
El uso de técnicas adecuadas de muestreo y seguimiento complementario por métodos
microbiológicos y electroquímicos de campo y laboratorio, es necesario para entender los efectos
derivados de la actividad microbiana y el papel de las biopeliculas en proceso de la BC. Por tanto
se considera, que esta evaluación debe realizarse en cada sistema manera individual.
Principalmente por que hoy las leyes que regulan 1a calidad ambiental, son cada vez más
exigentes y restrictivas. El registro de nuevos biocidas y su instalación demanda el estar sujeto a
reglamentación. Cuanto más se conozca sobre el efecto de biocidas y de otros agentes para el
control de bioensuciamiento y biopeliculas. Aunque para prevenir la BC deben agotarse las
alternativas no contaminantes: como la eliminación de fuentes de nutrientes del consorcio que BC
provenientes de productos orgánicos así como la utilización de biocidas no contaminantes como el
ozono, antes de emplear sustancias tóxicas que afectan negativamente el ambiente..
Metabolismo
Indice
1. Concepto Etimológico.
2. Fases del metabolismo.
3. La selección natural
4. Bioelementos
5. Flujo y conversión de energía y materia
6. Principios básicos sobre ecosistemas
7. Material Complementario. Matriz Extracelular.
8. Membrana basal
9. La respiración celular
10. El intercambio de gases
11. Glicosaminoglicanos
12. Histología I
1. Concepto Etimológico.
El origen de la palabra metabolismo viene de la voz griega metabolé que quiere decir cambio,
transformación.
Concepto.Para muchos organismos, incluyendo al hombre la materia y la energía son suministradas por
ciertas sustancias orgánicas como carbohidratos, proteínas, grasas, que sufren algunas
transformaciones para ayudar a los organismos a cumplir sus funciones vitales.
A estas transformaciones se les denomina como metabolismo por lo tanto, metabolismo se podría
definir como el conjunto de cambio de sustancias y transformaciones de energía que tiene lugar en
los seres vivos.
2. Fases del metabolismo.El mantenimiento de la vida requiere de un cambio continuo de sustancias y una constante
transformación de la energía, para que ocurran estos cambios se deben cumplir tres fases que son
las siguientes:
1. - Absorción.Es la fase donde penetran en el protoplasma las sustancias químicas y la energía que
procede del medio ambiente. Ç
La energía puede penetrar en la célula:
bajo forma de energía radiante (calor, luz electricidad, etc.)
La absorción de la materia consiste en la penetración de especies químicas a través de la
membrana plasmática. Esto implica que todo lo que absorbe el protoplasma debe hallarse
en solución sean, sólidas, líquidas o gaseosas.
2. - Transformación.La fase de transformación abarca todos los actos por los que el protoplasma transforma las
especies químicas y la energía absorbidas.
Comprende especialmente:
a) La secreción.- Consiste en que el protoplasma produzca compuestos (enzimas o fermentos) que
intervienen en las transformaciones.
b) La digestión.- Consiste en hacer solubles las sustancias absorbidas que las pone en condiciones
de entrar en reacción con formación de otras sustancias químicas.
c) La asimilación.- Consiste en que el protoplasma se transforme en algunos de sus componentes
propios.
d) La desasimilación.- Consiste en que en el protoplasma se desintegra parte de sus componentes
o de sus reservas, de los que resultan los compuestos y la energía que interviene en la asimilación.
3. - Excreción.Consiste en la eliminación de las especies químicas que no sé incorporados al protoplasma o se
dispersa energía (calor, luz).
La absorción, transformación y excreción que constantemente se produce en los organismos vivos
dan un crecimiento de la materia y de la energía (anabolismo) o de un decrecimiento o pérdida de
materia y energía (catabolismo)
3. La selección natural
Thomas Malthus había publicado en 1798 su Ensayo sobre el principio de la población, obra que
inspiró profundamente el pensamiento de Darwin. Malthus había teorizado que en un mundo
poblado de organismos que se reprodujesen abundantemente, era matemáticamente inevitable
que más tarde o más temprano la población resultara desproporcionada frente a los recursos
disponibles. En ese momento, muchos organismos deberían morir sin haber podido reproducirse.
Darwin agregó dos puntos adicionales a este atisbo lógico de Malthus. El primero fue que si
hubiere variaciones significativas, aunque fueren pequeñas –en una población– cualquier ventaja
relativa en algunos individuos sesgaría la reproducción en su favor en el momento en que
comenzara la escasez de alimentos o de espacio. El segundo es consecuencia del primero: las
diferencias tenderían a magnificarse con el tiempo, con la consiguiente deriva de la población hacia
los tipos que tuvieren las diferencias ventajosas. Como lo expresó en su obra, "si más individuos
nacen que los que pueden sobrevivir, un grano de arena en la balanza bastará para determinar
cuál individuo vivirá y cuál morirá, cuál variedad o especie aumentará en números y cuál decrecerá
o finalmente llegará a extinguirse" (DARWIN 59). Gracias a la importancia que en ella tiene la
variación, la selección natural debe ser considerada un proceso en dos etapas: la producción de
variedad abundante entre los individuos de la especie, seguida por la eliminación de los individuos
que no cumplen con los constreñimientos del ambiente en el momento dado. Es fácil ver la
coincidencia de este proceso con el método generate and test, de amplia aplicación en los
algoritmos de inteligencia artificial(d), tanto como en la estrategia del research and development que
aplican las grandes industrias contemporáneas, por ejemplo las compañías farmacéuticas, para el
diseño de nuevos productos(e).
El extraordinario logro de la selección natural como principio explicatorio es que hace innecesaria
la invocación de "causas finales" o fuerzas teleológicas (1): nada está prescrito como propósito a
alcanzar, todo depende de la acción de causas mecánicas que pueden actuar de un modo en un
momento dado y operar distinto en el siguiente, de acuerdo a las leyes naturales y según las
circunstancias(2).
"La supervivencia del más apto... del más apto ¿para qué? ¿En qué consiste el ser el más apto? Pues se
trata de los más aptos para sobrevivir. No es lo importante la complejidad, o la fuerza, o la inteligencia sino
sólo en tanto y en cuanto aumente la probabilidad de supervivencia. Por tanto se refiere a los más
aptos para sobrevivir. Por tanto, la supervivencia del más apto significa la supervivencia del más apto para
sobrevivir. Es decir, sobreviven los que sobreviven. ¡Una pura tautología!"
La teoría de la selección natural no es tautológica, aunque ha habido filósofos de la ciencia, incluido el
gran Karl Popper, que llegaron a esa conclusión.
Se trata de un malentendido que fue resuelto y aclarado satisfactoriamente hace tiempo, aunque dicha
resolución no ha sido lo suficientemente divulgada, y por ello la polémica resurge de vez en cuando, sobre
todo en círculos ajenos a la biología evolutiva (desde científicos físicos hasta fanáticos creacionistas)
¿Por qué no es tautológica la teoría de la selección natural? Porque la aptitud y la eficacia biológica son
conceptos diferentes; la teoría sostiene que están correlacionados pero no define el segundo a partir del
primero. Vamos a verlo.
a) Selección natural
En primer lugar recomiendo que nos olvidemos de expresiones de la época de Darwin tales como
"preservación de las razas favorecidas" o incluso "supervivencia del más apto". Las cosas en biología
evolutiva han cambiado, y esas expresiones más que aclarar las cosas suelen provocar confusiones.
La selección natural puede definirse como la contribución diferencial de los individuos de una población a
la siguiente generación. Es decir, cuando unos individuos aportan más descendientes que otros, existe
selección natural. El concepto, como veis, se traslada de la supervivencia a la reproducción.
Bioelementos: Bioelementos Primarios: C, H, O, N
También denominados Bioelementos Principales, son los elementos mayoritarios de la materia viva,
constituyendo el 95% de la masa total de todos los seres vivientes.
Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes:
1.- Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones
2.- El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formando
enlaces dobles y triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico
3.- Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos
enlaces son muy estables.
4.- A causa de la configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, los diferentes tipos de
moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes.
4. Bioelementos
Los elementos de la vida Todos los seres vivos están constituidos, cualitativa y cuantitativamente
por los mismos elementos químicos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre,
sólo unos 25 son componentes de los seres vivos . Esto confirma la idea de que la vida se ha
desarrollado sobre unos elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas
idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos.
Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman
parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres
categorías:
1-Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N
Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total.
Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes:
1.Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones
2-El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formando
enlaces dobles y triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico
3- Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos
enlaces son muy estables.
A causa configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, los diferentes tipos de moléculas
orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes .
Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica.
Colombia Médica 1994; 25: 61-65
La energía adquirida por las células se conserva en ellas para ser utilizada principalmente cuando
se requiera en forma de adenosín trifosfato (ATP). Tanto si proviene de la luz solar o de la
oxidación de compuestos orgánicos, se invierte en la formación de ATP, en una proporción muy
alta. El ATP es entonces el "fluido energético" que pondrá en marcha las demás funciones de la
célula.
Todos los seres vivos necesitan un aporte continuo de materia y energía, aunque existen grandes
diferencias en la forma de obtenerlas y de su utilización. Los vegetales son seres autótrofos,
utilizan la energía solar como fuente de energía y como materia usan el agua, el dióxido de
carbono (CO2) y los iones orgánicos. En la fotosíntesis los cloroplastos captan la energía solar y
tienen la maquinaria para convertirla en energía química (ATP); además extraen los iones de
hidrógeno del agua para convertirlos en equivalentes de reducción (NADPH + H). Como producto
de esta reacción se libera oxígeno molecular.
Con el ATP, los NAPDH + H y el CO2 en un proceso cíclico forman la glucosa y a partir de esta,
con fuentes inorgánicas de nitrógeno, los vegetales tiene la capacidad de sintetizar todas las
biomoléculas orgánicas (azúcares, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).
El hombre y los animales, seres heterótrofos utilizan como fuente de energía y materia las
biomoléculas sintetizadas por los vegetales, ingeridas en los alimentos directamente. Las
biomoléculas ingeridas por el hombre se degradan metabólicamente hasta convertirse en CO2 y
H2O, y derivados nitrogenados, que liberan energía química (ATP). Esta energía se utiliza para la
realización de trabajo y la síntesis proteica.
La materia sufre una serie de transformaciones cíclicas, pues pasa de los vegetales al hombre y de
estos a través del suelo y la atmósfera de nuevo a los primeros. El flujo de energía solar es
unidireccional: se inicia como energía solar y se degrada como energía térmica (calor) pero sin
destruirse1.
El conjunto de intercambios y transformaciones de materia y energía que tiene lugar en el ser vivo
recibe el nombre de metabolismo. La oxidación de las moléculas complejas, con eliminación de
productos de desecho y liberación de energía, se llama catabolismo; y la biosíntesis de sustancia
propia a partir de moléculas sencillas, con gasto de energía, se denomina anabolismo.
Los alimentos ingeridos en la dieta son macromoléculas de almidón, proteínas y triglicéridos que
en la digestión se hidrolizan a monómeros, como monosacáridos, aminoácidos, ácidos grasos y
glicerol. Estos monómeros en las células se absorben y se incorporan o entran para ser oxidados
con producción de energía o se derivan a la biosíntesis de nuevo material celular con consumo de
energía.
Una vez que se absorbe la glucosa en el hígado, se fosforila y se almacena en forma de glucógeno
o se metaboliza y entra en la vía glucolítica, para convertirse en dos moléculas de piruvato y éste
en lactato sin que haya necesidad de oxígeno. Pero, en condiciones aeróbicas el piruvato se
convierte en acetil CoA que entra al ciclo de Krebs
5. Flujo y conversión de energía y materia
En los sistemas biológicos se parte desde lo que puede ser el organismo (el individuo) hasta la
biosfera (nuestro planeta) y entre todos estos sistemas biológicos hay un flujo de energía y
conversión de materia, estos conceptos se basan en el principio biológico de lo que es la energía
(como los seres vivos obtienen la energía) por lo que se requiere tener algunos conceptos claros:
Metabolismo Celular
Son todas las reacciones químicas que suceden al interior de las células de un organismo, por esto
se habla que existe un metabolismo celular permanente en todos los seres vivos, una continua
reacción química en ellos y existen dos tipos de reacciones químicas (ambas reacciones suceden
en las células):
1. - Catabolismo: Su función es reducir, es decir de una sustancia o molécula compleja hacer una
más simple, rompiéndola o degradándola.
2. - Anabolismo: Es cuando de una sustancia simple se forma una más compleja, es decir se
realiza una síntesis.
* Para que éstas reacciones puedan acontecer se requiere de algunos elementos o sustancias que
son las moléculas simples o complejas.
Dentro de la naturaleza una reacción catabólica por excelencia es la respiración celular y una
reacción anabólica por excelencia es la fotosíntesis, es decir de formación o síntesis de moléculas.
En nuestro organismo una de las principales reacciones paras que se produzca o genere energía
son las reacciones catabólicas, porque a partir de éstas nosotros utilizamos los nutrientes que son
consumidos en la alimentación, es decir son los que nosotros adquirimos a través de la
alimentación y estos nutrientes son los que nos aportan la energía, es decir al rompimiento de las
moléculas complejas, que son los nutrientes, como resultado nos libera energía, o sea el enlace
que se rompe en esas moléculas libera energía y esta energía es la que los organismos requieren.
En cambio las reacciones anabólicas en nuestro organismo necesitan de energía, por ejemplo si
nosotros requerimos elaborar algunas proteínas, que es necesario muchas veces, ya que no
podemos adquirirlas todas a través de la alimentación, vamos a tener que tomar la energía que
mantenemos en nuestro organismo y producir enlaces para que se produzcan moléculas más
complejas, por lo tanto ambas reacciones son muy importantes, se podría decir que son casi
simultáneas en cuanto a tiempo, es decir así como se están produciendo reacciones catabólicas al
mismo tiempo se están produciendo reacciones anabólicas. Dentro de las moléculas que están
participando acá, en cuanto a moléculas altamente energéticas son dos (moléculas que se llaman
nutrientes, que son las más energéticas de lo que nosotros consumimos a través de la
alimentación):
1.- Lípidos: Son los que nosotros conocemos como las grasas.
2.- Glúcidos: Son los que nosotros conocemos comúnmente como los hidratos de carbono o
carbohidratos, pero el término químico es glúcidos.
*Estas dos moléculas son las más energéticas que nosotros consumimos en la alimentación, pero
las más útiles para esa energía que nosotros requerimos para el trabajo constante son los glúcidos.
Si lo vemos en términos moleculares los lípidos son mucho más energéticos que los glúcidos, es
decir tienen más energía en sus enlaces, pero en nuestro organismo lo que más nos sirve, los que
son más eficientes energéticamente son los glúcidos, porque la energía de los lípidos se almacena,
ésta energía no se utiliza inmediatamente sino que se almacena en lo que son las células
denominadas adipositos, las que formas el tejido graso. En cambio la energía que se obtiene a
través de los glúcidos es la que se ocupa inmediatamente y dentro de las moléculas de glúcidos
más importantes están los polisacáridos, como es la glucosa, ésta es un glúcido que lo obtenemos
a través de la alimentación y es el principal hidrato de carbono o carbohidrato que a nosotros nos
da a suministrar energía.
6. Principios básicos sobre ecosistemas
Ecosistema
Los organismos vivos y su ambiente inerte están inseparablemente ligados y actúan
recíprocamente entre sí. Cualquier unidad que incluya la totalidad de los organismos (es decir, la
comunidad) de un área determinada que actúan, en reciprocidad con el medio físico de modo que
una corriente de energía conduzca a una estructura trófica, una diversidad biótica y a ciclos
materiales (es decir, intercambios de materiales entre las partes vivas y las inertes) claramente
definidos dentro del sistema, es un sistema ecológico o ecosistema. Desde un punto de vista
trófico, el ecosistema tienen dos componentes: - un componente autotrófico, en el que predominan
la fijación de energía de la luz solar, el empleo de sustancias inorgánicas simples, y la construcción
de sustancias complejas, y - un componente heterotrófico, en el que predominan el empleo, la
readaptación y la descomposición de materiales complejos. Desde un punto de vista descriptivo
podemos considerar los siguientes elementos: Componentes Abióticos 1- Sustancias inorgánicas, que intervienen en los ciclos materiales 2- Sustancias orgánicas, que enlazan lo biótico y lo abiótico 3- Régimen climático, como temperatura y otros factores Componentes Bióticos 4- Productores, organismos autotróficos, como plantas verdes
-5- Consumidores, (macroconsumidores) organismos heterotróficos, como animales 6- Desintegradores, (microconsumidores, saprofitos) organismos heterotróficos como bacterias y
hongos, que desintegran los compuestos complejos, absorben algunos de los productos de
descomposición y liberan al medio sustancias simples susceptibles de ser utilizadas por los
productores
Organización ecológica
Un ecosistema autosuficiente contiene tres tipos de organismos: productores, consumidores y
desintegradores, y tiene un ambiente físico adecuado para su supervivencia. Los productores, o
autótrofos, son las algas, plantas y ciertas bacterias, capaces de producir su propio alimento a
partir de materias primas simples. La mayoría de esos organismos utilizan la luz del Sol como
fuente de energía para formar sus alimentos por fotosíntesis. Durante ese proceso, con la energía
solar se sintetizan moléculas orgánicas complejas a partir de dióxido de carbono y agua. La
energía lumínica es transformada en energía química, la cual se almacena dentro de los enlaces
químicos de las moléculas alimenticias así producidas. El oxígeno, que no sólo es necesario para
las células vegetales sino también para la mayoría de los otros organismos, es liberado como uno
de los productos secundarios de la fotosíntesis.
Significado de la matriz extracelular (sustancia fundamental)
La vida de un organismo pluricelular evolucionado está estrechamente relacionada con la tríada
representada por los capilares, la matriz extracelular o sustancia fundamental y las células. Una
célula es capaz de funcionar sólo en el medio que la rodea: el espacio extracelular estructurado.
Contrariamente al punto de vista de la patología celular que predomina habitualmente, no es
conceptualmente factible separar de modo artificial las funciones de las células del medio que las
rodea. Cuando esto se plantea de este modo, la célula se convierte en una abstracción, en un
modelo. Además, en los casos en los que están involucrados los pacientes actuales, este punto de
vista tan poco natural separa su enfermedad de su individualidad, y haciendo un análisis final, sólo
permite una terapia del modelo de una enfermedad. Los resultados de este desafortunado punto
de vista se han puesto de manifiesto, de modo especial, con los infructuosos intentos que se
realizan habitualmente en la terapia de tumores y enfermedades crónicas.
Cada célula está íntimamente unida a su espacio extracelular. El espacio extracelular únicamente
permite la existencia de procesos metabólicos que afectan a la célula y, sólo como resultado de
tales procesos, puede ser activo el material genético del núcleo celular. El espacio extracelular
proporciona un tamiz molecular entre la célula y los capilares próximos a ella (capilares sanguíneos
y linfáticos). Las sustancias que estructuran la matriz extracelular forman una red de complejos de
carbohidratos de alta polimerización: carbohidratos unidos a proteínas (proteoglicanos -PGs-), así
como carbohidratos no unidos a proteínas (glicosaminoglicanos -GAGs-) (Fig. 1).
En esta red se incluyen las glicoproteínas estructurales (colágeno, elastina), así como
glicoproteinas entrelazadas (como, por ejemplo, la fibronectina y la laminina). También está
presente el espectro completo de las células del tejido conectivo: fibroblastos, fibrositos, miocitos,
macrófagos, linfocitos y granulocitos. Como las fibras nerviosas del sistema nervioso autónomo
terminan en la sustancia fundamental, existe una conexión directa con el sistema nervioso central y
con el cerebro, así como con el sistema de las glándulas endocrinas a través de los capilares (Fig.
1). A su vez, el sistema nervioso central y el hormonal están interrelacionados en el tronco cerebral
y, consecuentemente, estos elementos forman parte de la estructura de un sistema fundamental
que está sujeto a funciones de control locales y centrales: lo que se conoce con el término de
regulación fundamental *.
La rápida capacidad de reacción característica de los fibroblastos es particularmente significativa
para el sistema de regulación fundamental. Este tipo de célula es capaz de responder de manera
efectiva a toda la información que entra en el sistema de regulación, por ejemplo, a través de
neurotransmisores y neuropéptidos, sustancias que actúan como mensajeros celulares (linfoquinas,
citoquinas, prostaglandinas, leucotrienos y muchas otras), hormonas, metabolitos y catabolitos.
Las respuestas de los fibroblastos están altamente adaptadas a la situación particular que exista,
respondiendo a todas las informaciones con una apropiada síntesis de todos los componentes de
la matriz extracelular mencionados. En estas funciones, los fibroblastos no diferencian entre lo
"bueno y malo". De hecho, esta síntesis está adaptada efectivamente en su respuesta a las
particulares cargas impuestas en el sistema fundamental a partir de fuentes no fisiológicas, bien de
origen exógeno (toxinas ambientales, como metales pesados) o bien a partir de una intoxicación
endógena (por ejemplo, malnutrición).
Dichas toxinas (que generalmente se conocen con el término de «homotoxinas»), junto con la
síntesis de fibroblastos, acaban alterando la sustancia fundamental que se torna perjudicial para el
organismo. Si la exposición a esta carga tóxica continúa durante un largo período de tiempo, las
propiedades patológicamente modificadas del tamiz molecular de la sustancia fundamental
ocasionarán progresivamente un corte en los procesos metabólicos normofisiológicos. Esta
evolución conducirá sucesivamente a alteraciones en la reactividad genéticamente controlada de
las células asociadas las cuales están relacionadas entre sí por la sustancia fundamental a través
de una película superficial de carbohidratos (Fig. 1). Por consiguiente, aparece el peligro del
desarrollo de enfermedades crónicas y de tumores.
Del mismo modo, pueden observarse los efectos de vicariación, bien conocidos por la
homotoxicología, es decir, pueden aparecer, secuencialmente y como resultado de las alteraciones
tisulares, distintas enfermedades.
* Sustancia fundamental (matriz extracelular) = Red de glicoproteínas estructurales de PG/GAGs y
formación de redes de glicoproteínas.
Sistema fundamental = Sustancia fundamental junto con los componentes celulares, humorales y
nerviosos.
Regulación fundamental = Posibilidades de regulación local para el sistema fundamental junto con
los sistemas de regulación neurohormonales.
7. Material Complementario. Matriz Extracelular.
La Matriz Extracelular es un componente de los tejidos básicos , y es toda la sustancia que se
encuentra rodeando las células en los tejidos. La misma es producida por la mayor parte de las
células de sostén.
Sus componentes fundamentales son:



Los glucosaminoglucanos ( GAG)
Las proteínas fibrilares
Las glucoproteínas estructurales en pequeña proporción (adhesión celular)
La célula procariota
La palabra procariota viene del griego ('pro' = previo a, 'karyon = núcleo) y significa pre-núcleo. Los
miembros del mundo procariota constituyen un grupo heterogéneo de organismos unicelulares muy
pequeños, incluyendo a las eubacterias (donde se encuentran la mayoría de las bacterias) y las
archaeas (archaeabacteria).
Una típica célula procariota está constituida por las siguientes estructuras principales: pared celular,
membrana citoplasmática, ribosomas, inclusiones y nucleoide.
Las células procariotas son generalmente mucho más pequeñas y más simples que las Eucariotas.
La célula eucariota
El término eucariota hace referencia a núcleo verdadero (del griego: 'eu' = buen, 'karyon = núcleo).
Los organismos eucariotas incluyen algas, protozoos, hongos, plantas superiores, y animales. Este
grupo de organismos posee un aparato mitótico, que son estructuras celulares que participan de un
tipo de división nuclear denominada mitosis; tal como imnúmeras organelas responsables de
funciones específicas, incluyendo mitocondrias, retículo endoplasmático, y cloroplastos.
La célula eucariota es tipicamente mayor y estructuralmente más compleja que la célula procariota.
Algunas diferencias estructurales
pared celular
En los prokariotas es una estructura rígida que envuelve la membrana citoplasmática, responsable
de la forma de la célula y de su protección contra la lisis osmótica.
bacterias Gram-positivas: la pared celular de esas bacterias está compuesta dr muchas capas de
una macromolécula denominada peptidoglicano (disacáridos ligados a polipéptidos) y ácidos
teicóicos (constituídos por alcohol y fosfato).
bacterias Gram-negativas: la parede celular está representada por una fina capa de peptidoglicano
situada en medio de dos capas lipoprotéicas. la capa externa además de lipoproteínas, tiene
lipopolisacáridos y fosfolípidos.
Los procariotas pueden presentar estructuras externas en la parede celular. Las células
bacterianas pueden contener: glicocálix, un polímero gelatinoso compuesto por polisacáridos y/o
polipéptidos (cápsula); flagelo, un largo filamento responsable de la movilidad celular; filamentos
axiales (endoflagelo); fímbrias, que sno filamentos menores y más finos que los flagelos, cuya
principal función es la adherencia; y pili, más largos que las fímbrias y en número de uno o dos.
Muchas células eucariotas poseen pared celular, aunque sean más simples que las de las células
procariotas. la pared celular de las algas y de las plantas están constituídas principalmente por
celulosa; la de los hongos por celulosa y principalmente quitina; la de las levaduras por
polisacáridos. En las células eucariotas de los animales la membrana plasmática se encuentra
recubierta por una capa de glicocálix (substancia que contiene carbohidratos).
Membrana citoplasmática
La membrana citoplasmática de las células procariotas y eucariotas presenta gran similitud en
cuanto a función y estructura básica. Funciona como una barrera de permeabilidad, separando el
lado de dentro del lado de fuera de la célula. Está constituida por una capa doble de fosfolípidos y
proteínas, las cuales pueden estar organizadas de diferentes formas.
En los Eucariotas la membrana contiene carbohidratos que poseen la función de sítios receptores,
y esteroless, que impiden la lisis osmótica. Muchos tipos de células eucariotas poseen flagelos y
cílios en la membrana plasmática. Esas estructuras son utilizadas para la locomoción o para mover
substancias a lo largo de la superficie celular.
Ribosomas
En los prokariotas son pequeñas partículas formadas por proteínas y ácido ribonucléico (ARN),
funcionando como lugar de síntese protéica. Una simple célula procariota puede poseer cerca de
10.000 ribosomas, confiriendo al citoplasma una apariencia granular.
En los eukariotas son mayores y más densos que los de los procariotas, y se encuentran ligados a
la superficie del retículo endoplasmático rugoso y libres en el citoplasma de la célula. Como en los
procariotas constituyen el lugar de la síntesis protéica.
Región nuclear
La región nuclear de una célula procariota difere significativamente de la de una célula eucariota. el
área nuclear, denominada nucleoide, de una célula bacteriana tiene una única molécula larga y
circular de DNA doble, el cromosoma bacteriano, que contiene todas las informaciones necesarias
para el funcionamiento y estructuración celular. El cromosoma procariótico está ligado a la
membrana plasmática, no contiene histonas, y no se encontra rodeado por una membrana nuclear.
Las bacterias pueden contener además del cromosoma, moléculas de DNA doble pequeñas y
circulares, denominadas plásmidos. Esas moléculas son elementos genéticos extracromosómicos,
no esencialess para la supervivencia bacteriana, y poseen mecanismos de replicación
independentes del DNA cromosómico. La ventaja de poseer un plásmido es que puede contener
genes de resistencia a los antibióticos, tolerancia a los metales tóxicos, síntesis de enzimas, etc.
La diferencia clave con la célula eucariota, es la presencia de un núcleo verdadero en esta última.
La región nuclear de los Eucariotas está envuelta por una membrana nuclear, separando el
citoplasma del núcleo.
Este núcleo es generalmente la mayor estructura celular, con forma esférica u oval, y está envuelto
por una membrana doble denominada membrana nuclear, que contiene en su interior moléculas de
ADN organizadas en cromosomas, que contienen todas la información hereditaria.
La membrana nuclear es estructuralmente semejante a la membrana plasmática, está conectada al
retículo endoplasmático, y posee poros nucleares que permiten la entrada y salida de substancias.
Los pasos clave de la información biológica, replicación de ADN y síntesis de ARN, suceden en el
núcleo. El ARN ribosómico es producido por uno o más cuerpos esféricos debnominados nucléolos.
Las células eucariotas apenas poseen organelas, que son estructuras especializadas,
representadas por el núcleo, retículo endoplasmático, complejo de Golgi, mitocóndria, cloroplastos,
lisosomos, y centríolos.
8. Membrana basal
La Membrana Basal: Sirve de Anclaje de las células epiteliales con los tejidos subyacentes, y en
ella está presente la proteina Colágeno IV. (Ver constitución de la Membrana Basal en el material
complementario de Matriz Extracelular).
Epidermis
Es un tejido avascular, constituido por varias capas de células planas, cuyo espesor es variable,
siendo máximo en palmas y plantas, predeterminado embriológicamente. Por división de las
células basales (mitosis) se reemplazan los queratinocitos muertos en un proceso de regeneración.
La nutrición de las células queratinizadas se hace por difusión. En esta capa se localizan las
células pigmentarias (melanocitos), células de langherhans y células nerviosas con función
hormonal (células de Merkel).
La epidermis está constituida por 2 capas:
La capa germinativa es la más profunda y está formada a su vez por distintos estratos.
El estrato basal es la hilera de células que continuamente regenera la epidermis. En esta capa
encontramos estratégicamente intercalados a los melanocitos, a razon de 1 melanocito cada 4 a 10
células basales. El citoplasma de éstos emite prolongaciones, por lo que reciben el nombre de
células dendríticas. Se caracterizan por producir un pigmento marron amarillento: la melanina
(principal pigmento de la piel). El conjunto de melanocitos constituye el sistema pigmentario.
El estrato espinoso está formado por 4 - 8 capas de células progresivamente más planas y en
contacto entre sí por puentes intercelulares espinosos. El espacio intercelular está ocupado por
líquido linfático. El sistema de engranaje de este estrato le confiere a la epidermis estabilidad
contra la distorsión mecánica.
Por último, el estrato granuloso es rico en enzimas y está formado por una o dos capas de células
aplanadas que no poseen la capacidad de dividirse y se hallan exclusivamente dedicadas a la
síntesis de queratina. Producen una sustancia oleaginosa que hace más dúctil las capas
superiores y sirve como barrera para los líquidos corporales. Aquí también pueden formarse lípidos.
La capa germinativa contiene células basales, las cuales por división (mitosis) originan 2 células
hijas, una de ellas permanece en el estrato basal y la otra alcanza el estrato parabasal (espinoso o
de malpighi). Las células parabasales se dividen y aseguran un equilibrio entre la cantidad de
células formadas y la cantidad de células perdidas por descamación.
El epitelio se renueva cada 20 - 30 dias. Este tiempo está acelerado en ciertas enfermedades
como la psoriasis.
La capa córnea está compuesta por elementos amorfos en continua descamación. Comprende, a
su vez, dos estratos: el córneo y el lúcido. El estrato córneo es la capa cutánea superior o más
externa. Formada por restos celulares epiteliales, sin núcleo, adheridos entre sí por queratina.
Estas capas se van desprendiendo en forma de escamas (descamación), imperceptiblemente. El
estrato lúcido consiste en una capa celular bajo la capa córnea proporciona elasticidad a zonas
sometidas a esfuerzos mecánicos (planta de la mano, planta de los pies) teniendo en estas
localizaciones su grosor máximo.
La capa córnea regula la transferencia de sustancias químicas y agentes infecciosos hacia la
dermis y previene la rápida pérdida de agua de la epidermis hacia el medio ambiente.
La vitamina A regula la formación de la capa córnea y la falta de vitamina A conduce a su
proliferación excesiva (hiperqueratosis).
La estructura que separa a la dermis de la epidermis se denomina membrana basal. Es una fina
lámina que controla el intercambio celular y molecular entre los dos tejidos e interviene en el
proceso de curación de las heridas. Los tumores malignos de la piel rompen la membrana basal
(invasión tumoral) , comenzando aquí la expansión tumoral.
Dermis
Es un tejido eminentemente fibroso (fibras colágenas, fibras elásticas y de reticulina), 20 a 30
veces más grueso que la epidermis. Contiene a los apéndices o anexos cutáneos que son de 2
tipos: córneos (pelos y uñas) y glandulares (glándulas sudoríparas y sebáceas).
Desempeña también una función protectora, representa la segunda línea de defensa contra los
traumatismos. Provee las vías y el sostén necesario para el sistema vascular cutáneo. Constituye
un enorme depósito potencial de agua, sangre y electrolitos.
Está formado por 2 capas:
• La Papilar, o dermis superior, es una zona de tejido conectivo laxo, que contacta la membrana
basal, cuyas fibras colágenas y elásticas se disponen en forma perpendicular al epitelio,
determinando la formación de papilas que contactan con la parte basal de la epidermis. En este
nivel encontramos receptores de presión superficial o tacto (corpúsculos de Meissner).
• La capa Reticular, o dermis profunda, contiene la mayoría de los nexos de la piel. Está constituida
por tejido conectivo con fibras elásticas que se disponen en todas las direcciones y se ordenan en
forma compacta, dando resistencia y elasticidad a la piel. Posee fibras musculares lisas que
corresponden a los músculos erectores de los pelos.
Por lo tanto, la dermis está formada por fibras (colágeno) y fibras celulares conjuntivas
(fibroblastos), fagocitos inmunológicamente activos (macrófagos) y mastocitos intermediarios de las
reacciones alérgicas e inflamatorias. Se encuentran también vasos sanguíneos y linfáticos y los
receptores sensitivos.
Lámina basal
Matriz extracelular especial que subyace a los epitelios y rodea a las fibras musculares, adipocitos
y a las células de Schwann para separarlos del tejido conjuntivo adyacente. Su naturaleza es
glicoproteica y se organiza en capas delgadas y continuas.
La membrana celular
Sabemos por nuestras clases que los sistemas vivos son sistemas autopoyéticos osea que se
pueden autogenerar pero eso implica que en estos sistemas ocurren muchos y complicados
fenómenos que sólo pueden ocurrir dentro de un ambiente determinado. Inclusive, como lo
veremos más adelante, en cada uno de los organelos ocurren procesos específicos como la
generaciõn de vacuolas en el órgano de Golgi, etc..
Este ambiente no puede ser el medio ambiente, es así como desde los primeros seres vivos
(bacterias) que existe una esta separación gracias a la membrana celular, su composición general
es de una bicapa de fosfolípidos.
Las células requieren energía para llevar a cabo la mayoría de los procesos biológicos. La energía
proviene de los alimentos que ingerimos. El oxígeno presente en el aire que respiramos se
combina con los átomos de carbono e hidrógeno presentes en las moléculas de los alimentos
liberando energía y formando después de numerosos pasos dióxido de carbono y agua. La fuente
original de alimentos son las plantas verdes. Estas son capaces de utilizar la energía solar, dióxido
de carbono del aire y agua para formar moléculas orgánicas complejas formadas mayormente por
carbono, hidrógeno y oxígeno y ricas en energía. Estas moléculas son de tres tipos básicos:
carbohidratos, lípidos y proteínas. Cualquiera de estos grupos puede combinarse con oxígeno y
generar la energía necesaria para la vida.
Los animales no pueden generar carbohidratos, lípidos o proteínas a partir de las simples
moléculas de dióxido de carbono, agua y usando la energía solar. En cambio, se alimentan de
plantas que ya han hecho este trabajo o de otros animales que ya se han devorado plantas.
Las reacciones químicas de combustión de compuestos de carbono con oxígeno para liberar
energía son bien conocidas por todos. Ocurren, por ejemplo, al quemar madera o gas en el horno o
bien cuando la nafta de un auto proporciona la energía necesaria para su funcionamiento. Estas
reacciones son demasiado violentas y poco controladas para que los organismos vivientes las
puedan usar dentro de una célula.
Bioquímica de la respiración celular
La conversion de los nutrientes en energia ocurre durante los llamados procesos de catabolismo.
La moneda fundamental de energía dentro de las células es una molécula denominada ATP. La
estructura de esta molecula es tal que contiene uniones químicas capaces de liberar mucha
energia al partirse.
Dos ejemplos fundamentales de catabolismo son:
1. Fermentación.
2. Respiración.
La fermentación es un proceso de generación de energia que no depende de la presencia de
oxigeno. Los productos finales del proceso son moleculas organicas pequeñas como el etanol.
Este es el proceso mediante el cual se generan las bebidas alcoholicas!
La respiración es un proceso que si requiere de oxigeno y que genera mayores cantidades de
energia mediante una oxidación completa liberando dióxido de carbono y agua. La energia
proviene en definitiva de los alimentos que comemos. Estos, son sometidos a diversos procesos
enzimaticos que los convierten en moleculas mas pequeñas que forman la base de los
mecanismos generadores de energia.
Definición De Respiración
Generalmente relacionamos el término "respiración" con el proceso a través del cual inhalamos
oxígeno molecular del aire y exhalamos bióxido de carbono; en esta ocasión, dicho término lo
aplicaremos a la serie de reacciones químicas a través de las cuales la célula obtiene energía.
La respiración celular es una función del metabolismo que se caracteriza por una serie de
reacciones químicas de oxido-reducción, a través de las cuales la célula degrada moléculas de
nutrientes y produce energía biológicamente útil, la cual es almacenada y transportada por una
molécula llamada adenosina trifosfato o ATP (fig. 1).
9. La respiración celular
Extrayendo energía de los alimentos
¿Puede una computadora funcionar sin estar enchufada? ¿Se mueve un auto si no tiene
combustible? Al igual que las máquinas, los seres vivos necesitan "energía" para funcionar. Esa
energía se obtiene a partir de los alimentos.
Si observamos los envases de productos alimenticios, encontraremos la cantidad de calorías por
porción que contienen. Las calorías son unidades de energía. Pero ¿dónde está esa energía?
Toda sustancia alimenticia está compuesta por moléculas cuyos átomos se mantienen unidos y
ordenados porque "comparten" electrones, estableciendo enlaces químicos. Para formar estos
enlaces durante una reacción química, se necesita energía. Al romper esos enlaces, se libera la
energía que éstos contenían. Por ello, para obtener energía a partir de los alimentos, éstos deben
ser degradados por los seres vivos.
Las moléculas de hidratos de carbono, grasas, aceites, etc. presentes en los alimentos, constituyen
el "combustible" a partir del cual las células obtendrán energía para realizar todas sus funciones.
Pero dicha energía no se conducirá directamente hacia el trabajo celular, sino que será
transportada por una molécula muy especial: el ATP.
La respiración celular: una Vía Metabólica
La respiración celular es un ejemplo de metabolismo celular. Esta vía metabólica comienza cuando
la molécula de glucosa es transformada químicamente, convirtiéndose en dos moléculas con tres
carbonos cada una: el ácido pirúvico. Este proceso se denomina glucólisis y ocurre en el
citoplasma de todas las células. Como consecuencia del mismo, se libera la energía necesaria
para la producción neta de dos ATP por cada glucosa.
Pero para poder aprovechar al máximo la energía de los alimentos, éstos deben ser
completamente degradados a moléculas simples, liberando la energía química contenida. Una vez
realizado el proceso de glucólisis, la intervención del oxígeno es imprescindible para lograr este
objetivo.
¿En qué lugar de las células se encuentran todas las condiciones necesarias para la completa
degradación de sustancias en presencia de oxígeno? En las mitocondrias, organelas presentes en
las células eucariontes animales y vegetales, se obtiene prácticamente toda la energía que
necesita una célula para vivir.
Etapas de la respiración celular.
En el citoplasma, la glucosa se rompe en dos moléculas de ácido pirúvico, liberando energía.
Luego, la degradación continúa en la matriz mitocondrial, donde se forma el CO 2 y se desprende
también energía. Finalmente, en las crestas mitocondriales, interviene el oxígeno para la formación
de H2O y la producción de la mayor parte de la energía.
10. El intercambio de gases
El oxígeno que interviene en la Cadena Respiratoria proviene de la atmósfera. Fue producido por
los organismos vegetales durante la fotosíntesis. Ingresa a los pulmones y allí se combina con la
hemoglobina de la sangre. Este proceso se conoce como Ventilación o Respiración externa. La
sangre transporta el oxígeno a las células de todo el cuerpo, donde se realiza la Respiración
Celular.
Una vez producido el CO2 , éste abandona la célula y se une a la hemoglobina. La sangre lo
transportará hacia los pulmones, donde será exhalado a la atmósfera y quedará disponible para la
fotosíntesis.
No siempre interviene el oxígeno
La respiración celular suele realizarse empleando oxígeno libre (gaseoso) para la oxidación total de
las moléculas de los alimentos, produciendo agua y dióxido de carbono. En tal caso, se designa a
la respiración como una vía metabólica aeróbica.
Cuando los alimentos sólo son degradados en parte, y no interviene el oxígeno en dicha
degradación, la vía es anaeróbica. La respiración anaeróbica se denomina, con frecuencia,
fermentación. Un proceso anaeróbico que resulta conocido es el que efectúan las levaduras, que
degradan parcialmente la glucosa para formar alcohol etílico y dióxido de carbono.
Epilogo
Utilizando elementos cercanos al carbono o muy alejados al mismo, de origen natural o artificial, la
vida puede adoptar formas que, hoy por hoy, nos resultan inconcebibles. La ciencia ficción ha
tratado de mostrarnos algunas de las posibilidades y si repasamos todos los ejemplos utilizados en
el presente artículo, vemos que no podemos ser muy optimistas. Salvo en casos aislados, el
choque entre dos especies siendo una orgánica y la otra inorgánica acaba en desastre. Las
diferencias, en cuanto a las necesidades medioambientales, imposibilitan la convivencia, a veces
por desconocimiento (como en La nube negra o en el capítulo de Star Trek) y otras por pura
supervivencia (como en Alien, o la serie del centro galáctico de Benford, llegándose incluso a
intentar modificar el mismo universo para eliminar a la especie opuesta, como en la serie de
Aguilera y Redal).
Sin embargo, esta actitud beligerante propuesta por la mayor parte de los autores, puede no ser
universal, sino una actitud extrapolada de las características propias del género humano, con lo
cual el futuro se presentaría más halagüeño (salvo que nos topemos con otra especie superior a la
nuestra y que no esté dispuesta a ser aniquilada). Hemos preferido terminar este artículo con un
tono optimista y recordar que también cabe la posibilidad de una convivencia armónica entre
máquinas conscientes y humanos (como ocurre en la serie de La cultura de Ian Banks) y que un
contacto con una nueva especie, por muy extraña que sea, puede dar lugar a intercambios
positivos por ambos lados (como sucede en Huevo del Dragón).
11. Glicosaminoglicanos
Son polisacáridos estructurales que forman gran parte de la matriz intercelular de tejidos
mesodérmicos (conjuntivo , cartílago, músculo, hueso) y que muy frecuentemente se presentan
unidos a un núcleo de proteína, formando los llamados proteoglicanos (que no hay que confundir
con glicoproteínas). La estructura de los glicosamino glicanos es la de copolímero ABABAB..., con
diferentes grados de polimerización, en el que A es un ácido urónico (ácidos D-glucurónico o Lidurónico) mientras que B es un aminoderivado, bien sea N-acetilglucosamina o Nacetilgalactosamina. En muchas ocasiones esta última aparece unida a residuos de sulfato. Los
enlaces -(1,4), alternando-(1,3) y el enlace B-A es de tipo entre A y B son de tipo pues ambos
tipos de enlace a lo largo del polisacárido, que invariablemente es de estructura lineal. Tanto el
ácido urónico como los restos sulfato presentan carga negativa, lo que da a los
glicosaminoglicanos un carácter polianiónico, con elevada densidad de carga negativa.
El ácido hialurónico es un glicosaminoglicano constituído por residuos alternantes de ácido
glucurónico y N-acetilglucosamina. Es muy abundante en todos los tejidos mesodérmicos, en el
humor vítreo y en la gelatina de Wharton del cordón umbilical. A diferencia de los polisacári dos
vistos anteriormente, el ácido hialurónico no tiene una forma definida en el espacio, sino que se
extiende aleatoriamente tendiendo a ocupar un volumen muy grande debido a la repulsión
electrostática de los grupos carboxilo del ácido urónico. Al mismo tiempo, forma mallas que
retienen una gran cantidad de agua.
Los condroitinsulfatos son glicosaminoglicanos formados por restos alternantes de ácido
glucurónico y N-acetilgalactosamina. Ésta puede presentarse sulfatada en C4, dando lugar al
condroitin-4-sulfato o bien en C6, lo que constituye el condroitin-6-sulfato . Son abundantes en la
sustancia fundamental del cartílago.
Otros glicosaminoglicanos son:
El Dermatan sulfato con una estructura análoga al condroitin-6-sulfato, excepto que contiene ácido
L-idurónico en vez de ácido glucurónico; su -(1,3)disacárido constituyente es, por lo tanto ...Lidurónico -(1,4)...N-acetilgalactosamina 6-sulfato
El Queratan sulfato , que es el único glicosaminoglicano que no contiene -(1,3) Nacetilgalactosaminaácidos urónicos; su estructura es ...D-Galactosa -(1,4)....6-sulfato
Todos ellos, en distintas proporciones, aparecen en la sustancia fundamental de tejidos de origen
mesodérmico, constituyendo complejos con proteínas que reciben el nombre de Proteoglicanos.
La matriz extracelular tiene como funciones generales:
• Rellenar el espacio existente entre las células otorgando resistencia a la compresión y al
estiramiento de los tejidos que integran (estas propiedades decaen con el envejecimiento).
• Constituir el medio por donde llegan los nutrientes y se eliminan los desechos celulares (función
que se encuentra alterada en la celulitis).
• Proveer a diversas clases de células de "puntos fijos" donde aferrarse.
• Constituir el espacio por donde migran las células cuando se desplazan de un punto a otro del
organismo
• Ser el medio por el cual arriban a las células las señales bioquímicas (por ejemplo, hormonas,
citoquinas) provenientes de otras células que las producen.
Composición Química de la Matriz Extracelular
Componentes Fibrosos: las proteínas fibrosas son los elementos básicos estructurales de los
tejidos conjuntivos. Describiremos las más importantes, a saber: colágeno, elastina, fibronectina,
laminina.
• Colágeno: es la proteína más abundante del cuerpo. Sintetizada por los fibroblastos, se presenta
en fibras y haces de fibras (es por ello una escleroproteína), se organiza en unidades moleculares
básicas llamadas tropocolágeno. Es el componente esencial de los tendones y de la sustancia
extracelular que rodea a las células óseas en el hueso. Existen 15 tipos de colágenos distintos
dependiendo de la combinación de 25 cadenas distintas polipetídicas que se trenzan para formar
las unidades de tropocolágeno. El llamado Colágeno Tipo I se encuentra en la dermis (70% de lo
que denominamos piel es colágeno).
También se encuentra como componente del conectivo del hueso, córnea, dentina y tendones.
Otros colágenos se encuentran en los cartílagos, el útero y la pared del los vasos sanguíneos, en
la lámina basal y en el tejido conectivo subyacente. Las fibrillas de colágeno colaboran en la
formación de un continuo estructural uniendo entre sí grupos de células para formar un tejido.
• Elastina: forma en la dermis una estructura en lámina estirada que semeja una red con tendencia
a rechazar el agua (hidrófoba). La gran deformabilidad y la elasticidad de los tejidos son debidas a
la elastina.
La piel de la cara y la de la cabeza contienen más de esta proteína que otras regiones cutáneas.
Es mucho más chica que el colágeno. Una vez sintetizada por las células del tejido conjuntivo, se
une al colágeno y a otros componentes de la sustancia intercelular. Además, forma parte del tejido
conjuntivo elástico amarillo (ligamentos).
• Fibronectina: es una glicoproteína (proteína que tiene unido un hidrato de carbono o azúcar),
interviene estableciendo los "cables" que utilizan las células cuando éstas migran a través de la
matriz extracelular. Además es la principal proteína de unión entre las células y las fibras
colágenas.
• Laminina: es una glicoproteína filamentosa y es abundante en las láminas basales de las
matrices extracelulares embrionarias.
Componentes fluidos: glicosaminoglicanos y proteoglicanos.
Los glicosaminoglicanos son polisacáridos (o sea, hidratos de carbono, azúcares) complejos.
Entre los más encontrados en la sustancia intercelular podemos mencionar al ácido hialurónico (es
el de mayor tamaño y no se encuentra sulfatado), el condroitín sulfato, el dermatán sulfato, el
heparán sulfato y el queratán sulfato. Estos, al combinarse con proteínas, pasan a llamarse
proteoglicanos. También reciben en general la denominación de "mucopolisacáridos".
Los glicosaminoglicanos son moléculas muy ácidas, con numerosas cargas negativas que atraen
grandes cantidades de ion sodio y, por lo tanto, de agua, lo cual aumenta la turgencia de la matriz
extracelular. Son los responsables de que la dermis posea una masa gelatinosa con gran
capacidad de hidratación. Tienen gran influencia en la turgencia y tirantez de la piel.
Uniones de las células con las fibras de la matriz extracelular
En los tejidos donde las células se localizan en lugares fijos es porque establecen uniones más o
menos estables con componentes de la matriz extracelular. Estas células se unen a las fibras de
colágeno. Del interior celular se "asoma" una proteína llamada integrina, la cual se une a otra en el
exterior llamada fibronectina que es la que se une finalmente a la fibra de colágeno. La integrina, a
su vez, se une en el interior celular a otra proteína llamada actina que forma una trama contráctil
vinculada a la motilidad celular (ver Figura 1).
Unión intercelular (o cómo se unen las células entre sí cuando no lo hace la matriz)
Las células de los epitelios se mantienen juntas, merced a estructuras de unión especiales (ver
Figura 2).
a) Unión oclusiva (zona occludens o zona de unión íntima): adhiere firmemente las membranas
plasmáticas de las células epiteliales contiguas a través de una franja no muy ancha. En la unión
oclusiva, las membranas enfrentadas contienen unas proteínas, las "ocludinas", que se unen una
con otra similar de la membrana de enfrente en forma muy firme, por lo que ocluyen el espacio
intercelular.
b) Cinturón adhesivo (desmosoma en cinturón o en banda, zonula adherens) se localiza por debajo
de la unión oclusiva. Esta unión se logra mediante un tipo especial de proteínas llamadas
cadherinas y actinas. El conjunto de cinturones adhesivos forma un enrejado transepitelial
responsable en parte de la resistencia mecánica de los epitelios.
c) Desmosoma (mácula adherens): son uniones puntiformes entre las células epieliales contiguas,
se hallan por debajo del cinturón adhesivo, distribuidos en forma irregular. Está formado por
proteínas que atraviesan la membrana celular del tipo de las cadherinas, las cuales hacia el
exterior celular se unen a cadherinas de otra célula y, por la parte interior (citosol), a filamentos de
queratina. El desmosoma une fuertemente las células epiteliales entre sí que con los filamentos de
queratina forma una red transcelular extendida por todo el epitelio al que le confieren una gran
resistencia mecánica. A mayor tensión o estiramiento al que debe ser sometido un epitelio, mayor
número de desmosomas contendrá éste.
d) Unión comunicante (uniones "gap" o nexus) son, en este caso, canales que comunican las
células epiteliales adyacentes. Estos canales están formados por estructuras cilíndricas huecas
que atraviesan las membranas plasmáticas de las células adyacentes ("conexones"). Están
formados por proteínas en forma de túbulos llamadas conexinas. A través de estas uniones
circulan nutrientes, desechos metabólicos, señales bioquímicas y potenciales eléctricos.
Aunque el tejido conjuntivo es un componente de casi todos los órganos y los envuelve, reúne o
separa, en cosmética se aplica ese nombre solamente al corion o dermis. Este tejido de sostén de
la dermis, formado por fibras, confiere resistencia y tersura a la piel.
Ubicando todo esto en la piel
Recordemos: la piel se divide en tres capas:
- Capa superior: Epidermis (sobre la cual se asienta la película superficial).
- Capa intermedia o coriácea: Dermis o Corion.
- Capa inferior: Subcutis o Hipodermis.
En algunos textos suele denominarse cutis a la capa del corion solamente, como a veces a la
dermis + epidermis.
En la epidermis no existe matriz extracelular. Las células se encuentran unidas fuertemente entre
sí mediante "puentes" del tipo descripto arriba que se van "aflojando" a medida que la "fila" celular
se desplaza hacia arriba (de adentro hacia afuera: células basales, células espinosas, células
granulosas y, finalmente, capa córnea, capa de descamación y película superficial). Cada capa la
determina un estado diferencial de un solo tipo de célula: el queratinocito (el cual evoluciona a
corneocito).
Además, a nivel de la capa de las células basales, se encuentran los melanocitos (que son los
responsables de la pigmentación de la piel y el bronceado).
Cada melanocito se encuentra rodeado por 36 queratinocitos en promedio. Existen además otros
tipos celulares que cumplen funciones relacionadas con la inmunidad.
Hoy en día, esta capa puede ser transplantable (transplante de piel, en quemados, por ejemplo).
Es interesante comentar que se están ensayando transplantes de cultivos de tejido epitelial
conteniendo melanocitos para solucionar problemas de despigmentación por vitiligo y por cicatrices
despigmentadas.
Es en la dermis donde encontramos matriz extracelular, y su función es nutrir la epidermis. La
parte que se encuentra en contacto con la capa germinal de queratinocitos contiene células
abastecedoras, nervios y vasos sanguíneos, además de finas fibras, ya que esta capa exige el
aporte incesante de nutrientes necesarios para mantener su actividad mitótica.
Paulatinamente, hacia el interior nos encontramos con el estrato reticular donde se hallan las
células del tejido conectivo en sí: los fibrocitos (y sus precursores, los fibroblastos) unidos por el
material extracelular: fibras colágenas y fibras elásticas (que no muestran elasticidad propiamente
dicha, sino que hacen posible que las estructuras fibrosas recuperen su situación inicial. Estas
suelen romperse al extenderse en exceso (caso de la formación de estrías). Toda destrucción de
estas fibras del material extracelular es irreversible.
Rellenando el espacio entre las células y las fibras se encuentra la "sustancia fundamental", la cual
es una masa gelatinosa de consistencia variable, y está formada por los mucopolisacáridos ya
mencionados, como el ácido hialurónico y el condroitinsulfato, es éste el auténtico y fundamental
depósito de agua de la piel. Además, actúan como lubricantes de las fibras del tejido conjuntivo.
Por lo tanto, la matriz extracelular junto con los fibroblastos y fibrocitos forman un tejido de sostén
de la dermis, que confieren resistencia y tersura a la piel.
La dermis, por ahora no es transplantable, aunque se están realizando intensos estudios. A este
nivel nivel, se encuentran células que ejercen un importante papel en las reacciones alérgicas
(células productoras de histamina).
Rodeada por matriz en la dermis se encuentran los folículos pilosos (aunque su raíz llega hasta la
hipodermis), las glándulas sebáceas, las glándulas sudoríparas, las vías nerviosas que transportan
las sensaciones de la piel, los vasos sanguíneos (arterias y venas) y los vasos linfáticos. Por eso,
al cortarnos la sangre no aparece si la injuria no llega a la dermis.
A nivel de la hipodermis (subcutis o tejido subcutáneo), el tipo celular predominante es el adipocito
formando lobulillos (adipocitos agrupados separados entre sí por un intersticio de matriz
extracelular que contiene mucopolisacacáridos lubricantes), la importancia de los elementos de la
matriz extracelular, en este caso, es que forma las fibras que "tabican" al tejido adiposo y van
desde la dermis hacia el músculo o hacia el hueso. Las características de la tabicación son
anatómicamente distintas en hombres y mujeres. En el caso del tipo femenino, es de tal
característica que lo hace propenso a desarrollar celulitis.
En el proceso de envejecimiento donde ocurren los cambios críticos es a nivel de la matriz
extracelular
Podríamos resumir que, al avanzar la edad, las fibras pierden elasticidad y el tejido conjuntivo deja
de tener capacidad para retener la humedad (fenómeno de desecación del envejecimiento).
Además, aumenta el grosor de las fibras elásticas por aposición de lípidos (como el colesterol),
volviéndose quebradizas, perdiendo sus propiedades de elasticidad. Lo mismo ocurre también en
la piel dañada por la luz: cuando los tejidos conjuntivos son jóvenes contienen colágeno no
reticulado mayormente y sus moléculas se desplazan fácilmente. Es un colágeno "más soluble", el
cual tiene buena capacidad de absorción de agua.
A medida que aumenta la edad, se produce la formación de enlaces cruzados ("crosslinking") entre
fibrillas haciendo que los tejidos se vuelvan menos elásticos con escasa capacidad de imbibición. A
ese nivel, la piel decrece en su grado de tensión apareciendo surcos y pliegues bien visibles
(arrugas).
Entre el contenido de colágeno soluble en los tejidos y el envejecimiento de la piel hay una relación
evidente: la desaparición de dicho colágeno es un proceso que forma parte del envejecimiento
natural. La exposición solar acelera el envejecimiento tisular ya que la radiación ultravioleta
favorece el crosslinking proteico o entrecruzamiento entre las moléculas de colágeno debido a su
capacidad de formar radicales libres muy reactivos responsables de estas reacciones bioquímicas
(fotoenvejecimiento cutáneo).
El mal drenaje de los metabolitos de desecho de la dermis e hipodermis sobre todo, genera
también radicales libres que a su vez promueve la formación de entrecruzamientos y nódulos
causantes de los fenómenos de piel naranja y celulitis. El tratamiento con silanoles y anti radicales
libres previene de estos procesos de sobreenlazado.
La activación de la producción de colágeno nativo es producida por el ácido ascórbico (que es a lo
que nos referimos cuando decimos que "la vitamina C activa la síntesis endógena de colágeno").
También las citoquinas y nucléosidos fosfatos (provenientes de cosméticos con ADN) activan a los
fibroblastos para que produzcan colágeno nativo.
Además, la luz solar es activadora de las colagenasas y elastasas, enzimas que destruyen el
tinglado de sostén. Se ha visto que el ADN y sus fragmentos inactivan estas enzimas retardando el
efecto deletéreo de la radiación.
También, otro fenómeno del envejecimiento es la activación de enzimas que causan la destrucción
del ácido hialurónico (hialuronidasas). Se ha postulado que el ADN (hp) tiene acción antihialuronidasa, por lo que actuaría también previniendo el envejecimiento a este nivel.
Fuentes consultadas: "Cosmética para farmacéuticos". Egbert Charlet . Editorial Acribia. 1ª edición,
SA, 1996. "Estructura y dinámica celular". Novikoff-Holtzman. Editorial Interamericana, 1ª edición,
1972. "Fundamentos de biología celular y molecular". De Robertis-HIB, El Ateneo, 3ª edición, 2000.
"Bioquímica". Lehninger , 2ª edición, Editorial Omega, 1978.
12. Histología I
Material Complementario. Matriz extracelular.
La Matriz Extracelular es un componente de los tejidos básicos , y es toda la sustancia que se
encuentra rodeando las células en los tejidos. La misma es producida por la mayor parte de las
células de sostén.
Sus componentes fundamentales son:



Los glucosaminoglucanos ( GAG)
Las proteínas fibrilares
Las glucoproteínas estructurales en pequeña proporción (adhesión celular)
La estructura general del Tejido Conectivo presenta
1. Una red dispersa de células de sostén que producen:
2. Un entramado organizado y abundante de proteínas fibrilares organizadas en un gel
hidratado de GAG.
Características de los componentes de la Matriz Extracelular.
I . Los GAG.





Son grandes cadenas de polisacáridos que se dividen en 4 grupos en dependencia de su
estructura.
el ácido hialurónico
el condroitin-sulfato y dermatán sulfato
el heparán sulfato y la heparina.
el queratán sulfato.
Con excepción del Acido hialurónico pueden existir uniones covalentes a las proteínas para formar
los Proteoglucanos.
II Las proteínas fibrilares
Hay 4 proteínas que forman fibrillas en la matriz Extracelular.
1.
2.
3.
4.
Colágeno
Fibrilina
Elastina
Fibronectina.
Al microscopio óptico y electrónico, se observan estructuradas en 3 tipos de fibras , que se le
denominan fibras de tejido conectivo.
1. Fibras colágenas
2. Fibras reticulares
3. Fibras elásticas.
La función de estas proteínas que formas fibras es ofrecer diferentes propiedades tensiles y
elásticas a los tejidos de sostén y dar anclaje a otros elementos celulares de los tejidos.
Los colágenos: Es una familia de proteína estrechamente relacionadas que pueden agregarse y
generar filamentos o fibrillas. Hay 20 tipos de cadenas polipétidicas de colágeno que se combinan
y producen distintos tipos desde el punto de vista morfológico. De acuerdo a la estructura que
formen se dividen en:
1.colágenos fibrilares tipo I,II,III,Vy XI.
2,colágenos facit tipos IX,XII,XIV.
3.colágenos de cadena corta tipo VIII, X
4. colágeno de la membrana basal tipo IV
1. otros colágenos tipo VI,VII y XIII
Las fibras de colágeno que aparecen teñidas en las coloraciones son del tipo I, II, III y tienen la
función de dar fuerza de tensión a los tejidos.
Las fibras reticulares : que también se observan en el tejido conectivo, son fibrillas de colágeno III
que forman una malla laxa en los tejidos y por debajo de la membrana basal. Y tienen la función:
de Armazón que sostiene los componentes especializados de la matriz extracelular. En los órganos
linfoides forman las principales fibras de la matriz. En otros órganos (hígado-riñon ) forman la red
de soporte de sus células especializadas.
Las membranas basales están formadas por colágeno IV.
Quién produce el colágeno? Los fibroblastos fundamentalmente, aunque pueden sintetizarce en
otras células derivadas del mesénquima, también diversas células epiteliales y endoteliales
producen colágeno tipo IV o las membranas basales.
La elastina: Proteína que se organiza en fibras y capas elásticas resistentes.
Que es? Es una proteína hidrofóbica que se organiza en filamentos y capas, y es el principal
componente de las fibras elásticas.
Quién la sintetiza? Los fibroblastos.
Como se forman las fibras elásticas? Se forman por interacción de elastina y fibrilina.
Su función: Confieren elasticidad a los tejidos y permiten la recuperación después del estiramiento.
La fibrilina: Es una glucoproteína formadora de fibrillas, es el principal componente de las
microfibrillas extracelulares, que son constituyentes además de las fibras elásticas..
Se cree además que las microfibrillas median en la adhesión entre diferentes componentes de la
matriz extracelular.
La fibronectina Es una glucoproteína multifuncional y existe bajo tres grandes formas.



Una proteína circulante en el plasma
Una proteína que se une transitoriamente a la superficie de muchas células
fibrillas insolubles formando parte de la matriz extracelular cuando se entrecruzan entre si
dímeros de fibrina mediante puentes disulfuro.
Importancia funcional: Capacidad de adherirse a distintos componentes tisulares, posee lugares de
unión al colágeno, y la heparina, así como moléculas de adhesión celular.
III Glucoproteínas estructurales extracelulares
. Son proteínas no filamentosa que intervienen en la interacción célula-matriz extracelular e
interaccionan con receptores específicos de la superficie celular.
Las proteínas mejor caracterizadas son :



la laminina
la tenascina
la entactina
La laminina:
1. Es componente de las membranas basales.
2. La produce las células epiteliales y endoteliales
3. Tiene lugares de unión para receptores celulares específicos(integrinas) , heparán sulfato,
colágeno tipo IV y entactina.
La entactina : (glucoproteína)
1. Componente de todas las membranas basales.
2. Se une a la laminina.
3. Se piensa une la laminina al colágeno tipoIV.
La tenascina: (glucoproteína)
1. Implicada en la adhesión celular.
2. Se expresa en el tejido embrionario.
3. Importante para la migración celular en el Sistema Nervioso en desarrollo.
Membrana basal.
1. Son proteínas y Glucosaminoglucanos GAG de la matriz extracelular, que se organizan a
modos de capas y que intervienen como una interfase entre las células parenquimatosas y
los tejidos de sostén .
2. Se asocian a: células de schwann y también forman una membrana limitante alrededor del
SNC.
3. Componentes:
4. Colégeno tipo IV, laminina, heparán sulfato, entactina y fibronectina.
Al ME se observan varias capas.
A partir de las células se observan.



lámina lúcida
lámina densa
lámina fibrorreticular(que se funde con las proteínas fibrosas de la matriz extracelular)
1. con técnicas de H/E no permiten diferenciar la membrana basal.
2. la técnica de PAS es positiva por el gran contenido en glucoproteínas.
3. la técnica de plata, también es positiva.
Hoy día se usa indistintamente los términos de lámina basal(que se dediera solamente referir al la
lámina densa) y de membrana basal.
Funciones principales de la membrana basal.
1.Adhesión celular.
2.Barrera de difusión,
3, Regulación del crecimienrto celular.
Qué son los oligoelementos?
Llamamos oligoelementos a todos los minerales que se encuentran en nuestro organismo en
menos cantidad que el hierro.
El cuerpo humano se compone de diversos materiales entre los que se encuentran el agua y los
minerales, de estos llegamos a tener por ejemplo kilo y medio de calcio, sin embargo otros
minerales solo están presentes en cantidades infinitesimales.
La mayoría de los déficits de oligoelementos resulta de una alimentación desequilibrada
Todavía hace pocos años se consideraba a los oligoelementos como materia de desecho en el
cuerpo y que no servían para gran cosa, luego se empezaron a estudiar desde el puro concepto de
la toxicología y, posteriormente, ya los estudios se hacen para valorar la salud, la nutrición, riesgos
de enfermar.
La necesidad de suplementación de un oligoelemento se encuentra reflejada en los análisis de
oligoelementos ya sea en sangre o en pelo.
Los oligoelementos participan en el equilibrio biológico y fisiológico del organismo, como cofactores
enzimáticos y son necesarios para la síntesis de proteinas, etc.
El tratamiento con oligoelementos corresponde habitualmente a la llamada medicina biológica,
ortomolecular y naturista.
Hitoria De Los Oligoelementos La historia de los oligoelementos comienza a desarrollarse de forma
seria a partir de la mitad del siglo XIX, cuando el Dr. Basile Valentin le da a un paciente con bocio
esponja tostada para curarlo, la esponja tiene mucho yodo (oligoelemento) y el yodo es necesario
para el buen funcionamiento del tiroides funciona poco, es decir, si hay bocio.
Los metales tóxicos como el plomo, cadmio, mercurio, llegan a estar relacionados con desórdenes
del comportamiento humano debido a la alteración neurológica que provocan.
Los oligoelementos se aportan habitualmente a través de la alimentación, una cantidad excesiva o
déficit podría favorecer la aparición de enfermedades o retrasar la curación de las mismas.
Aplicaciones De Los Oligoelementos
Los oligoelementos se aportan habitualmente a través de la alimentación, una cantidad excesiva o
déficit podría favorecer la aparición de enfermedades o retrasar la curación de las mismas.
Dentro del contexto terapeútico, el médico oligoterapeuta puede dar oligoelementos de tres formas
diferentes:
Forma paralítica Se trata de administrar uno o varios oligoelementos en cantidades muy bajas para
activar uno o varios oligoelementos que están presentes pero que no están actuando en nuestro
cuerpo, es la llamada terapia catalítica
Forma nutricional: Para prevenir déficits y trastornos de carencia, por ejemplo hierro en el
embarazo, zinc para crecer.
Forma farmacológica: Cuando se administra el oligoelemento en cantidades muy elevadas para
tratar una enfermedad, por ejemplo selenio para cancer y cromo para diabetes.
La cantidad de oligoelementos varia de una región a otras desde picogramosa gramos y varia de
un alimento a otro, dependiendo de la recogida del alimento (si es verdura o fruta) y luego hay que
tener presente que puede existir una incompatibilidad entre algunos de ellos, disminuyendo la
absorción o aumentando la absorción de alguno de ellos, llegando a provocar enfermedades pase
que consideremos que estamos bien alimentados, por ejemplo, una anemia de hierro se debe a un
déficit de hierro, pero también podría ser de cobre, cobalto o por una intoxicación de molibdeno.
Como ejemplos de alteraciones o enfermedades que puede producir el déficit de oligoelementos,
tenemos:
Yodo: es un oligoelemento importante para el funcionamiento del tiroides y prevenir la
arteriosclerosis, su déficit puede provocar hipotiroidismo, obesidad, arteriosclerosis, retraso mental,
disminución de la capacidad de aprendizaje.
Zinc: es un oligoelemento regulador hormonal y estimulante inmunológico. Su déficit puede
provocar cansancio, infecciones, bajada de defensas, impotencia, esterilidad, caida del pelo,
problemas de la piel.
Selenio: es un oligoelemento cardio protector y anticancer y antirradical libreo o anti oxidante, su
déficit puede provocar cancer, esterilidad, infartos, trombosis, cataratas, disminución inmunológica
Cromo: Oligoelemento relacionado con la glucosa, su déficit provoca obesidad, aumento de
colesterol, aumento de glucosa en la sangre.
La combinación de 3 oligoelementos como es el cobre/oro/plata, tiene propiedades bactericidas y
estimula las defensas, podemos hablar de este trío como el antibiótico de los médicos
oligoterapeutas y de la medicina natural, sin efectos secundarios.
Mercurio: es un oligoelemento tóxico. Su intoxicación provoca neuropatía, hepatopatía (con
aumento de las transaminasas e inflamación hepática), nefropatía (lesiones de riñones y favorece
el aumento de tensión arterial) relacionado con el autismo y disfunciones del sistema nervioso
central, hiperactivos.
Aluminio: otro oligoelemento neurotoxico, relacionado con la enfermedad de Alzehimer.
Esta pequeña introducción al mundo de los oligoelementos nos puede servir para poder llegar a
conocer todo su gran campo terapeútico.
La fosforilación oxidativa. Conservación de la energía proveniente de la oxidación del sustrato:
rendimiento energético. Acoplamiento entre la oxidación y la fosforilación. Relación P/O. Sitios de
conservación de la energía: su localización en la cadena respiratoria. Unidades fosforilantes: F 0F1ATPasa. Efectos de inhibidores y desacoplantes sobre la fosforilación oxidativa. Teoría
quimiosmótica sobre el mecanismo de la fosforilación oxidativa. La cadena respiratoria como
traslocador de protones. Transformación y conservación de la energía de la respiración en un
gradiente electrosmótico. La ATP-sintetasa. Mecanismos de acción de inhibidores y desacoplantes
de acuerdo con la teoría quimiosmótica. Control respiratorio.
II.- Fosforilación oxidativa: se sintetiza mucho más ATP. Síntesis ATP relacionada con la formación
de un compuesto fosforilado con potencial de transferencia de grupos fosfato mucho mayor que el
ATP para poder cederlo al ADP. Hay mucho compuestos fosforilados pero pocos que puedan
cederlo. Estas moléculas se forman como intermediarios de las reacciones metabólicas.
3. Fosforilacion Oxidativa.
Gran parte de la energía liberada por la transferencia de electrones del NADH2 al 02 es conservada
por medio de 1a síntesis de ATP dentro de la partícula transportadora de electrones por un
proceso denominado fosforilación oxidativa. Esta síntesis de ATP debería contrastarse con la
fosforilación a nivel de sustrato. En la fosforilación oxidativa, la síntesis de ATP está acoplada con
el transporte de electrones y de oxígeno. El mecanismo por el cual los enlaces fosfato ricos en
energía son sintetizados dentro de la partícula transportadora de electrones no se conoce todavía
con detalle pero es completamente diferente de la fosforilación a nivel de sustrato.
La velocidad de fosforilación oxidativa es estudiada experimentalmente midiendo la velocidad de
consumo de oxígeno y la velocidad de conversión del fosfato en ATP. Se calcula entonces un
cociente —consumo de fosfato/ consumo de oxígeno—, el llamado cociente P/ 0. Con NADH2
como dador de electrones, este cociente es aproximadamente 3; esto es, se sintetizan tres
moléculas de ATP por cada átomo de oxígeno consumido y cada molécula de NADH2 oxidada.
Con otros dadores de electrones distintos del NADH2, el cociente P/ 0 puede ser diferente. Así, la
oxidación de succinato, que implica la donación directa de electrones del succinato a la
flavoproteína sin la mediación del NAD, determina un cociente P/ 0 de 2.
El aspecto más importante de la fosforilación oxidativa es que aporta al organismo un medio de
derivar energía de la oxidación de NADH2. La fosforilación oxidativa, por supuesto, depende de la
presencia en el ambiente de oxígeno gaseoso o de otro aceptor de electrones adecuado. Los
organismos aerobios pueden hacer por tanto mucho más ATP que los fermentadores con la misma
cantidad de fuente de energía, y por ello pueden sintetizar mucho más material celular. Además,
muchos compuestos orgánicos no pueden ser utilizados fermentativamente a causa de que no
pueden entrar en reacciones en las cuales se consiga producir fosforilación a nivel de sustrato, y
por ello no pueden participar en este tipo de síntesis de ATP. Por otra parte, muchos de esos
compuestos pueden utilizarse aerobiamente como fuentes de energía puesto que pueden reducir
NAD a NADH2 y hacer posible la síntesis de ATP a través de la fosforilación oxidativa.
Varias sustancias químicas inhiben el transporte de electrones. El monóxido de carbono (CO) se
combina directamente con el citocromo terminal e impide la unión del oxigeno; los cianuros (CN-) y
las azidas (N3-) se unen estrechamente al hierro del anillo porfirínico de los citocromos e impiden
su función oxidorreductora; el antibiótico antimicina A inhibe el transporte de electrones entre los
citocromos b y c. Ciertas sustancias químicas tales como el dinitrofenol actúan como agentes
desacopladores e inhiben la fosforilación oxidativa sin inhibir el transporte de electrones. En
presencia de dinitrofenol, la oxidación del NAU11 y el consumo de oxígeno ocurren normalmente,
pero no hay síntesis de ATP, siendo la consecuencia una pérdida de energía.
Otro inhibidor de la formación de ATP, el arseniato, actúa de diferente manera. El arsénico está
relacionado con el fósforo en la tabla periódica, y el arseniato (As043-) es parecido en estructura al
fosfato (P043-). Sin embargo, el enlace de alta energía formado cuando se usa arseniato en lugar
de fosfato es inestable y se desintegra espontáneamente, resultando de ello una pérdida de
energía. Así, el arseniato actúa como un desacoplador de la fosforilación oxidativa, puesto que
tiene lugar la oxidación de sustrato y la transferencia de electrones a O 2, pero no hay una síntesis
neta de ATP. El arseniato inhibe también la fosforilación a nivel de sustrato puesto que el enlace de
arseniato rico en energía que se forma sobre el sustrato es también inestable y se rompe.
Estos agentes son útiles en ocasiones para estudiar el mecanismo de la fosforilación oxidativa. En
microbiología tienen la máxima utilidad como inhibidores selectivos de organismos aerobios,
puesto que los anaerobios, al no usar el sistema de los citocromos, no son afectados. La azida
sódica se añade a menudo a los medios de cultivo para aislar selectivamente las bacterias del
ácido láctico, puesto que esas bacterias carecen de sistema citocromo y son capaces de crecer en
presencia de la azida sódica, mientras que la mayoría de las demás bacterias no pueden hacerlo.
Procesos de Refinamiento y Manufactura de Grasas y Aceites
1. Introducción
2. Refinamiento de aceites
3. Neutralización
4. Decoloración
5. Desgomado
6. Desodorización
7. Winterización
8. Hidrogenación
9. Generación de residuos y aspectos ambientales
10. Apéndice A
11. Apéndice B
12. Bibliografía
-1INTRODUCCIÓN
Este reporte, cuya finalidad primordial es informativa, lo realicé como proyecto del tema de grasas
y lípidos de la clase de Bioquímica general.
Su tema es el de manufactura de grasas y aceites, y muestra al lector de manera sencilla y
concreta los principales procesos en la tecnología de aceites comestibles.
La bibliografía utilizada es de alto reconocimiento, teniendo autores reconocidos como Badui o
Primo en sus últimas ediciones.
Se evitó dar muchos ejemplos de los procesos, para que no se alargara mucho la información y en
su lugar se colocaron esquemas y dibujos, las cuales son explicadas en el formato de CD que
viene junto este trabajo.
No hubo muchas limitantes, pues los procesos descritos están altamente estudiados y
estandarizados. El único problema aparente, fue el de búsqueda de información fuera de los libros,
pues la mayoría de ellos viene o en inglés o proviene de otros países fuera de México, siendo
información que necesitaba una "revisión" para incluirse dentro del reporte.
También, como parte del reporte, se incluyó una parte de los problemas ambientales que se
producen a causa de los procesos de refinamiento. Esto encaminado a crear una conciencia al
lector a utilizar y exigir tecnologías limpias cuando vaya a adquirir productos.
Además, quisiera recalcar la implementación de apéndices, donde, en el Apéndice A, se trata de
explicar con detalles el proceso de extracción completo del aceite de soya. En el
Apéndice B , se nombran las partes de varios equipos utilizados en los procesos.
Finalmente, se recomienda a manera de conclusión, la investigación de nuevos usos para los
aceites esenciales de especies y semillas oleaginosas, como en la medicina, en la industria de
agroquímicos, de pesticidas "inteligentes" y claro esta, en la industria de los alimentos.
-2REFINAMIENTO DE ACEITES.
Las grasas y los aceites de uso comercial en alimentos provienen de diferentes fuentes, pero
existen muchas materias primas de donde se pueden extraer estos lípidos. Después de procesos
para extracción de los tejidos adiposos de animales y los granos de oleaginosas, por medio de
prensado o por diferentes solventes se obtiene los aceites de consumo.
Excepto algunos finos, como los de oliva extra virgen, los aceites contienes impurezas que deben
ser eliminadas. Es por eso que tienen que ser sometidos a diferentes procesos y serie de
operaciones para eliminar las impurezas y conseguir mejores propiedades organolépticas.
Es necesario someterle a dichos procesos para liberarlos de fosfátidos, ácidos grasos libres,
pigmentos y sustancias que produzcan mal olor y sabor.
Neutralización.
Es el proceso por el cual se eliminan ácidos grasos libres de los aceites, pero también reduce los
monoacilglicéridos y fosfátidos que pudieron haber quedado después del desgomado.
La neutralización puede hacerse en caldera por cargas o en proceso continuo.
Cuando es por cargas, se hace añadiendo al aceite una solución de sosa al 12-15%, en la
proporción estequiométrica deducida de una valoración previa. Esta operación se lleva a cabo en
una caldera provista de un agitador y calefacción con vapor. La lejía se añade lentamente y se
forma una emulsión en el aceite que luego se rompe. La emulsión, conforme aumenta la
temperatura, se une en forma de pasta. La mezcla pasa a los decantadores donde se separa el
jabón y el aceite.
-3En la operación se producen perdidas por saponificación. El aceite decantado retiene residuos de
jabón que debe someterse a un lavado, cuidando que no se forme emulsiones.
En las instalaciones continuas, el aceite disuelto en hexano, entra en un reactor de neutralización
con agitación, junto con NaOH acuoso y alcohol. De allí pasa a un decantador donde se separan
las fases y se recupera el aceite.
La neutralización de aceites con más de 12% de ácidos grasos libres es complicada, por que la
abundante pasta formada es difícil de separar y las pérdidas son grandes. El proceso para la
neutralización es entonces una destilación a vacío elevado.
El procedimiento se basa en que los ácidos grasos libres pueden destilarse a un vacío elevado.
Para eliminar la totalidad de los ácidos grasos, sin deteriorar el aceite, se utiliza un vacío de hasta
5 mmHg y calentándolo a una temperatura de 180-240ºC.
Los aceites bien neutralizados contienen menos de 0.1% de ácidos grasos libres. Esto es
recomendable especialmente si los aceites se utilizarán para el proceso de hidrogenación.
Mediante las formulas estequiométricas dadas en el American Oils Chemist´s Society y utilizando
el valor del contenido de ácidos grasos libres (ACG) del aceite crudo, se calcula la cantidad de
hidróxido de sodio necesario para la neutralización.
NaOH/100 g de aceite = % ACG
+ 0.71
4.36
-4-
Figura 1.1. Dibujo de instalación de sistema de decoloración.
Decoloración (Blanqueo).
El aceite neutro y lavado se decolora añadiendo tierras adsorbentes (arcillosa o silícea). Las
arcillas son tratadas con ácido clorhídrico o sulfúrico diluidos. El aceite y la tierra se agitan, a
temperaturas máximas de 90ºC. La cantidad de tierra necesaria depende de la cantidad de color
del aceite y del grado de decoloración que se quiera obtener. A veces se utilizan mezclas de
tierras y carbón activado (5-10%) para obtener mejores resultados. El aceite decolorado se filtra
mediante filtro prensa y la tierra usada se desecha.
(La clorofila se fija bien a las arcillas y los carotenoides oxhidrilados son absorbidos por las tierras
neutras y básicas, mientras que los betacarotenoides y el gosipol no lo hacen así.)
En las instalaciones modernas la decoloración se hace en proceso continuo y al final se utilizan
dos filtros prensa, uno en uso y otro en limpieza alternativamente.
El color de los aceites disminuye considerablemente durante la hidrogenación, debido a la
desaparición de grupos cromóforos, debido a la reducción de enlaces π.
-5Desgomado.
El objetivo es eliminar los fosfátidos y glicolípidos, que se extraen de las semillas disueltas con el
aceite. Es importante el proceso debido a que sin este refinamiento, los triglicéridos se alteran con
mayor facilidad y adquieren sabores y olores desagradables (Otros problemas indeseables son:
decantación en los tanques de almacenamiento, mayor susceptibilidad a la oxidación, formación de
espumas durante el calentamiento).
El proceso consiste en tratar el aceite con agua o vapor, para que los fosfátidos se hidraten
y precipiten, al hacerse insolubles en la fase grasa. Se realiza en tanques dotados de un agitador,
para incorporar el agua (2% v/v) a una temperatura de 70ºC.
El aceite pasa a una centrifuga de gran velocidad, en la que se separan los fosfátidos, junto con el
agua en exceso, del aceite desgomado.
Los fosfátidos son deshidratados, y éste contiene otros lípidos e impurezas, y es de donde se
obtienen las lecitinas. Puede ser tratado con peróxidos para obtener productos más claros. (Las
lecitinas obtenidas tienen un valor comercial y se aplican, por su carácter emulgente, en diversas
industrias de alimentación.)
Figura 1.2 Esquema de equipo de neutralización.
-6Desodorización.
El aceite decolorado se desodoriza, a vacío, en
un recipiente donde se caliente a
150-160ºC, mientras se la pasa una corriente de vapor directo. Las sustancias volátiles son
arrastradas, dejando el aceite libre de olores y con sabor suave.
En los desodorizadores continuos el aceite cae en láminas delgadas, dentro de una torre de
calefacción, a vacío y a vapor de agua a contracorriente.
Hay que evitar todo contacto con el oxigeno, pues produce oxidaciones indeseables; el vapor que
se utiliza debe estar desaireado, no debe de haber entradas de aire y el vacío debe ser muy
elevado.
A veces se añaden secuestradores (esteres de ácido cítrico) para impedir la acción catalítica de los
iones metálico. En la operación se destruyen también los peróxidos.
Figura 1.3. Esquema de equipo de desodorización
o
7Winterizacion (hibernación).
Los aceites con un índice de yodo (IY) de aprox. 105 contiene glicéridos de puntos de fusión lo
suficientemente altos como para depositarse en forma de cristales sólidos cuando se mantienen a
temperaturas moderadamente bajas. Esto perjudica las propiedades del aceite. El aceite de mesa
debe mantenerse claro y brillante sin enturbiarse o solidificarse a temperaturas de refrigeración.
Para lograrlo es necesario precipitar previamente los componentes de punto de fusión altos,
separándolos por filtración. La mayor dificultad del proceso reside en conseguir el crecimiento de
los cristales del glicérido de forma que al separarlos, retenga la menor cantidad posible de aceite
liquido. Por esto, conviene que durante el proceso se formen cristales grandes, bajando lentamente
la temperatura. Algunos aceites contienen una cantidad considerable de sustancias cristalizables.
La precipitación se hace en grandes depósitos, mantenidos en cámaras refrigeradas. La
cristalización se hace con la solución en hexano, y en este caso los sólidos precipitados cristalizan
en forma más compacta, dura y fácil de separar. Una vez que se forma la nucleación, el aceite en
cristalización se mantiene en reposo, para evitar la desintegración de los cristales. La masa
separada se conoce como estearina.
Las grasas de punto de fusión alto retiradas pueden utilizarse en la elaboración de otros productos
-8Hidrogenación.
La saturación con hidrogeno de los enlaces dobles, en los glicéridos con cadenas de ácidos grasos
insaturados, da lugar a la elevación de puntos de fusión y naturalmente a la disminución del ÍY.
La saturación se produce por reacción de los aceites con hidrogeno, en presencia de un
catalizador de níquel. [1]
La reacción de saturación es exotérmica y se realiza a presión y temperaturas elevadas,
manteniendo muy poco contacto con el aire. Se utilizan aproximadamente 500 g de catalizador por
tonelada de aceite. En la hidrogenación, el IY va disminuyendo. En un comportamiento ideal, la
hidrogenación completa se obtiene cuando el IY=0.
La reacción de hidrogenación es selectiva y los ácidos grasos más insaturados tiene tendencia a
reaccionar primero. Esta selectividad se usa para hacer hidrogenaciones parciales selectivas de
aceites.
Pueden formarse someros trans por la acción del catalizador. Se producen reacciones
hidrogenación-deshidrogenación que dan lugar a desplazamientos de dobles enlaces, existiendo
glicéridos que son isómeros de posición y geométricos, de los naturales.
La hidrogenación puede dirigirse mediante el empleo de catalizadores selectivos.
El aceite seco se mezcla con el catalizador y se introduce en el reactor, en el que se calienta con
agitación; cuando ha alcanzado una temperatura adecuada, se inicia la introducción del hidrogeno
a presión. El aceite, el gas y el catalizador deben de estar en íntimo contacto, por lo cual se utilizan
un agitador. La temperatura del proceso varía según el aceite utilizado, y oscila entre los 100 y
225ºC, y la presión 1-4 atm.
La hidrogenación es un proceso exotérmico, la temperatura se controla mediante agua que circula
mediante unos serpentines de refrigeración.
Cuando se ha alcanzado el grado de hidrogenación deseado, se cierra la entrada de gas, se enfría
la mezcla sin bajar el punto de fusión y se filtra par recuperar el catalizador y obtener grasa limpia.
El índice de refracción (IR) varia según el numero de enlaces dobles presentes. El valor absoluto
del IR depende del IY y del peso molecular medio de los glicéridos.
Figura 4.1. Esquema de equipo de hidrogenación.
o
10 GENERACIÓN DE RESIDUOS Y ASPECTOS AMBIENTALES.
Contaminación del aire.
La contaminación del aire en la industria aceitera se produce básicamente por las emisiones de las
calderas.
Varias plantas están transformando sus calderas para trabajar con gas natural, y de esa forma
cumplir los requisitos de la Norma de contaminación del aire en cuanto a material particular. Con el
uso del gas natural podrían aumentar los índices de NOx en la calidad del aire. Este es un punto
que requerirá análisis y es susceptible de mejorar vía optimización del balance energético de la
fábrica.
El otro gran punto que puede provocar contaminación al aire son las emisiones de hexano en el
proceso de extracción por solvente; y emisiones de hidrógeno y amoníaco.
Molestias.
El otro impacto ambiental asociado a la industria aceitera tiene relación con la generación de olores
molestos. Los olores molestos son provocados principalmente en el proceso de refinación. Las
inversiones asociadas a su tratamiento son caras, razón por la cual se privilegia la minimización de
fugas y confinamiento de las zonas conflictivas.
Caracterización de efluentes líquidos.
El efluente líquido de la industria aceitera presenta como principales contaminantes aceites y
grasas; sólidos suspendidos; contaminantes como DQO; DBO y conductividad.
- 11 La DBO5 está normalmente ligada a los aceites, grasas y sólidos suspendidos, por lo tanto al
remover estos, los valores de DBO5 se reducen en un altisimo porcentaje.
La DBO5 también puede verse afectada por el contenido de jabones y gomas, siendo éstas
últimas muy comunes cuando se utiliza aceite de soya.
Los sulfatos son aportados básicamente en el proceso de inversión de ácidos grasos, producto de
la adición de ácido sulfúrico, y en el tratamiento físico-químico mediante la neutralización con el
mismo ácido y la utilización de sulfato de aluminio como agente coagulante.
Caracterización de residuos sólidos.
En general los residuos sólidos generados en la industria aceitera ofrecen la posibilidad de
reciclarse hacia otros rubros industriales, como ocurre con los descartes de plásticos utilizados en
envasado de productos terminados y papel utilizado en los envases.
El catalizador de Níquel utilizado en la hidrogenación es un polvo negro que queda retenido en los
filtros prensa. Este se dispone como residuo sólido en vertederos en la mayoría de los casos, y en
los menos se exporta a Estados Unidos para su recuperación. Este catalizador queda embebido en
aceite. La recuperación del níquel puede ser electrolítica para producción de cátodos de níquel; o
en ambiente ácido para producción de sulfato de níquel.
Las tierras de blanqueo representan un importante residuo sólido. De hecho, se estima su uso
entre 1% a 1,5% del total del volumen de aceite procesado. Las tierras de blanqueo son utilizadas
por todas las industrias aceiteras que efectúan el proceso de refinación. Estas quedan embebidas
en aceite, siendo la
concentración de aceites del orden del 30-50% de las tierras evacuadas. A las tierras de blanqueo
se les puede extraer el aceite por medio de un proceso de extracción por solvente. Este proceso de
recuperación lo efectúan solo aquellas fábricas que procesan semillas.
- 12 Cuando se separa el aceite de la tierra de blanqueo, el extracto resultante puede ser utilizada
como relleno de caminos, y como alimento animal (se admite hasta un 2% de estas tierras en la
formulación del alimento). Cuando no se recupera el aceite son dispuestas en vertederos.
Los lodos generados en la planta de tratamiento de aguas, con un altísimo nivel de aceites y
grasas, son sometidos a un proceso de desdoblamiento. Este consiste en reducir el pH (<1) y
agregar vapor para elevar la temperatura de estos. En esas condiciones, se generan tres fases:
aceite, agua y borras. El aceite es reciclado al proceso productivo, el agua es retornada a la planta
de tratamiento, y las borras son dispuestas como residuo sólido, o recicladas a otras industrias.
Impactos ambientales actuales y potenciales.
El impacto ambiental de la industria aceitera está concentrado en la problemática de riesgos
potenciales de explosiones, efluentes líquidos, de los lodos producidos en su tratamiento y de los
olores molestos.
Las empresas productoras están en su mayoría conectadas a servicios de alcantarillado público.
Por ello, las que no han implementado planta de tratamiento, pueden provocar obstrucción de las
redes de alcantarillado por solidificación de aceites y grasas. Si se implementa un tratamiento
previo no se tendrá ningún problema para su disposición en redes de alcantarillado público.
La DBO5 disuelta de los efluentes tratados se mantiene en el rango de 300 mg/lt, con máximos
posibles del orden de 500-600 mg/lt. Es por ello, que no tiene sentido la construcción de plantas
biológicas para pulido de la DBO5 por cuanto son niveles que pueden tratarse sin problema alguno
en las plantas municipales.
- 13 -
APÉNDICE A.
Proceso de Refinamiento del aceite de Soya.
El aceite que contiene de 0.5 a 0.75% de ácidos grasos, se mezcla mecánicamente con un ligero
exceso de álcali que reacciona con estos para formar jabones. Se lava con 0.1 partes de agua a
71-80ºC y el agua se separa del aceite en un segunda centrifuga. Algunas plantas utilizan ácido
fosfórico o cítrico en el proceso de lavado. El aceite se atomiza en un secador al vacío, para
disminuir la humedad hasta 0.5-0.05%. El aceite es entonces blanqueado utilizando tierras Fuller
(silicato de aluminio hidratado) y arcillas activadas como las bentonitas, montmorilonitas o carbón
activado. Se mezclan el aceite y tierras a 110ºC y se atomiza en la cámara para desprenderse de
la humedad fija. El aceite se bombea por un filtro cerrado para eliminar las arcillas.
El aceite de soya se mezcla casi siempre con un 10 al 20% de aceite de algodón y se hidrogena
para obtener las grasas correspondientes. El aceite blanqueado se hidrogena hasta que tenga
un IY de 107 y se inverna para obtener un producto con un IY de 110.
La hibernación puede hacerse enfriando el aceite aproximadamente a 13ºC durante 12 horas
hasta que aparezcan los primeros cristales de grasa sólida. En las siguientes 18 horas la velocidad
de enfriamiento se hace más lenta hasta llegar a 4 o 5ºC, y se mantiene a esa temperatura durante
3 días más aproximadamente a 4ºC; después de que pasa una prueba en frío ( 20 hrs. a 0ºC) , el
aceite se desodoriza haciendo pasar vapor caliente a presión reducida. Un aumento de la
temperatura de 177º a 232ºC incrementaría la velocidad de eliminación en nueve veces.
- 14 Algunos desodorizantes trabajan de 1 a 6 mmHG, mediante el uso de inyectores múltiples de vapor.
Se considera normal una inyección de vapor del 5% del peso. Los tipos de desodorizantes
utilizados son continuos y descontinuos: los últimos utilizan el mismo vacío para el aceite terminado
y el que entra.
- 15 -
APÉNDICE B
- 17 Esquema de una instalación de neutralización de aceites De Smet.
404= Mezclador, 415= Lavador-Decantador, 415M= Fase hexano, 415Z= Fase alcohol, 418=
Evaporador, 419= Condensador, 445= Columna rectificadora, 459 =Condensador,
U= Mucílagos, AG= Ácidos grasos, H= Aceite, Z= Jabón, M= Miscela, W= Efluente,
Hexano, A= Alcohol.
X=
Componentes Electrónicos
1. Introducción
2. Resistencias
3. Condensador
4. Reóstatos
5. Transformador
6. Diodo
7. Bobina
8. Pila (acumulador, batería)
9. Fusible
10. Relé
11. Transistores
12. Circuitos integrados
13. Conclusión
INTRODUCCIÓN
A finales de la década de 1940, la electrónica no tenia mayor consideración que la de ser una rama
secundaria de la electricidad.
Aunque por aquel entonces ya existían aparatos que podrían tener al menos exteriormente, cierto
aspecto de "electrónicos", como receptores de radio, tocadiscos o rudimentarias máquinas de
calcular no dejaban de ser circuitos y piezas puramente eléctricas unidas mediante cables.
Las investigaciones en busca de mejoras, tanto en las propiedades como, sobre todo, en el tamaño
de las válvulas, dieron origen a la aparición de unos nuevos materiales llamados semiconductores,
que a su vez provocaron la creación de una nueva disciplina tecnológica denominada electrónica.
Sea como fuere, tanto en electricidad como en electrónica, el movimiento de los electrones es el
motivo fundamental del funcionamiento de sus circuitos; la única diferencia es que la segunda
utiliza componentes tales como las válvulas, los semiconductores y los circuitos integrados, a los
que genéricamente se denomina elementos activos en oposición a los usados en electricidad
(resistencias, condensadores, bobinas etc.), llamados elementos pasivos
Gracias a tales elementos activos, la electrónica se constituye en una ciencia cuyo objetivo
primordial es ser una perfecta herramienta para obtener, manejar y utilizar información.
Como ya hemos dicho, los componentes son elementos básicos con los que se construyen
circuitos, y desempeñan, por lo tanto, las funciones elementales de la electrónica.
Cada circuito, ya sea eléctrico o electrónico ha de contener, por lo menos, un componente pasivo
que actué como conductor y que provoque la circulación de una corriente eléctrica por dicho
circuito.
RESISTENCIAS
Propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso de una corriente
eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina según la llamada ley de Ohm cuánta
corriente fluye en el circuito cuando se le aplica un voltaje determinado. La unidad de resistencia es
el ohmio, que es la resistencia de un conductor si es recorrido por una corriente de un amperio
cuando se le aplica una tensión de 1 voltio. La abreviatura habitual para la resistencia eléctrica es
R, y el símbolo del ohmio es la letra griega omega, Ω. En algunos cαlculos eléctricos se emplea el
inverso de la resistencia, 1/R, que se denomina conductancia y se representa por G. La unidad de
conductancia es siemens, cuyo símbolo es S. Aún puede encontrarse en ciertas obras la
denominación antigua de esta unidad, mho.
RESISTENCIAS
CONDENSADOR
El condensador es uno de los componentes mas utilizados en los circuitos eléctricos.
Un condensador es un componente pasivo que presenta la cualidad de almacenar energía
eléctrica. Esta formado por dos laminas de material conductor (metal) que se encuentran
separados por un material dieléctrico (material aislante). En un condensador simple, cualquiera sea
su aspecto exterior, dispondrá de dos terminales, los cuales a su vez están conectados a las dos
laminas conductoras.
Condensador no polarizado Condensador variable
REÓSTATOS
Son resistencias bobinadas variables dispuestas de tal forma que pueda variar el valor de la
resistencia del circuito en que esta instalada, como ya sabemos, son capaces de aguantar mas
corriente. . A las resistencias variables se le llaman reóstatos o potenciómetros, con un brazo de
contacto deslizante y ajustable, suelen utilizarse para controlar el volumen de radios y televisiones.
TRANSFORMADOR
Dispositivo eléctrico que consta de una bobina de cable situada junto a una o varias bobinas más,
y que se utiliza para unir dos o más circuitos de corriente alterna (CA) aprovechando el efecto de
inducción entre las bobinas. La bobina conectada a la fuente de energía se llama bobina primaria.
Las demás bobinas reciben el nombre de bobinas secundarias. Un transformador cuyo voltaje
secundario sea superior al primario se llama transformador elevador. Si el voltaje secundario es
inferior al primario este dispositivo recibe el nombre de transformador reductor. El producto de
intensidad de corriente por voltaje es constante en cada juego de bobinas, de forma que en un
transformador elevador el aumento de voltaje de la bobina secundaria viene acompañado por la
correspondiente disminución de corriente. La cantidad de terminales varía según cuantos
bobinados y tomas tenga. Como mínimo son tres para los auto- transformadores y cuatro en
adelante para los transformadores. No tienen polaridad aunque si orientación magnética de los
bobinados.
TRANSFORMADOR NÚCLEO DE AIRE TRANSFORMADOR
DIODO
Componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. Los primeros
dispositivos de este tipo fueron los diodos de tubo de vacío, que consistían en un receptáculo de
vidrio o de acero al vacío que contenía dos electrodos: un cátodo y un ánodo. Ya que los
electrones pueden fluir en un solo sentido, desde el cátodo hacia el ánodo, el diodo de tubo de
vacío se podía utilizar en la rectificación. Los diodos más empleados en los circuitos electrónicos
actuales son los diodos fabricados con material semiconductor. El más sencillo, el diodo con punto
de contacto de germanio, se creó en los primeros días de la radio, cuando la señal radiofónica se
detectaba mediante un cristal de germanio y un cable fino terminado en punta y apoyado sobre él.
En los diodos de germanio (o de silicio) modernos, el cable y una minúscula placa de cristal van
montados dentro de un pequeño tubo de vidrio y conectados a dos cables que se sueldan a los
extremos del tubo.
Diodo rectificador Diodo emisor de luz (LED)
BOBINA
Las bobinas (también llamadas inductores) consisten en un hilo conductor enrollado. Al pasar una
corriente a través de la bobina, alrededor de la misma se crea un campo magnético que tiende a
oponerse a los cambios bruscos de la intensidad de la corriente. Al igual que un condensador, una
bobina puede utilizarse para diferenciar entre señales rápida y lentamente cambiantes (altas y
bajas frecuencias). Al utilizar una bobina conjuntamente con un condensador, la tensión de la
bobina alcanza un valor máximo a una frecuencia específica que depende de la capacitancia y de
la inductancia. Este principio se emplea en los receptores de radio al seleccionar una frecuencia
específica mediante un condensador variable.
BOBINAS
PILA (Acumulador, Batería)
Dispositivo que convierte la energía química en eléctrica. Todas las pilas consisten en un electrolito
(que puede ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo positivo y un electrodo negativo. El
electrolito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los
recibe. Al conectar los electrodos al circuito que hay que alimentar, se produce una corriente
eléctrica.
Las pilas en las que el producto químico no puede volver a su forma original una vez que la
energía química se ha transformado en energía eléctrica (es decir, cuando las pilas se han
descargado), se llaman pilas primarias o voltaicas. Las pilas secundarias o acumuladores son
aquellas pilas reversibles en las que el producto químico que al reaccionar en los electrodos
produce energía eléctrica, puede ser reconstituido pasando una corriente eléctrica a través de él en
sentido opuesto a la operación normal de la pila.
PILA-ACUMULADOR-BATERÍA
FUSIBLE
Dispositivo de seguridad utilizado para proteger un circuito eléctrico de un exceso de corriente. Su
componente esencial es, habitualmente, un hilo o una banda de metal que se derrite a una
determinada temperatura. El fusible está diseñado para que la banda de metal pueda colocarse
fácilmente en el circuito eléctrico. Si la corriente del circuito excede un valor predeterminado, el
metal fusible se derrite y se rompe o abre el circuito. Los dispositivos utilizados para detonar
explosivos también se llaman fusibles.
Un fusible cilíndrico está formado por una banda de metal fusible encerrada en un cilindro de
cerámica o de fibra. Unos bornes de metal ajustados a los extremos del fusible hacen contacto con
la banda de metal. Este tipo de fusible se coloca en un circuito eléctrico de modo que la corriente
fluya a través de la banda metálica para que el circuito se complete. Si se da un exceso de
corriente en el circuito, la conexión de metal se calienta hasta su punto de fusión y se rompe. Esto
abre el circuito, detiene el paso de la corriente y, de ese modo, protege al circuito.
FUSIBLES
RELÉ
Conmutador eléctrico especializado que permite controlar un dispositivo de gran potencia mediante
un dispositivo de potencia mucho menor. Un relé está formado por un electroimán y unos contactos
conmutadores mecánicos que son impulsados por el electroimán. Éste requiere una corriente de
sólo unos cientos de miliamperios generada por una tensión de sólo unos voltios, mientras que los
contactos pueden estar sometidos a una tensión de cientos de voltios y soportar el paso de
decenas de amperios. Por tanto, el conmutador permite que una corriente y tensión pequeñas
controlen una corriente y tensión mayores. Técnicamente un relé es un aparato electromecánico
capaz de accionar uno o varios interruptores cuando es excitado por una corriente eléctrica.
Relé rápido Relé con doble bobinado
TRANSISTORES
Los transistores se componen de semiconductores. Se trata de materiales, como el silicio o el
germanio, dopados (es decir, se les han incrustado pequeñas cantidades de materias extrañas), de
manera que se produce un exceso o una carencia de electrones libres. En el primer caso, se dice
que el semiconductor es del tipo n, y en el segundo, que es del tipo p. Combinando materiales del
tipo n y del tipo p se puede producir un diodo. Cuando éste se conecta a una batería de manera tal
que el material tipo p es positivo y el material tipo n es negativo, los electrones son repelidos desde
el terminal negativo de la batería y pasan, sin ningún obstáculo, a la región p, que carece de
electrones. Con la batería invertida, los electrones que llegan al material p pueden pasar sólo con
muchas dificultades hacia el material n, que ya está lleno de electrones libres, en cuyo caso la
corriente es prácticamente cero.
Transistor NPN Transistor PNP
CIRCUITOS INTEGRADOS
La mayoría de los circuitos integrados son pequeños trozos, o chips, de silicio, de entre 2 y 4 mm2,
sobre los que se fabrican los transistores. La fotolitografía permite al diseñador crear centenares de
miles de transistores en un solo chip situando de forma adecuada las numerosas regiones tipo n y
p. Durante la fabricación, estas regiones son interconectadas mediante conductores minúsculos, a
fin de producir circuitos especializados complejos. Estos circuitos integrados son llamados
monolíticos por estar fabricados sobre un único cristal de silicio. Los chips requieren mucho menos
espacio y potencia, y su fabricación es más barata que la de un circuito equivalente compuesto por
transistores individuales.
(IC)Circuito integrado símbolo genérico
CONCLUSIÓN
Los componentes electrónicos han venido evolucionando a través del tiempo que cada día, mas
pequeños y complejos son los circuitos eléctricos, esto se debe a que los componentes son
elaborados con la finalidad de realizar diversas tareas dentro del circuito en el caso de los circuitos
integrados su desarrollo ha revolucionado los campos de las comunicaciones, la gestión de la
información y la informática. Los circuitos integrados han permitido reducir el tamaño de los
dispositivos con el consiguiente descenso de los costes de fabricación y de mantenimiento de los
sistemas. Al mismo tiempo, ofrecen mayor velocidad y fiabilidad. Los relojes digitales, las
computadoras portátiles y los juegos electrónicos son sistemas basados en microprocesadores.
Otro avance importante es la digitalización de las señales de sonido, proceso en el cual la
frecuencia y la amplitud de una señal de sonido se codifica digitalmente mediante técnicas de
muestreo adecuadas, es decir, técnicas para medir la amplitud de la señal a intervalos muy cortos.
La música grabada de forma digital, como la de los discos compactos, se caracteriza por una
fidelidad que no era posible alcanzar con los métodos de grabación directa. De igual manera pasa
con los transistores, ha reemplazado casi completamente al tubo de vacío en la mayoría de sus
aplicaciones. Al incorporar un conjunto de materiales semiconductores y contactos eléctricos, el
transistor permite las mismas funciones que el tubo de vacío, pero con un coste, peso y potencia
más bajos, y una mayor fiabilidad.
Asfaltos Modificados con Polímeros
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Introducción.
Propiedades de los Ligantes y Mezclas Asfálticas.
Propiedades y especificaciones de los Asf. Modificados con Polímeros.
Ventajas de las Mezclas en Servicio
Durabilidad de las mezclas asf. preparadas con ligantes modificados con polímeros
Conclusión
Bibliografía
Anexos
Introducción
La modificación de asfalto es una nueva técnica utilizada para el aprovechamiento efectivo de
asfaltos en la pavimentación de vías. Esta técnica consiste en la adición de polímeros a los asfaltos
convencionales con el fin de mejorar sus características mecánicas, es decir, su resistencia a las
deformaciones por factores climatológicos y del tránsito (peso vehicular).
Los objetivos que se persiguen con la modificación de los asfaltos con polímeros, es contar con
ligantes más viscosos a temperaturas elevadas para reducir las deformaciones permanentes
(ahuellamiento), de las mezclas que componen las capas de rodamiento, aumentando la rigidez.
Por otro lado disminuir el fisuramiento por efecto térmico a bajas temperaturas y por fatiga,
aumentando su elasticidad. Finalmente contar con un ligante de mejores características adhesivas.
Propiedades de los ligantes y mezclas asfálticas
Aunque en una mezcla asfáltica, el asfalto sea minoritario en proporción, sus propiedades pueden
influir de manera significativa en su comportamiento. El tipo de mezcla será el que, en gran medida,
determine la contribución hecha por el ligante sobre todo el conjunto. Generalmente, las
propiedades de las mezclas con granulometría continua dependen del enclavamiento o trabazón
de los áridos, mientras que las preparadas con altos contenidos de mortero asfáltico dependen
más de la rigidez de la proporción de ligante, polvo mineral y arena.
A altas temperaturas de servicio, puede que el ligante llegue a reblandecerse, facilitando la
deformación de la mezcla (ahuellamiento). El riesgo de aparición de estas deformaciones es aún
mayor en pavimentos sometidos a la circulación de vehículos pesados. De manera generalizada y
sin tener en cuenta otros factores que pueden influir, se puede disminuir la probabilidad de
aparición de estas deformaciones aumentando la rigidez del ligante mediante el empleo de un
asfalto más duro.
Por otro lado a temperaturas de servicios bajas, el ligante se vuelve relativamente rígido y va
perdiendo poder de resistencia a las tensiones, volviéndose frágil y siendo susceptible de
fisuraciones. El grado de susceptibilidad a la fisuración está relacionado con la dureza del asfalto y
su capacidad para absorber las solicitaciones inducida por el tráfico. Disminuyendo la dureza del
asfalto, se minimizará el riesgo de fallo por fragilidad.
Entonces, debido a lo dicho precedentemente a la hora de buscar comportamientos globales
satisfactorios de la mezclas bituminosas, la elección del asfalto adecuado para cada tipo de
mezclas se vuelve un compromiso entre ambos extremos; ahuellamiento a altas temperaturas y
fisuramiento por fragilidad térmica a bajas temperaturas. Donde mejorando el comportamiento a
altas temperaturas, se influye negativamente en el comportamiento a bajas temperaturas.
Propiedades y especificaciones de los asfaltos modificados con polímeros.
Propiedades
os polímeros son sustancias de alto peso molecular formada por la unión de cientos o
miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros (compuestos químicos con moléculas
simples). Se forman así moléculas gigantes que toman formas diversas: cadenas en forma
de escalera, cadenas unidas o termofijas que no pueden ablandarse al ser calentadas,
cadenas largas y sueltas, etc. Algunos modificadores poliméricos que han dado buenos
resultados.
Homopolímeros: que tienen una sola unidad estructural (monómero).
Copolímeros: tienen varias unidades estructurales distintas. (Ejemplos: EVA, SBS)
Plastómeros: al estirarlos se sobrepasa la tensión de fluencia, no volviendo a su longitud original al
cesar la solicitación. Tienen deformaciones pseudoplásticas con poca elasticidad.
Dentro de estos tenemos:





EVA: etileno-acetato de vinilo.
EMA: Etileno-acrilato de metilo
PE: (polietileno) tiene buena resistencia a la tracción y buena resistencia térmica, como
también buen comportamiento a bajas temperaturas.
PP: (Polipropileno).
Poliestireno: no son casi usados.
Elastómeros: al estirarlos, a diferencia de los anteriores, estos vuelven a su posición original, es
decir, son elásticos.
Dentro de estos tenemos:




Natural: caucho natural, celulosa, glucosa, sacarosa, ceras y arcillas son ejemplos de
polímeros orgánicos e inorgánicos naturales
SBS:(estireno-butadieno-estireno) o caucho termoplástico. Este es el más utilizado de los
polímeros para la modificación de los asfaltos, ya que este es el que mejor comportamiento tiene
durante la vida útil de la mezcla asfáltica.
SBR: Cauchos sintéticos del 25% de Estireno y 75% de butadieno; para mejorar su
adhesividad se le incorpora ácido acrílico
EPDM: (polipropileno atáctico) es muy flexible y resistente al calor y a los agentes químicos.
Termoendurecibles: estos tienen muchos enlaces transversales que impiden que puedan volver a
ablandarse al calentarse nuevamente. Son ejemplos de estos las resinas epóxi; estas se usan en
grandes porcentajes, mayores al 20%, son muy costosas y se utilizan para casos especiales
(ejemplo: playa de camiones)
Los asfaltos modificados con polímeros están constituidos por dos fases, una formada por
pequeñas partículas de polímero hinchado y la otra por asfalto. En las composiciones de baja
concentración de polímeros existe una matriz continua de asfalto en la que se encuentra disperso
el polímero; pero si se aumenta la proporción de polímero en el asfalto se produce una inversión de
fases, estando la fase continua constituida por el polímero hinchado y la fase discontinua
corresponde al asfalto que se encuentra disperso en ella.
Esta micromorfología bifásica y las interacciones existentes entre las moléculas del polímero y los
componentes del asfalto parecen ser la causa del cambio de propiedades que experimentan los
asfaltos modificados con polímeros.
El efecto principal de añadir polímeros a los asfaltos es el cambio en la relación viscosidadtemperatura (sobre todo en el rango de temperaturas de servicio de las mezclas asfálticas)
permitiendo mejorar de esta manera el comportamiento del asfalto tanto a bajas como a altas
temperaturas.
Otras propiedades que el asfalto modificado mejora respecto del asfalto convencional son:





Mayor intervalo de plasticidad(diferencia entre el punto de ablandamiento y el Fraass)
Mayor cohesión.
Mejora de la respuesta elástica.
Mayor resistencia a la acción del agua.
Mayor resistencia al envejecimiento.
Las propiedades que estos imparten dependen de los siguientes factores:



Tipo y composición del polímero incorporado.
Característica y estructura coloidal del asfalto base.
Proporción relativa de asfalto y polímero.
Para que los asfaltos con polímeros consigan las prestaciones óptimas, hay que seleccionar
cuidadosamente el asfalto base (es necesario que los polímeros sean compatible con el material
asfáltico), el tipo de polímero, la dosificación, la elaboración y las condiciones de almacenaje. Cada
polímero tiene un tamaño de partícula de dispersión óptima para mejorar las propiedades
reológicas, donde por encima de esta el polímero solo actúa como un filler; y por debajo de esta,
pasan a estar muy solubilizados y aumentan la viscosidad, sin mejorar la elasticidad y la resistencia.
Para analizar la compatibilidad de los polímeros con el asfalto base tenemos:
a. Criterio del índice de IMAMURA.
b. Mediante tablas de solubilidad.
Los polímeros compatibles producen rápidamente un asfalto estable, usando técnicas
convencionales de preparación. Estos sistemas convencionales de preparación de asfaltos
modificados con polímeros son grandes recipientes de mezclado con paletas agitadoras a
velocidades lentas, o recipientes especiales que favorecen la recirculación con agitadores
mecánicos de corte de gran velocidad. El polímero puede venir en polvo, en forma de pequeñas
bolitas (pellets) o en grandes panes. La temperatura de mezclado depende del tipo de polímero
utilizado.
En la actualidad muchos fabricantes de asfaltos, han instalados equipos especializados para la
preparación de A.M.P, estas centrales producen asfaltos modificados con polímeros que alcanzan
altas prestaciones.
Especificaciones
En razón que los asfaltos presentan un comportamiento reológico de tipo viscoelástico, la adición
de un polímero incrementa su componente elástica. Los ensayos típicos de "Penetración" y "Punto
de Ablandamiento", no miden elasticidad ni recuperación elástica, características típicas de los
asfaltos modificados, de ahí que deba recurrirse a otros tipos de ensayos. Un método que ha sido
adoptado en muchos países de Europa, es el de "Recuperación elástica", basado en el ensayo
convencional de "Ductilidad".
Hasta el momento no se tiene conocimiento de una especificación para asfaltos modificados con
polímeros modificados por parte de instituciones oficiales. Sí se conocen especificaciones que se
ajustan a determinados productos comerciales; en estas especificaciones se incluyen, entre otros
ensayos, el "Punto de fractura Fraass" y el ensayo de "Recuperación elástica".
VENTAJAS EN LAS MEZCLAS EN SERVICIO
Los asfaltos modificados se deben aplicar, en aquellos casos específicos en que las propiedades
de los ligantes tradicionales son insuficientes para cumplir con éxito la función para la cual fueron
encomendados, es decir, en mezclas para pavimentos que están sometidos a solicitaciones
excesivas, ya sea por el tránsito o por otras causas como: temperaturas extremas, agentes
atmosféricos, tipología del firme, etc. Si bien los polímeros modifican las propiedades reológicas de
los asfaltos, estos deben mostrar ventajas en servicio; los campos de aplicación más frecuentes
son:


Mezclas drenantes: las mezclas drenantes tienen un porcentaje muy elevado de huecos en
mezcla (superior al 20%) y una proporción de árido fino muy baja (inferior al 20%), por lo que el
ligante debe tener una muy buena cohesión para evitar la disgregación de la mezcla. Además el
ligante necesita una elevada viscosidad para proporcionar una película de ligante gruesa
envolviendo los áridos y evitar los efectos perjudiciales del envejecimiento y de la acción del agua
(dado a que este tipo de mezclas es muy abierta).
Mezclas resistentes y rugosas para capas delgadas: La utilización de polímeros en este
tipo de mezclas es para aumentar la durabilidad de las mezclas. Estos tipos de mezclas de
pequeño espesor surgen dada a la rapidez de aplicación, lo que reduce al mínimo los tiempos de
cortes de tráfico. Estas se utilizan para trabajos de conservación de rutas y vías urbanas, que
exigen mezclas con alta resistencia y con una buena textura superficial.
La resistencia de estas mezclas se consigue con áridos de buena calidad, elevado porcentaje de
filler (8 a 10%) y un asfalto modificado con polímeros.
La buena textura superficial para mejorar la adherencia de los vehículos se consigue mediante una
granulometría discontinua (discontinuidad 2-6mm)
En este tipo de mezclas es de vital importancia la adherencias con la capa subyacente (esta
también influye en la durabilidad). Estas también deben ser resistentes, para soportar la acción del
tránsito y el desprendimiento de los áridos.
Estas mezclas son denominadas también microaglomerados y tienen espesores menores a los 30
mm.

Mezclas densas: Para la aplicaciones en las cuales se deban soportar tráfico intenso
la mezcla bituminosa debe ser resistente al ahuellamiento. Al mismo tiempo, el material
debe poder ser mezclado, extendido y compactado a temperaturas normales y no se debe
volver frágil cuando la temperatura del pavimento descienda.
Muestra de mezcla asfáltica convencional.
Muestra de mezcla asfáltica modificada con polímeros.
Como puede observarse existe una gran diferencia entre los resultados obtenidos sobre una
muestra de mezcla asfáltica convencional y otra con una mezcla asfáltica modificada con polímeros,
la mezcla modificada puede hacer frente al ahuellamiento con una marcada diferencia sobre la otra
muestra.
En otras aplicaciones, el objetivo puede ser generar una mezcla flexible con el fin de reducir la
posibilidad de rotura por fatiga. En estos casos, se necesitarán asfaltos modificados con polímeros,
preferentemente de naturaleza elástica, para que la mezcla sea capaz de absorber las tensiones
sin que se produzca la rotura.
Se han realizados varios ensayos que han demostrado que los asfaltos modificados con asfaltos
modificados con polímeros son capaces de asimilar mayores tensiones iniciales que las mezclas
realizadas con una mezcla convencional.


Tratamientos superficiales mediante el riego con gravilla: los A.M.P y las emulsiones con
ellos fabricadas, son adecuados para riegos en vías de fuerte intensidad de tráfico y/o en zonas
climáticas de temperaturas extremas, porque el ligante debe tener una buena cohesión en un
amplio intervalo de temperatura y una buena susceptibilidad térmica, con el fin de evitar exudación
del ligante durante el verano, así como la pérdida de gravilla en el invierno.
Membrana absorbente de tensiones: estas membranas tienen como misión retardar la
propagación de fisuras de un firme a un nuevo refuerzo, por lo que deben estar fabricadas con
A.M.P para tener buena resistencia mecánica, resiliencia y flexibilidad para absorber las tensiones
provocadas por el movimiento de las fisuras del firme.
Durabilidad de las mezclas asfálticas preparadas con ligantes modificados con polímeros
En función de no contar con experiencias muy válidas en cuanto a la durabilidad de mezclas
bituminosas modificadas con polímeros, se hacen necesarios implementar métodos de laboratorio
para evaluar el comportamiento a corto y largo plazo de envejecimiento.
Como métodos de envejecimiento de las mezclas en laboratorio a corto y largo plazo se emplean
los métodos desarrollados por SHRP (Strategic Highway Research Program).
Hay muy poca información de la degradación que sufren los polímeros componentes de los
asfaltos durante su funcionamiento en servicio. En general los ensayos que se realizan para
determinar la alteración que sufren los A.M.P recuperados del pavimento son muy complicados por
el hecho de que el calentamiento de la mezcla y posterior disolución con solvente para obtener la
muestra para luego ser ensayada, puede afectar las propiedades de ciertos polímeros y falsear los
resultados.
Como es bien conocido el envejecimiento o endurecimiento de los asfaltos ocurre durante los
procesos de mezclado y colocación de las mezclas (envejecimiento a corto plazo) y durante su vida
de servicio en el pavimento (envejecimiento a largo plazo).
Para simular el envejecimiento a corto plazo se usan los ensayos TFOT y RTFOT.
Para simular el envejecimiento en servicio, SHRP ha adoptado el envejecimiento PAV.
En el caso de las mezclas asfálticas el SHRP ha propuesto para el envejecimiento a corto plazo el
ensayo STOA y para el largo plazo el LTOA.
Se han realizado ensayos (los mencionados precedentemente) sobre muestras de ligante y
mezclas bituminosas modificadas con polímeros llegando a la conclusión que los A.M.P, tienen un
índice de envejecimiento más bajo que los convencionales.
Conclusión
A manera de conclusión se pueden enumerar una serie de ventajas y desventajas de los asfaltos
modificados con polímeros.
Ventajas
1. Disminuye la suceptibilidad térmica


Se obtienen mezclas más rígidas a altas temperaturas de servicio reduciendo el
ahuellamiento.
Se obtienen mezclas más flexibles a bajas temperaturas de servicio reduciendo el
fisuramiento.
1. Disminuye la exudación del asfalto: por la mayor viscosidad de la mezcla, su menor
tendencia a fluir y su mayor elasticidad.
2. Mayor elasticidad: debido a los polímeros de cadenas largas.
3. Mayor adherencia: debido a los polímeros de cadenas cortas.
4. Mayor cohesión: el polímero refuerza la cohesión de la mezcla.
5. Mejora la trabajabilidad y la compactación: por la acción lubricante del polímero o de los
aditivos incorporados para el mezclado.
6. Mejor impermeabilización: en los sellados bituminosos, pues absorbe mejor los esfuerzos
tangenciales, evitando la propagación de las fisuras.
7. Mayor resistencia al envejecimiento: mantiene las propiedades del ligante, pues los sitios
más activos del asfalto son ocupados por el polímero.
8. Mayor durabilidad: los ensayos de envejecimiento acelerado en laboratorio, demuestran su
excelente resistencia al cambio de sus propiedades características.
9. Mejora la vida útil de las mezclas: menos trabajos de conservación.
10. Fácilmente disponible en el mercado.
11. Permiten mayor espesor de la película de asfalto sobre el agregado.
12. Mayor resistencia al derrame de combustibles.
13. Reduce el costo de mantenimiento.
14. Disminuye el nivel de ruidos: sobre todo en mezclas abiertas.
15. Aumenta el módulo de la mezcla.
16. Permite la reducción de hasta el 20% de los espesores por su mayor módulo.
17. Mayor resistencia a la flexión en la cara inferior de las capas de mezclas asfálticas.
18. Permite un mejor sellado de las fisuras.
19. Buenas condiciones de almacenamiento a temperaturas moderadas.
20. No requieren equipos especiales.
Desventajas
1. Alto costo del polímero.
2. Dificultades del mezclado: no todos los polímeros son compatibles con el asfalto base
(existen aditivos correctores).
3. Deben extremarse los cuidados en el momento de la elaboración de la mezcla.
4. Los agregados no deben estar húmedos ni sucios.
5. La temperatura mínima de distribución es de 145ºC por su rápido endurecimiento
Evidente que la mayor desventaja de estos es el alto costo inicial del asfalto modificado, sin
embargo, si hacemos un análisis del costo a largo plazo (es decir, la vida útil de la vía); podemos
concluir que el elevado costo inicial queda sobradamente compensado por la reducción del
mantenimiento futuro y el alargamiento de la vida de servicio del pavimento.
BIBLIOGRAFIA
1)-The asphalt Institute. Manual del asfalto. Bilbao.Ediciones Urmo, 1973.
2)-Comisión permanente del asfalto de la Republica Argentina. Vigesimo Octava Reunión del
Asfalto. Buenos Aires, Argentina, 1995.
3)-Revista Rutas. Madrid. Edita: Revistas de la Asociación Técnica de Carreteras, Diciembre de
1997.
4)-Construcciones Pan-Americana. Guía Mundial del Comprador Internacional Buyer’s Guide.
Mayo 2003.
5)- Revista Carreteras. Asociación Argentina de Carreteras. Mayo 1993.
6)-Bocco, Zanon. Mezclas Asfálticas y Aridos Triturados. Trabajo Final UCC. Diciembre de 2000
7)-A.Chiman, L.Sanabria, L.Hernandez, L.Chiman. Evaluación de las Propiedades de Asfaltos
Modificados con Polímeros Activados. Corporación para la Investigación y Desarrollo en Asfaltos
en el Sector de Transporte e Industrial Corasfaltos.
8)- J.Agnusdei, O.Iosco. Durabilidad de Mezclas Asfáltica Preparadas con Ligante Modificados con
Polímeros. Comisión de Investigaciones Científicas. Lemit. Buenos Aires, Argentina.
INTERNET
1)-www.colciencias.gov.co
2)-www.asphaltinstitute.org
3)-www.cpasfalto.org
4)-www.styrelf.com.es
ANEXO I
ENSAYOS
Ensayo de Penetración
Este ensayo se utiliza para la clasificación de los asfaltos. Este es un método antiguo y empírico
que consiste en:



Calentar un recipiente con cemento asfáltico hasta llevarlo a una temperatura de 25ºC
(77ºF), en un baño de agua a temperatura controlada.
Se apoya ulna aguja normalizada, de 100 gr. Sobre la superficie del cemento asfáltico
durante 5 segundos.
La medida de penetración es la longitud que la aguja penetró en el cemento asfáltico
(unidades de medida 0.1mm).
Existen casos excepcionales donde el ensayo de penetración se realiza para una
temperatura distinta, con lo cual cambia el peso de la aguja y el tiempo de penetración.
Ensayo de Punto de Ablandamiento
Los asfaltos de diferentes tipos reblandecen a temperaturas diferentes. El punto de
reblandecimiento se determina usualmente por el método de ensayo arbitrario de anillo y bola.
Aunque este ensayo no se incluye en las especificiones para los asfaltos de pavimentación, se
emplea frecuentemente para caracterizar los materiales más duros empleados en otras
aplicaciones e indica la temperatura en la cual los asfaltos se hacen fluidos.
El ensayo consiste en:




Llenar de asfalto fundido un anillo de latón de dimensiones normalizadas.
La muestra se suspende en un baño de agua. Y sobre el centro de la muestra se sitúa una
bola de acero de dimensiones y pesos especificados.
A continuación se calienta el baño a ulna velocidad determinada
Se anota la temperatura en la cual la bola de acero toca el fondo del vaso de cristal. Esta
temperatura se denomina punto de ablandamiento del asfalto.
Los procedimientos y aparatos necesarios para la realización de este ensayo se describen con
detalle en los métodos AASHO T53 y ASTM D36.
Ensayo de Ductilidad
La ductilidad se mide en un cemento asfáltico con un ensayo del tipo "de extensión".
El ensayo consiste en:




Se moldean probetas de asfálto en condiciones y medidas normadas.
Se la lleva a la temperatura del ensayo (generalmente 25º C)
Se separa ulna parte de la probeta de la otra a una velocidad de 5cm/min, hasta que se
rompa el hilo de asfalto que une ambos extremos de la muestra.
La ductilidad es la distancia en cm a la cual se rompe dicho hilo.
Ensayo de Recuperación Elástica
Este ensayo está basado en el ensayo de Ductibilidad.. En éste se emplea la misma técnica para
la preparación de las muestras y elmismo equipo para realizar el ensayo.



La muestra es estirada a ulna velocidad de 5 cm/min, hasta ulna distancia de 20 cm.
El hilo se corta al medio y al cabo de 30 min. Se mide la recuperación elástica.
Se expresa la recuperación elástica como un porcentaje de la deformación aplicada.
El ensayo de acuerdo a las distintas especificaciones, puede realizarse a ulna temperatura de 7ºC,
13ºC y a 25ºC.
Si la rotura del hilo se produce antes de los 20 cm, se tomará esta distancia para el cálculo de la
recuperación elástica.
Punto de fractura de Fraass
Es la medida de las propiedades de quiebre del asfalto a bajas temperaturas. En este ensayo, una
lamina metálica es recubierta con una capa de 0,5 mm de espesor de asfalto y es movida de una
cierta manera. La temperatura es gradualmente reducida, y el valor al cual se produce la rotura de
la capa de asfalto se denomina Temperatura Fraass. El ensayo Fraass nos da una indicación del
riesgo de craqueo del asfalto a bajas temperaturas. Pueden obtenerse variaciones del resultado de
este ensayo dependiendo del origen del crudo de petróleo con que se obtuvo el asfalto.
ENSAYO TFOT
O ensayo de pelicula delgada en horno. Esto no es en realidad un ensayo, sino que es un
procedimiento destinado a someter a uulnamuestra de asfalto a condiciones e endurecimiento
aproximadas a aquellas que ocurren durante las operaciones normales de ulna planta de mezclado
en caliente. Para medir la resistemcia al endurecimiento del material bajo estas condiciones, se
hacen al asfalto ensayos de penetración o de viscosidad antes y después del ensayo.
El ensayo consiste en:




Colocar ulna muestra de 50 ml de cemento asfáltico en un recipiente cilíndrico de fondo
plano de 140 mm de diámetro interno y 10 mm de profundidad.
El espesor de la capa de asfalto debe ser de 3 mm aproximadamente.
El recipiente que contiene la muestra se coloca en un plato que gira alrededor de 5 o 6
revoluciones por minuto durante 5 hs. Dentro de un horno mantenido a 163ºC.
Luego se vuelca el cemento asfáltico dentro e un recipiente normalizado para hacerle el
ensayo de penetración y el de viscosidad.
ENSAYO RTFOT
O ensayo de película delgada rodate en horno. Este ensayo es ulna variante del ensayo TFOT, el
propósito es el mismo, pero cambian los equipos y los procedimientos del ensayo.
El ensayo consiste en:


Se vuelca cierta cantidad de cemento asfáltico en un recipiente.
Se coloca el recipiente en un soporte que gira a cierta velocidad alrededor de un eje
horizontal en un horno mantenido a ulna temperatura de 163ºC.
Al rotar el frasco, el cemento asfáltico es expuesto constantemente en películas nuevas. En cada
rotación el orificio del frasco de la muestra pasa por un chorro de aire caliente que barre los
vapores acumulados.
El tiempo requerido para alcanzar determinadas condiciones de endurecimiento en la muestra es
menor que para el ensayo TFOT.
Ensayo PAV (Preassure Aging Vassel)
Este ensayo se utiliza para determinar el envegecimiento a largo plazo en asfaltos.
El ensayo consiste en:


Someter al residuo proveninte del RTFOT a un calentamiento adicional de 100ºC durante
20 horas.
Este se realiza en un recipiente a 2,1 MPa
ENSAYO STOA (Short Term Oven Aging)
Este ensayo se utiliza para determinar el envegecimiento a corto plazo de mezclas asfálticas. Este
ensayo ha sido adoptado por el SHRP (Strategic Highway Research Program).
Este ensayo consiste en someter a ulna muestra recién preparada y en estado suelto a un
calentamiento en estufa con circulación forzada de aire mantenida a 135ºC, durante 4 horas.
ENSAYO LTOA (Long Term Oven Aging)
Este ensayo se utiliza para determinar el envegecimiento a largo plazo en mezclas asfálticas.
El mismo consiste en moldear, con la mezcla previamente envegecida durante 4 horas a 135ºC.
Probetas con el compactador giratorio y posteriormente someter a la misma a un calentamiento en
estufa con circulación forzada con aire durante 5 días a 85ºC.
ENSAYO DE HOMOGENEIDAD EN EL ALMACENAJE EN CALIENTE
La especificacion desarrollada por la Sociedad de Investigaciones Viales de Alemania 12
Incluye un ensayo que permite controlar la homogeneidad del asfálto modificado luego de un
calentamiento prolongado, tratando de simular lo que ocurre en el almacenaje en obra, verificando
de que no haya separación del polímero del asfálto.
El ensayo consiste en:




Colocar la muestra de asfalto modificado en un recipiente de forma cilíndrica.
El recipiente, con la muestra, es mantenido a 180ºC. Durante tres días.
Al cabo del período se determina el punto de ablandamiento en el tercio superior y en el
tercio inferior del contenido en el recipiente.
La diferencia entre ambas determinaciones no debe ser superior a los 2ºC.
ANEXO II
ESPECIFICACIONES PARA ASFALTOS MODIFICADOS CON POLIMEROS
TABLA Nº1
ESPECIFICACION GUIA PROPUESTA POR SHULER Y COLABORADORES
TABLA Nº2
ESPECIFICACION Tl-BmB TEIL 1
Los usoso a los cuales estarían destinados los distintos grados son:
Grado 45: Mástic asfáltico o capas de bases.
(NOTA: El Mástic asfáltico o pasta asfáltica es ulna mezcla de 50 a 70 partes de asfalto de alta
consistencia con polvo de roca; y es utilizado para la realización de juntas y cubrejuntas de
adoquinados).
Grado 65: carpetas de rodamiento. Capas drenantes insonorizadas. Capas de bases y
rodamientos en aeropuertos.
Grado 80: Carpetas de rodamiento finas.
Fuentes de electricidad
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
¿Qué es la Electricidad?
Electricidad por Frotamiento
Electricidad por Acción Química
Electricidad por Acción de la Luz
Electricidad Térmica por Acción del Calor
Electricidad por Magnetismo
Electricidad por Presión
8. Electricidad Hidráulica por Acción de Agua
9. Electricidad Eólica por acción del aire
10. Electricidad por Energía Solar
¿Que es la Electricidad?
La electricidad se puede definir como una forma de energía originada por el movimiento ordenado
de electrones. Otros tipos de energía son la mecánica, calorífica, solar, etc.
Dependiendo de la energía que se quiera transformar en electricidad, será necesario aplicar una
determinada acción. Se podrá disponer de electricidad por los siguientes procedimientos:
ENERGIA
ACCION
Mecánica
Frotamiento
Química
Reacción Química
Luminosa
Por Luz
Calórica
Calor
Magnética
Por Magnetismo
Mecánica
Por Presión
Hidráulica
Por Agua
Eólica
Por Aire
Solar
Panel Solar
Electricidad por Frotamiento
Las primeras observaciones sobre fenómenos eléctricos se realizaron ya en la antigua Grecia,
cuando el filósofo Tales de Mileto (640-546 a.c.) comprobó que, al frotar barras de ámbar contra
pieles curtidas, se producía en ellas características de atracción que antes no poseían.
Es el mismo experimento que ahora se puede hacer frotando una barra de plástico con un paño;
acercándola luego a pequeños pedazos de papel, los atrae hacia sí, como es característico en los
cuerpos electrizados.
Todos estamos familiarizados con los efectos de la electricidad estática, incluso algunas personas
son más susceptibles que otras a su influencia.
Ciertos usuarios de automóviles sienten sus efectos al cerrar con la llave (un objeto metálico
puntiagudo) o al tocar la chapa del coche.
Creamos electricidad estática, cuando frotamos un bolígrafo con nuestra ropa.
A continuación, comprobamos que el bolígrafo atrae pequeños trozos de papel.
Lo mismo podemos decir cuando frotamos vidrio con seda o ámbar con lana.
Para explicar como se origina la electricidad estática, hemos de considerar que la materia está
hecha de átomos, y los átomos de partículas cargadas, un núcleo rodeado de una nube de
electrones. Normalmente, la materia es neutra, tiene el mismo número de cargas positivas y
negativas.
Algunos átomos tienen más facilidad para perder sus electrones que otros. Si un material tiende a
perder algunos de sus electrones cuando entra en contacto con otro, se dice que es más positivo
en la serie tribo - eléctrica.
Si un material tiende a capturar electrones cuando entra en contacto con otro material, dicho
material es más negativo en la serie tribo - eléctrica.
Estos son algunos ejemplos de materiales ordenados de más positivo a más negativo:
Piel de conejo, vidrio, pelo humano, nylon, lana, seda, papel, algodón, madera, ámbar, polyester,
poliuretano, vinilo (PVC), teflón.
El vidrio frotado con seda provoca una separación de las cargas por que ambos materiales ocupan
posiciones distintas en la serie tribo - eléctrica, 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 tribo - eléctrica), 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.
Habremos observado que frotando el bolígrafo con nuestra ropa atrae a trocitos de papeles.
En las experiencias de aula, se frotan diversos materiales, vidrio con seda, cuero, etc..
Se emplean bolitas de sauco electrizadas para mostrar las dos clases de cargas y sus
interacciones.
De estos experimentos se concluye que:
1. 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.
2. Los objetos cargados con cargas del mismo signo, se repelen.
3. Los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen.
Si antes de empezar las experiencias, se aproximan una barra de ebonita y a otra de vidrio, se
comprobará que no existe electrificación ninguna, pues no hay ni atracción ni repulsión. De esta
manera, se llega a la conclusión de que la electrización se produce por frotamiento y de que existe
algún agente común que no se comporta de igual forma en ambos materiales.
Efectivamente, un tipo de partículas llamadas electrones abandonan en unos casos la barra, por
acción del frotamiento, y otra veces abandona el paño para pasar a la barra.
El exceso de electrones da lugar a cargas negativas, y su falta a cargas positivas.
Los electrones son idénticos para todas las sustancias (los de cobre son iguales que los del vidrio
o la madera), siendo estas, las partículas más importantes de las que se compone la materia, ya
que disponen de carga y movilidad para desplazarse por las sustancias. La diferencia entre dos
materiales vendrá dada, entre otras cosas, por la cantidad y movilidad de los electrones que la
componen.
A título de curiosidad, comentar que la masa de un electrón es de:
0'0000000000000000000000000000009106 Kg.
Los conceptos de carga y movilidad son esenciales en el estudio de la electricidad, ya que, sin
ellos, no podría existir la corriente eléctrica.
Imagen 1.
Electricidad por Acción Química
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Dispositivo que convierte la energía química en eléctrica. Todas las pilas consisten en un electrolito
(que puede ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo positivo y un electrodo negativo. El
electrolito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los
recibe. Al conectar los electrodos al circuito que hay que alimentar, se produce una corriente
eléctrica. Véase Electroquímica.
Las pilas en las que el producto químico no puede volver a su forma original una vez que la
energía química se ha transformado en energía eléctrica (es decir, cuando las pilas se han
descargado), se llaman pilas primarias o voltaicas. Las pilas secundarias o acumuladores son
aquellas pilas reversibles en las que el producto químico que al reaccionar en los electrodos
produce energía eléctrica, puede ser reconstituido pasando una corriente eléctrica a través de él en
sentido opuesto a la operación normal de la pila.
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Entre los extremos de los metales, fuera del electrolito, se genera una diferencia de potencial, o
voltaje, que puede dar lugar a una corriente eléctrica. En la pila de la figura 3 el zinc adquiere carga
negativa, mientras que el cobre adquiere cargas positivas. Al zinc se le llama cátodo y el cobre
recibe el nombre de ánodo. Así se tiene una fuente de electricidad distinta a la generada por
fricción. Con este medio químico para obtener electricidad se abrieron nuevas posibilidades de
aplicación práctica y experimental.
La explicación de las reacciones químicas que ocurren en la pila o celda voltaica se dio muchos
años después, ya que en la época de Volta la química apenas empezaba a desarrollarse como
ciencia moderna. Solamente diremos que, por un lado, el zinc adquiere un exceso de electrones,
mientras que por el otro, el ácido con el cobre da lugar a cargas eléctricas positivas. Al unir el cobre
con el zinc por medio de un alambre conductor, los electrones del zinc se mueven a través del
alambre, atraídos por las cargas del cobre y al llegar a ellas se les unen formando hidrógeno.
Electricidad por Acción de la Luz
A medida que la luz solar se hace más intensa, el voltaje que se genera entre las dos capas de la
célula fotovoltaica aumenta.
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¿Cómo funciona una célula fotovoltaica?
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En ausencia de luz, el sistema no genera energía.
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Cuando la luz solar incide sobre la placa, la célula empieza a funcionar. Los fotones de la luz solar
interaccionan con los electrones disponibles e incrementan su nivel de energía.
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Ver mas en energía solar
Electricidad Térmica por Acción del Calor
Central de generación térmica:
Es el tipo de central donde se usa una turbina accionada por vapor de agua inyectado a presión
para mover el eje de los generadores eléctricos. Se puede producir desde los 5 hasta los 5000
kwatts.
Las centrales térmicas convencionales y las térmicas nucleares utilizan la energía contenida en el
vapor a presión. El ejemplo más sencillo consiste en conectar una tetera llena de agua hirviendo a
una rueda de paletas, enlazada a su vez a un generador. El chorro de vapor procedente de la
tetera mueve las paletas, y éstas, el rotor.
Podemos conseguir vapor de muchas maneras: quemando carbón, petróleo, gas o residuos
urbanos, o bien aprovechando la gran cantidad de calor que generan las reacciones de fisión
nuclear. Incluso se puede producir vapor concentrando la energía del sol.
El proceso seguido en todas las centrales térmicas (convencionales o nucleares) tiene cuatro
partes principales:
1. Generador de calor (puede ser una caldera para quemar carbón, fuel, gas, biogás, biomasa o
residuos urbanos, o bien un reactor nuclear).
2. Circuito cerrado por donde circula el fluído que porta la energía cinética necesaria (agua en fase
líquida y en fase de vapor). El generador de vapor tiene una gran superficie de contacto para
facilitar la transferencia de calor de la caldera. (En las centrales de gas de ciclo combinado, el
fluido es el propio gas en combustión).
3. Condensador o circuito de enfriamiento. convierte el vapor "muerto" de baja densidad en agua
líquida de alta densidad, apta para ser convertida de nuevo en vapor "vivo". El calor residual del
vapor "muerto" se transfiere a otro medio (generalmente un río o un embalse).
4. La turbina convierte la energía cinética del vapor "vivo" en movimiento rotatorio. Las ruedas de
paletas se disponen una tras otra, con diferentes configuraciones, para aprovechar toda la energía
contenida en el vapor a presión a medida que se expande y pierde fuerza. El generador convierte
el giro en corriente eléctrica, gracias al proceso de inducción electromagnética.
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Geotérmicas: Utilizan el calor del interior de la Tierra.
Electricidad por Magnetismo
En 1819, el físico danés Hans Christian Oersted llevó a cabo un importante descubrimiento al
observar que una aguja magnética podía ser desviada por una corriente eléctrica. Este
descubrimiento, que mostraba una conexión entre la electricidad y el magnetismo, fue desarrollado
por el científico francés André Marie Ampère, que estudió las fuerzas entre cables por los que
circulan corrientes eléctricas, y por el físico francés Dominique François Arago, que magnetizó un
pedazo de hierro colocándolo cerca de un cable recorrido por una corriente. En 1831, el científico
británico Michael Faraday descubrió que el movimiento de un imán en las proximidades de un
cable induce en éste una corriente eléctrica; este efecto era inverso al hallado por Oersted. Así,
Oersted demostró que una corriente eléctrica crea un campo magnético, mientras que Faraday
demostró que puede emplearse un campo magnético para crear una corriente eléctrica. La
unificación plena de las teorías de la electricidad y el magnetismo se debió al físico británico James
Clerk Maxwell, que predijo la existencia de ondas electromagnéticas e identificó la luz como un
fenómeno electromagnético (véase Física).
James Clerk Maxwell Conocido como uno de los científicos más destacados del siglo XIX, James
Clerk Maxwell desarrolló una teoría matemática que relaciona las propiedades de los campos
eléctricos y magnéticos. Los trabajos de Maxwell lo llevaron a predecir la existencia de las ondas
electromagnéticas, e identificó la luz como un fenómeno electromagnético. Sus investigaciones
contribuyeron a algunos de los descubrimientos más importantes en el campo de la física durante
el siglo XX, incluidas la teoría de la relatividad especial de Einstein y la teoría cuántica.Hulton
Deutsch
Los estudios posteriores sobre el magnetismo se centraron cada vez más en la comprensión del
origen atómico y molecular de las propiedades magnéticas de la materia. En 1905, el físico francés
Paul Langevin desarrolló una teoría sobre la variación con la temperatura de las propiedades
magnéticas de las sustancias paramagnéticas (ver más adelante), basada en la estructura atómica
de la materia. Esta teoría es uno de los primeros ejemplos de la descripción de propiedades
macroscópicas a partir de las propiedades de los electrones y los átomos. Posteriormente, la teoría
de Langevin fue ampliada por el físico francés Pierre Ernst Weiss, que postuló la existencia de un
campo magnético interno, molecular, en los materiales como el hierro. Este concepto, combinado
con la teoría de Langevin, sirvió para explicar las propiedades de los materiales fuertemente
magnéticos como la piedra imán.
Campos magnéticos y corrientes En 1813, Hans Christian Oersted predijo que se hallaría una
conexión entre la electricidad y el magnetismo. En 1819 colocó una brújula cerca de un hilo
recorrido por una corriente y observó que la aguja magnética se desviaba. Con ello demostró que
las corrientes eléctricas producen campos magnéticos. Aquí vemos cómo las líneas del campo
magnético rodean el cable por el que fluye la corriente.© Microsoft Corporation. Reservados todos
los derechos.
Después de que Weiss presentara su teoría, las propiedades magnéticas se estudiaron de forma
cada vez más detallada. La teoría del físico danés Niels Bohr sobre la estructura atómica, por
ejemplo, hizo que se comprendiera la tabla periódica y mostró por qué el magnetismo aparece en
los elementos de transición, como el hierro, en los lantánidos o en compuestos que incluyen estos
elementos. Los físicos estadounidenses Samuel Abraham Goudsmit y George Eugene Uhlenbeck
demostraron en 1925 que los electrones tienen espín y se comportan como pequeños imanes con
un ‘momento magnético’ definido. El momento magnético de un objeto es una magnitud vectorial
(véase Vector) que expresa la intensidad y orientación del campo magnético del objeto. El físico
alemán Werner Heisenberg dio una explicación detallada del campo molecular de Weiss en 1927,
basada en la recientemente desarrollada mecánica cuántica (ver Teoría cuántica). Más tarde, otros
científicos predijeron muchas estructuras atómicas del momento magnético más complejas, con
diferentes propiedades magnéticas.
4 EL CAMPO MAGNÉTICO
Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros materiales
magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos producen un ‘campo magnético’.
Los campos magnéticos suelen representarse mediante ‘líneas de campo magnético’ o ‘líneas de
fuerza’. En cualquier punto, la dirección del campo magnético es igual a la dirección de las líneas
de fuerza, y la intensidad del campo es inversamente proporcional al espacio entre las líneas. En el
caso de una barra imantada, las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvan para llegar al
otro extremo; estas líneas pueden considerarse como bucles cerrados, con una parte del bucle
dentro del imán y otra fuera. En los extremos del imán, donde las líneas de fuerza están más
próximas, el campo magnético es más intenso; en los lados del imán, donde las líneas de fuerza
están más separadas, el campo magnético es más débil. Según su forma y su fuerza magnética,
los distintos tipos de imán producen diferentes esquemas de líneas de fuerza. La estructura de las
líneas de fuerza creadas por un imán o por cualquier objeto que genere un campo magnético
puede visualizarse utilizando una brújula o limaduras de hierro. Los imanes tienden a orientarse
siguiendo las líneas de campo magnético. Por tanto, una brújula, que es un pequeño imán que
puede rotar libremente, se orientará en la dirección de las líneas. Marcando la dirección que señala
la brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del campo magnético, puede
deducirse el esquema de líneas de fuerza. Igualmente, si se agitan limaduras de hierro sobre una
hoja de papel o un plástico por encima de un objeto que crea un campo magnético, las limaduras
se orientan siguiendo las líneas de fuerza y permiten así visualizar su estructura.
Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las partículas cargadas
en movimiento. En términos generales, cuando una partícula cargada se desplaza a través de un
campo magnético, experimenta una fuerza que forma ángulos rectos con la velocidad de la
partícula y con la dirección del campo. Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, las
partículas se mueven en trayectorias curvas. Los campos magnéticos se emplean para controlar
las trayectorias de partículas cargadas en dispositivos como los aceleradores de partículas o los
espectrógrafos de masas.
5 TIPOS DE MATERIALES MAGNÉTICOS
Paramagnetismo El oxígeno líquido queda atrapado en el campo magnético de un electroimán,
porque el oxígeno (O2) es paramagnético. El oxígeno tiene dos electrones desapareados cuyos
momentos magnéticos se alinean con el campo magnético externo. Cuando esto ocurre, las
moléculas de O2 se comportan como imanes minúsculos y quedan atrapadas entre los polos del
electroimán.Phototake NYC/Yoav Levy
Las propiedades magnéticas de los materiales se clasifican siguiendo distintos criterios.
Una de las clasificaciones de los materiales magnéticos —que los divide en diamagnéticos,
paramagnéticos y ferromagnéticos— se basa en la reacción del material ante un campo magnético.
Cuando se coloca un material diamagnético en un campo magnético, se induce en él un momento
magnético de sentido opuesto al campo. En la actualidad se sabe que esta propiedad se debe a
las corrientes eléctricas inducidas en los átomos y moléculas individuales. Estas corrientes
producen momentos magnéticos opuestos al campo aplicado. Muchos materiales son
diamagnéticos; los que presentan un diamagnetismo más intenso son el bismuto metálico y las
moléculas orgánicas que, como el benceno, tienen una estructura cíclica que permite que las
corrientes eléctricas se establezcan con facilidad.
El comportamiento paramagnético se produce cuando el campo magnético aplicado alinea todos
los momentos magnéticos ya existentes en los átomos o moléculas individuales que componen el
material. Esto produce un momento magnético global que se suma al campo magnético. Los
materiales paramagnéticos suelen contener elementos de transición o lantánidos con electrones
desapareados. El paramagnetismo en sustancias no metálicas suele caracterizarse por una
dependencia de la temperatura: la intensidad del momento magnético inducido varía inversamente
con la temperatura. Esto se debe a que al ir aumentando la temperatura, cada vez resulta más
difícil alinear los momentos magnéticos de los átomos individuales en la dirección del campo
magnético.
Las sustancias ferromagnéticas son las que, como el hierro, mantienen un momento magnético
incluso cuando el campo magnético externo se hace nulo. Este efecto se debe a una fuerte
interacción entre los momentos magnéticos de los átomos o electrones individuales de la sustancia
magnética, que los hace alinearse de forma paralela entre sí. En circunstancias normales, los
materiales ferromagnéticos están divididos en regiones llamadas ‘dominios’; en cada dominio, los
momentos magnéticos atómicos están alineados en paralelo. Los momentos de dominios
diferentes no apuntan necesariamente en la misma dirección. Aunque un trozo de hierro normal
puede no tener un momento magnético total, puede inducirse su magnetización colocándolo en un
campo magnético, que alinea los momentos de todos los dominios. La energía empleada en la
reorientación de los dominios desde el estado magnetizado hasta el estado desmagnetizado se
manifiesta en un desfase de la respuesta al campo magnético aplicado, conocido como ‘histéresis’.
Un material ferromagnético acaba perdiendo sus propiedades magnéticas cuando se calienta. Esta
pérdida es completa por encima de una temperatura conocida como punto de Curie, llamada así en
honor del físico francés Pierre Curie, que descubrió el fenómeno en 1895. (El punto de Curie del
hierro metálico es de unos 770 °C).
Electricidad por Presión
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En esta figura podemos observar, la presión que ejerce las corrientes de agua subterráneas, las
mismas que accionan las turbinas que posteriormente generan la energía eléctrica, este mismo
proceso lo utilizan en los barcos y grandes buques como energía alterna al sistema principal.
En la figura siguiente, podemos observar la presión que ejerce el agua en una represa de agua,
este sistema es el mas utilizado.
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En las presas se genera electricidad liberando un flujo controlado de agua a alta presión a través
de un conducto forzado. El agua impulsa unas turbinas que mueven los generadores y producen
así una corriente eléctrica. A continuación, esta corriente elevada de baja tensión pasa por un
elevador de tensión que la transforma
Electricidad Hidráulica por Acción de Agua
De todos las energías enunciadas anteriormente, la empleada para producir electricidad en
grandes cantidades es la magnética.
Su producción se basa en el hecho de que, al mover un conductor (material con gran movilidad de
electrones) en presencia de un imán (campo magnético), en el conductor se produce un
movimiento ordenado de electrones, como consecuencia de las fuerzas de atracción y repulsión
originadas por el campo magnético.
En esta forma de producción de electricidad se basa el funcionamiento de los alternadores,
motores y dinamos.
Alternador: Dispositivo capaz de transformar el movimiento rotativo en
electricidad. (Produce Corriente Alterna)
Motor: Dispositivo capaz de transformar la electricidad en movimiento
rotatorio.
Dinamo: Dispositivo capaz de transformar el movimiento rotativo en
electricidad. (Produce Corriente Continua)
Turbina: Dispositivo mecánico que transforma, la energía cinética de un
fluido, en movimiento rotativo y viceversa
Cualquier central eléctrica, basa su producción de electricidad en el giro de turbinas unidas a ejes
de alternadores. Este giro se producirá por la caída de agua (central hidroeléctrica).
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¿Cómo funciona una central hidroeléctrica?
La clave del diseño de las centrales hidroeléctricas está en un diseño adecuado de la tubería
forzada de agua, que aumentará su velocidad, y en la elección de la turbina más adecuada para
que extraiga la mayor cantidad posible de energía del agua en movimiento.
Uno de los modelos más utilizados es la turbina Kaplan, con eje vertical y provista de paletas
móviles, que le permiten adaptarse a las condiciones de presión del chorro de agua.
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Electricidad Eólica por acción del aire
Centrales eólicas
El sol también es la causa del movimiento de grandes masas de aire desde zonas de alta presión a
zonas de baja presión. Este viento se puede recoger por grandes hélices o molinos, conectados a
un rotor.
La clave de la conversión de la energía contenida en el aire en movimiento giratorio está en un
diseño muy cuidadoso, tanto de las palas de la hélice como del multiplicador, que convierte su
rotación lenta en un giro muy rápido.
El viento choca contra las palas y provoca diferencias de presión entre sus dos caras, haciendo
girar su estructura. Es un proceso idéntico al que hace avanzar un avión gracias al giro de la hélice.
El engranaje multiplicador convierte el movimiento lento de la hélice en un giro rápido para activar
el generador.
El tamaño de las palas también está en relación con la cantidad de energía que producirá el molino.
El emplazamiento de los molinos debe ser elegido cuidadosamente.
Los mapas de potencialidad eólica marcan las zonas más adecuadas para la instalación de
aerogeneradores que, por lo general, coinciden con las cumbres de montañas y sierras y con la
costa.
¿Cómo funciona un aerogenerador?
La eficiencia de conversión de la fuerza del viento en electricidad depende en gran medida del
diseño de las palas de la hélice. Existen modelos muy diversos, con dos, tres y hasta seis palas.
Deben soportar y aprovechar condiciones de presión del viento muy variables, por lo que su
aerodinámica se diseña con tanto cuidado como la de un avión.
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El engranaje multiplicador transforma el giro lento de las palas del molino en un giro muy rápido
que alimentará el generador. Todos estos mecanismos están colocados en una navecilla situada a
gran altura sobre el suelo por medio de un soporte.
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Electricidad por Energía Solar
La energía que procede del sol es fuente directa o indirecta de casi toda la energía que usamos.
Los combustibles fósiles existen gracias a la fotosíntesis que convirtió la radiación solar en las
plantas y animales de las que se formaron el carbón, gas y petróleo. El ciclo del agua que nos
permite obtener energía hidroeléctrica es movido por la energía solar que evapora el agua, forma
nubes y las lleva tierra adentro donde caerá en forma de lluvia o nieve. El viento también se forma
cuando unas zonas de la atmósfera son calentadas por el sol en mayor medida que otras.
El aprovechamiento directo de la energía del sol se hace de diferentes formas:
a) Calentamiento directo de locales por el sol
En invernaderos, viviendas y otros locales, se aprovecha el sol para calentar el ambiente. Algunos
diseños arquitectónicos buscan aprovechar al máximo este efecto y controlarlo para poder
restringir el uso de calefacción o de aire acondicionado.
Para ver el gráfico seleccione la opción ¨Bajar trabajo¨ del menú superior
b) Acumulación del calor solar
Se hace con paneles o estructuras especiales colocadas en lugares expuestos al sol, como los
tejados de las viviendas, en los que se calienta algún fluido que se almacena el calor en depósitos.
Se usa, sobre todo, para calentar agua y puede suponer un importante ahorro energético si
tenemos en cuenta que en un país desarrollado más del 5% de la energía consumida se usa para
calentar agua.
c) Generación de electricidad
Se puede generar electricidad a partir de la energía solar por varios procedimientos. En el sistema
termal la energía solar se usa para convertir agua en vapor en dispositivos especiales. En algunos
casos se usan espejos cóncavos que concentran el calor sobre tubos que contienen aceite. El
aceite alcanza temperaturas de varios cientos de grados y con él se calienta agua hasta ebullición.
Con el vapor se genera electricidad en turbinas clásicas. Con algunos dispositivos de estos se
consiguen rendimientos de conversión en energía eléctrica del orden del 20% de la energía
calorífica que llega a los colectores
La luz del sol se puede convertir directamente en electricidad usando el efecto fotoeléctrico. Las
células fotovoltaicas no tienen rendimientos muy altos. La eficiencia media en la actualidad es de
un 10 a un 15%, aunque algunos prototipos experimentales logran eficiencias de hasta el 30%. Por
esto se necesitan grandes extensiones si se quiere producir energía en grandes cantidades.
Uno de los problemas de la electricidad generada con el sol es que sólo se puede producir durante
el día y es difícil y cara para almacenar. Para intentar solucionar este problema se están
investigando diferentes tecnologías. Una de ellas usa la electricidad para disociar el agua, por
electrólisis, en oxígeno e hidrógeno. Después el hidrógeno se usa como combustible para
regenerar agua, produciendo energía por la noche.
La producción de electricidad por estos sistemas es más cara, en condiciones normales, que por
los sistemas convencionales. Sólo en algunas situaciones especiales compensa su uso, aunque
las tecnologías van avanzando rápidamente y en el futuro pueden jugar un importante papel en la
producción de electricidad. En muchos países en desarrollo se están usando con gran
aprovechamiento en las casas o granjas a los que no llega el suministro ordinario de electricidad
porque están muy lejos de las centrales eléctricas.
Resumen del curso de Tecnología de los Materiales II.
Indice.
1. Introducción.
2. Historia de los materiales y su clasificación.
3. Tipos de materiales.
4. Enlaces existentes para su configuración.
5. Estructuras cristalinas.
6. Aceros.
7. Microestructura de los aceros.
8. Cementita y otros (microfotografias)
9. Tipos de hornos.
10. Conclusiones
11. Bibliografía.
1. Introducción.
En el presente trabajo vamos a ver a grandes rasgos algunos conceptos que intregran la materia
de Tecnología de los Materiales, los cuales nos serviran para poder tener en claro algunas ideas
que nos serviran para tener una comprensión mas clara de dicha materia, asi mismo nos permitira
familiarizarnos con la industria del acero sus tratamientos y aplicaciones a la industria y a la vida
diaria, algunos de los conceptos que trataremos sera: Historia de los materiales y su evolucion a
travez de loa años, veremos que esto ha ejercido cierta influencia en las sociedades de todo el
mundo, veremos la clasificacion de los materiales como son los metales, cerámicos y los plásticos,
asi tambien veremos las propiedades físicas y químicas de dichos materiales y el como conocerlas
nos permite trabajar de una manera mas eficiente con ellos tambien veremos las estructuras
cristalinas, el como conocer la estructura interna de los materiales nos permite darles un mejor uso
y que puedan se de mejor aprovechamiento, asi tambien los tratamientos termicos que dichos
materiales pueden recibir con el objeto de darles una mayor durabilidad y mejor aplicaciones a la
industria, otro aspecto que trataremos sera los aceros y como su uso y aplicaciones a lo largo del
tiempo ha evolucionado y mejorado, algo que no podria faltar son los enlaces químicos y como
conocerlos nos da ideas sobre el uso y aplicación de los materiales, anexaremos tambien un
pequeño laboratorio de maquinas que su uso es las famosas pruebas de tensión, dureza, fatiga e
impacto, las cuales nos permiten checar la calidad de los materiales de una manera cualitativa y
cuantitativa veremos la grafica de Hierro Carburo de Hierro, la cual es usada en los procesos de
fundición del acero, dicha grafica es de singular uso, ya que en ella se pueden observar todos los
procesos de fundición del acero y de cómo este se trabaja, agregaremos tambien algunas
microfotografias de las estructuras de la austenita, ferrita y otras, en ellas se puede observar los
granos y tambien que distingue a una de la otra, es decir la micro estructura de los aceros, a lo
largo de de este curso se prodran ver muchos conceptos que en su totalidad nos permiten asimilar
como la industria de los materiales ha progresado y que aun los ingenieros hoy en dia trabajan con
el unico fin de descubrir nuevos materiales y reinvantar los ya conocidos con el fin de mejorar la
economia y poder aprovechar de manera optima los recursos que se tienen a la mano, a lo largo
de las ultimas decadas este ha sido el queacer de la industria, no tan solo en los materiales sino en
todas sus ramas, la evolucio de la industria y los nuevos tiempos traenmayores necesidades y es
responsabilidad nuesra la optimizacion de los procesos industriales. Todas las industrias hoy
buscan mejorar los procesod y poder reusar als mermas, todo como una cultura de reciclaje y
mejora de la industria, la economia y el bienestar de la comunidad en conjunto; este trabajo tratara
de darnos esas ideas para ser mas concientes y ademas para mejorar nuestro conocimiento de la
ciencia y la tecnología de los materiales, debido a que no podemos quedarnos ausentes de los
cambios que en nuestra industria se generan momento a momento, es de gran importancia el
conocimiento de dichas tecnologías, aunque estas no esten presentes en nuestra vida de manera
constante; esperamos que este material sea de provecho y utilidad para de uno u otro modo
mejorar nuestra cultura de la industria y del uso adecuado y conciente de la materia prima, que de
uno u otro modo debemos de ser cuidadosos en el uso que pretendamos darle a este recurso, los
cambios dia con dia son irremediables y somos victimas de ellos y tenemos que caminar de la
mano y a la par con ellos para poder sobrevivir económicamente, como economia nacional y vomo
una economia individual, vera en este trabajo cada uno de los conceptos básicos que ayudan a
saber y conocer mas de los materiales, ojala a medida que lo lea pueda disfrutar de el y hacer un
uso correcto, el material es introductorio y no pretende ser un estudio detallado de los conceptos.
Antes bien proporciona ideas y conceptos claros de esta ciencia y tecnología de los materiales,
para el aprendis nuevo y deseoso de buscar.
2. Historia de los materiales y su clasificación
Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto .Desde el comienzo de
la civilización , los materiales junto con la energía han sido utilizados por el hombre para mejorar su
nivel de vida. Como los productos están fabricados a base de materiales , estos se encuentran en
cualquier parte alrededor nuestro .Los mas comúnmente encontrados son madera , hormigón ,
ladrillo , acero , plástico , vidrio , caucho , aluminio , cobre y papel . Existen muchos mas tipos de
materiales y uno solo tiene que mirar a su alrededor para darse cuenta de ello . Debido al progreso
de los
programas de investigación y desarrollo , se están creando continuamente nuevos materiales.
La producción de nuevos materiales y el procesado de estos hasta convertirlos en productos
acabados , constituyen una parte importante de nuestra economía actual. Los ingenieros diseñan
la mayoría de los productos facturados y los procesos necesarios para su fabricación . Puesto que
la producción necesita materiales , los ingenieros deben conocer de la estructura interna y
propiedad de los materiales , de modo que sean capaces de seleccionar el mas adecuado para
cada aplicación y también capaces de desarrollar los mejores métodos de procesado.
Los ingenieros especializados en investigación trabajan para crear nuevos materiales o para
modificar las propiedades de los ya existentes . Los ingenieros de diseño usan los materiales ya
existentes , los modificados o los nuevos para diseñar o crear nuevos productos y sistemas .
Algunas veces el problema surge de modo inverso : los ingenieros de diseño tienen dificultades en
un diseño y requieren que sea creado un nuevo material por parte de los científicos investigadores
e ingenieros.
La búsqueda de nuevos materiales progresa continuamente . Por ejemplo los ingenieros
mecánicos buscan materiales para altas temperaturas , de modo que los motores de reacción
puedan funcionar mas eficientemente . Los ingenieros eléctricos procuran encontrar nuevos
materiales para conseguir que los dispositivos electrónicos puedan operar a mayores velocidades y
temperaturas .
3. Tipos de materiales
Por conveniencia la mayoria de los materiales de la ingenieria estan divididos en tres grupos
principales materiales metálicos , poliméricos , y cerámicos
Materiales metálicos .
Estos materiales son sustancias inorgánicas que están compuestas de uno o mas elementos
metálicos , pudiendo contener también algunos elementos no metálicos , ejemplo de elementos
metalicos son hierro cobre , aluminio , niquel y titanio mientras que como elementos no metalicos
podriamos mencionar al carbono.
Los materiales de cerámica , como los ladrillos , el vidrio la loza , los ailantes y los abrasivos ,
tienen escasas conductividad tanto electrica como termica y aunque pueden tener buena
resistencia y dureza son deficientes en ductilidad , conformabilidad y resistencia al impacto..
Polimeros , en estos se incluyen el caucho (el hule) , los plásticos y muchos tipos de adhesivos .
Se producen creando grandes estructuras moleculares apartir de moléculas orgánicas obtenidas
del petroleo o productos agrícolas .
Fases componentes de un sólido desde su estructura intermolecular
Una sustancia pura como el agua puede existir en las fases sólido, liquido y gas, dependiendo de
las condiciones de temperatura y presión. Un ejemplo familiar para todos de dos fases de una
sustancia pura en equilibrio es un vaso de agua con cubos de hielo. En este caso el agua, sólida y
liquida, da lugar a dos fases distintas separadas por una fase limite, la superficie de los cubos de
hielo. Durante la ebullición del agua, el agua líquida y el agua vapor son dos fases en equilibrio.
Una representación de las fases acuosas que existen bajo diferentes condiciones de presión y
temperatura se muestra en la
En el diagrama de fases presión-temperatura (PT} del agua existe un punto triple a baja presión
(4579 torr) y baja temperatura (0,0098 0C) donde las fases sólida, liquida y gaseosa coexisten. Las
fases liquida y gaseosa existen a lo largo de la línea de vaporización y las fases líquida y sólida a
lo largo de la línea de congelación, como se muestra en la Figura 8.1. Estas lineas son lineas de
equilibrio entre dos fases.
El díagrama de fases en equilibrio (PT) se puede construir también para otras sustancias puras.
Por ejemplo, el diagrama de fases de equilibrio PT del hierro puro se muestra en la Figura 8.2. Una
diferencia fundamental de este diagrama de fases es que tiene tres fases sólidas distintas y
separadas: Fe alfa (~, Fe gamma (y) y Fe delta (~).
El hierro ~ y <5 tiene estructuras cristalinas BBC, mientras el hierro y tiene una estructura FCC. Las
fases limite en el estado sólido tienen las mismas propiedades que entre liquido y sólido. Por
ejemplo, bajo condiciones de equilibrio, el hierro ~ y y puede existir a una temperatura de 910 0C y
una atmósfera de presión. Por encima de 910 0C sólo existe la fase y, y por debajo de 910 0C sólo
existe la fase ~ Hay también tres puntos triple en el díagrama PT del hierro donde las tres fases
diferentes coexisten: (1) líquido, vapor Fe <5; (2) vapor, Fe <5 y Fe y; y (3) vapor, Fe y y Fe
~.enlaces existente para su configuración
4. Enlaces existentes para su configuración.
Enlaces metálicos
En metales en estado sólido , los átomos se encuentran empaquetados relativamente muy juntos
en una ordenación sistemática o estructura cristalina . Por ejemplo la disposición de los átomos de
cobre en el cobre cristalino consiste que los átomos están tan juntos que sus electrones externos
de valencia son atraídos por los núcleos de sus numeroso vecinos . En el caso del cobre sólido
cada átomo está rodeado por otros 12 átomos más próximos . Los electrones de valencia no están
por lo tanto asociados férreamente a un núcleo en particular y así es posible que se extiendan
entre los átomos en forma de una nube electrónica de carga de baja densidad o gas electrónico.
Los átomos en un enlace metálico sólido se mantienen juntos por enlace metálico para lograr un
estado de más baja energía ( o más estable) . Para el enlace metálico no hay restricciones sobre
pares electrónicos como en el enlace covalente o sobre la neutralidad de carga como en el enlace
iónico . En el enlace metálico los electrones de valencia más externos de los átomos son
compartidos por muchos átomos circundantes y de este modo , en general , el enlace metálico no
resulta direccional Fuerzas de van der Waals
Excepto en un gas muy dispersado las moléculas ejercen atracciones y repulsiones entre sí . Estas
proceden fundamentalmente de interacciones dipolo-dipolo . Las moléculas no polares se atraen
entre sí mediante interacciones débiles dipolo-dipolo llamadas fuerzas de London que surgen como
consecuencia de dipolos inducidos en una molécula por otra. En este caso los electrones de una
molecula son debilmente atraídos hacia el nucleo de otra pero entonces los electrones de esta son
repelidos por los electrones de la primera. El resultado es una distribución desigual de la densidad
electrónica y , en consecuencia , un dipolo incluido . Las diferentes interacciones dipolo-dipolo
(atractivas y repulsivas) se denominan conjuntamente fuerzas de van der Waals . La distancia
entre las moléculas juega un importante papel en la intensidad de dichas fuerzas . Se llama radio
de van der Waals a la distancia a la que la fuerza atractiva es máxima .Cuando dos átomos se
aproxima a distancias mas cortas que el radio de van der Waals , se desarrollan fuerzas repulsivas
entre los núcleos y las capas electrónicas . Cuando la distancia entre dos moléculas es mayor al
radio de van der Waals las fuerzas atractivas entre las moléculas disminuyen.
Enlace iónico
Los enlaces iónicos se pueden formar entre elementos muy electropositivos (metálicos) y
elementos muy electronegativos (no metales) . En el proceso de ionización los electrones son
transferidos desde los átomos de los elementos electropositivos a los átomos de los elementos
electronegativos , produciendo cationes cargados positivamente y aniones cargados
negativamente . Las fuerzas de enlace son debidas a la fuerza de atracción electrostática o
culombiana entre iones con carga opuesta . Los enlaces ionicos se forman entre iones
opuestamente cargados por que se produce una disminución neta de la energía potencial para los
iones enlazados
Enlace covalente
Un segundo tipo de enlace atómico primario es el enlace covalente . Mientras el enlace iónico
involucra átomos muy electropositivos y electronegativos , el enlace covalente se forma entre
átomos con pequeñas diferencias de electronegatividad y ubicados muy próximos en la tabla
periódica . En el enlace covalnete los átomos generalmente comparten sus electrones externos s y
p como otros átomos , de modo que cada átomo alcanza la configuración de gas noble. En un
enlace covalente sencillo cada uno de los átomos contribuye con un electrón a la formación del par
de electrones de enlace , y las energías de los dos átomos asociadas con el enlace covalente son
menores (mas estables) como consecuencia de la interacción de los electrones . En el enlace
covalente , se pueden formar enlaces mútiples de pares de eletrones por un átomo consigo mismo
o con otros átomos.
Redes cristalograficas existentes
Sistemas cristalográficos
Los cristalógrafos han demostrado que son necesarias solo siete tipos diferentes de celda unidad
para crear todas las redes puntuales . La mayor parte de etos siete sistemas cristalinos presentan
variaciones de la celda unida básica . A. J. Bravais mostró que catorce celdas unidad estándar
podian describir todas las estructuras reticulares posibles .Hay cuatro tipos de celdas unidad :
o
o
o
o
Sencilla
Centrada en el cuerpo
Centrada en las caras
Centrada en la base
En el sistema cúbico hay tres tipos de celdas unidad : cúbica sencilla , cúbica centrada en el
cuerpo y cúbica centrada en las caras. En el sistema ortorrómbico están representados los cuatro
tipos . En el sistema tetragonal hay solo dos: sencilla y centrada en el cuerpo. En el sistema
monoclínico tiene celdas unidad sencilla y centrada en la base , y los sistemas romboedríco
hexagonal y triclínico, tienen solo una celda unidad .
Estructuras cristalográficas
La mayoría de los metales elementales alrededor del 90 % cristalizan en tres estructuras cristalinas
densamente enpaquetadas : cúbica centrada en el cuerpo (BCC) , cúbica centrada en las caras
(FCC) y hexagonal compacta (HCP) . La estructura HCP es una modificación más densa de la
estructura cristalina hexagonal sencilla . La mayor parte de los metales cristalizadas en esas
estructuras densamente enpaquetadas debido a que se libera energía a medida que los átomos se
apróximan y se enlazan cada vez más estrechamente entre sí . De este modo , dichas estructuras
densamente enpaquetadas se encuentran es disposiciones u ordenamientos de energía cada vez
más baja y estable Examinemos ahora detalladamente la disposición de los átomos en las celdas
unidad de las tres principales estructuras cristalinas . Aunque solo sea una aproximación
consideremos a los átomos de estas estructuras como esferas rígidas. La distancia entre los
átomos en las estructuras cristalinas puede ser determinado experimentalmente por análisis de
rayos X. Por ejemplo , la distancia interatómica entre dos átomos de aluminio en un fragmento de
aluminio puro a 20 0 C es 0.2862 nm.
Se considera que el radio del aluminio en el aluminio metal es la mitad de la distancia interatómica ,
o 0.143 nm.
Planos cristalinos
Dirección en la celda
A menudo , es necesario referirnos a posiciones específicas en las redes cristalinas . Esto es
especialmente importante para metales y aleaciones con propiedades que varían con la orientación
cristalográfica . Para cristales cúbicos los indices de las direcciones cristalográficas son los
componentes vectoriales de las direcciones resueltos a lo largo de cada eje coordenado y reducido
a los enteros mas pequeños .
Para indicar en un diagrama la dirección en una celda cúbica unitaria dibujamos un vector de
dirección desde el origen (que es normalmente una esquina de la celda cúbica) hasta que sale la
superficie del cubo .Las coordenadas de posición de la celda unidad donde el vector de posición
sale de la superficie del cubo despues de ser convertidas a enteros son los indices de
dirección .Los indices de dirección se encierran entre corchetes sin separación por comas.
Planos en una celda unitaria
Las superficise cristalinas en celdillas unidad HCP pueden ser identificadas comúnmente utilizando
cuatro indices en lugar de tres. Los indices para los planos cristalinos HCP ,llamados indices MillerBravais, son designados por las letras h , k , i , l y encerrados entre parentesis ( hkil ) . estos
indices hexagonales de 4indices estan basados en un sistema coordenado de 4 ejes .
Existen 3 ejes basicos , a1 , a2 , a3, que forman 1200 entre si. El cuarto eje o eje c es el eje vertical
y esta localizado en el centro de la celdilla unidad . La unidad a de medida a lo largo de los ejes a 1
a2 a3 es la distancia entre los átomos a lo largo de estos ejes .la unidad de medida a lo largo del eje
es la altura de la celdilla unidad . Los recíprocos de las intersecciones que un plano cristalino
determina con los ejes , a1 , a2 , a3 proporciona los indices h , k e i mientras el recíproco de la
intersección con el eje c da el índice l
Notación para planos
Los planos basales de la celdilla unidad HCP son muy importantes para esta celdilla unidad puesto
que el plano basal de la celdilla HCP es pralelo a los ejes , a1 , a2 , a3 las intersecciones de este
plano con estos ejes serán todas de valor infinito . Así , a1 = ¥ , a2 = ¥ a3 = ¥ El eje c , sin embargo ,
es unico puesto que el plano basal superior intersecciona con el eje c a una distancia unidad .
Tomando los reciprocos de estas intersecciones tenemos los indices de Miller-Bravais para el
plano Basal HCP. Así , H =0 K=0 I = 0 y L=1. El plano basal es , por tanto un plano cero-cero-cerouno o plano (0001) .
Importancia del indice de Milller
A veces es necesario referirnos a planos reticulares específicos de átomos dentro de una
estructura cristalina o puede ser interesante conocer la orientación cristalográfica de un plano o
grupo de planos en una red cristalina. Para identificar planos cristalinops es estructuras cristalinas
cúbicas se usa la notación de Miller . Los indices de Miller de un plano cristalino estan definidos
como los reciprocos de las intersecciones , que el plano determina con los ejes x , y , z de los tres
lados no paralelos del cubo unitario .Las aristas de una celda cúbica unitaria presentan longitudes
unitarias y las intersecciones de los planos de una red se miden en base a estas longitudes
unitarias .El procedimiento de determinación de los indices de Miller para un plano de un cristal
cúbico es el siguiente:



Escoger un plano que no pase por el origen en (0,0,0)
Determinar las interacciones del plano en base a los ejes x,y,z cristalográficos para un
cubo unitario , estas interacciones pueden ser fraccionarias
Construir los recíprocos de estas intersecciones
Despejar fracciones y determinar el conjunto mas pequeño de números esteros que estén en la
misma razón que las intersecciones. Esos números enteros son los índices de Miller de un plano
cristalográfico y se encierran entre paréntesis sin usar comas. La notación (hkl) se usa para indicar
índices de Miller en sentido general , donde h ,k, y l son los indices de Miller para un plano de un
cristal cúbico de ejes x,y,z respectivamente.
5. Estructuras cristalinas
La primera clasificación que se puede hacer de materiales en estado sólido, es en función de cómo
es la disposición de los átomos o iones que lo forman. Si estos átomos o iones se colocan
ordenadamente siguiendo un modelo que se repite en las tres direcciones del espacio, se dice que
el material es cristalino. Si los átomos o iones se disponen de un modo totalmente aleatorio, sin
seguir ningún tipo de secuencia de ordenamiento, estaríamos ante un material no cristalino ó
amorfo. En el siguiente esquema se indican los materiales sólidos cristalinos y los no cristalinos.
En el caso de los materiales cristalinos, existe un ordenamiento atómico (o iónico) de largo
alcance que puede ser estudiado con mayor o menor dificultad. Ahora bien, realmente
¿necesitamos estudiar los materiales a nivel atómico?.
Para responder a esta cuestión, podemos estudiar las principales propiedades de dos materiales
tan conocidos como son el grafito (Fig.1) y el diamante (Fig.2). El grafito es uno de los materiales
más blandos (tiene un índice de dureza entre 1y 2 en la escala Mohs), es opaco (suele tener color
negro), es un buen lubricante en estado sólido y conduce bien la electricidad. Por contra, el
diamante es el material más duro que existe (10 en la escala Mohs), es transparente, muy abrasivo
y un buen aislante eléctrico.
Como vemos, son dos materiales cuyas principales propiedades son antagónicas. Pero, si
pensamos en sus componentes, nos damos cuenta que tanto uno como el otro están formados
únicamente por carbono. Entonces, ¿a que se debe que tengan propiedades tan dispares?. La
respuesta está en el diferente modo que tienen los átomos de carbono de enlazarse y ordenarse
cuando forman grafito y cuando forman diamante; es decir, el grafito y el diamante tienen distintas
estructuras cristalinas.
Ruina Universal de Ensayos: capacidad máxima de 120kN (12 t), con cuatro escalas, se realizan
ensayos de tensión, compresión, flexión y corte.
Durómetro Universal Digital: durezas Rockwell, Brinell y Vickers.
Péndulo de Impacto: ensayos según métodos Charpy e Izod, capacidad máxima 300J. Para
metales.
Péndulo de Impacto para Plásticos: capacidad máxima aproximada 8J.
Cámara Climática: ensayos con temperatura y humedad variable.
Máquina de Fatiga por Flexión Rotativa: capacidad máxima de 270kg*cm.
6. Aceros.
No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para
producir el metal para ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los
arqueólogos en Egipto datan del año 3.000 a.c., y se sabe que antes de esa época se empleaban
adornos de hierro; los griegos ya conocían hacia el 1.000 a.c, la técnica de cierta complejidad para
endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico.
Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de hecho, todas las aleaciones
de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.c.) se clasifican en la actualidad como hierro forjado. Para
producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un horno
o forja con tiro forzado. Ese tratamiento reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro
metálico lleno de una
escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se
retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la
escoria y dejar el hierro. El hierro producido en esas condiciones solía contener un 3% de
partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En ocasiones esta técnica de fabricación
producía accidentalmente
auténtico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero
calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que
el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero.
Después del siglo XIV se aumentó el tamaño de los hornos utilizados para la fundición y se
incrementó el tiro para forzar el paso de los gases de combustión por la carga o mezcla de
materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del
horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los
gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que
funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después
para fabricar acero.
La producción moderna de arrabio emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los
usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio para la producción de acero mediante
chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o
convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios minihornos que
emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra.
Las aleaciones de hierro y carbono -aceros y fundiciones- son las aleaciones metálicas más
importantes de la civilización actual. Por su volumen, la producción de fundición y de acero supera
en más de diez veces la producción de todos los demás metales juntos.
Corrientemente se da el nombre de acero y fundición, a las aleaciones hierro - carbono (si tienen
más del 2% de C son fundiciones y si tienen menos del 2% de C son aceros).
El hierro forma soluciones con muchos elementos: con los metales, soluciones por sustitución, con
el carbono, nitrógeno e hidrógeno, soluciones por inserción.
La solubilidad del carbono en el hierro depende de la forma cristalográfica en que se encuentra el
hierro. La solubilidad del carbono en el hierro ( cúbica de cuerpo centrado) es menor que el 0,02%
y en el hierro (cúbica da caras centradas) es hasta el 2%.
Se distinguen tres grupos de aceros al carbono: eutectoides, que contienen cerca de un 0,8% de C,
cuya estructura está constituida únicamente por perlita: Hipoeutectoides, que contienen menos del
0,8% de C, con estructura formada por ferrita y perlita; e Hipereutectoides, que contienen del 0,8 al
2% de C y cuya estructura consta de perlita y cementita.
7. Microestructuras De Los Aceros
Los constituyentes metálicos que pueden presentarse en los aceros al carbono son: ferrita,
cementita, perlita, sorbita, troostita, martensita, bainita, y rara vez austenita, aunque nunca como
único constituyente. También pueden estar presentes constituyentes no metálicos como óxidos,
silicatos, sulfuros y aluminatos.
El análisis de las microestructuras de los aceros al carbono recocidos y fundiciones blancas deben
realizarse en base al diagrama metaestable Hierro-carburo de hierro o Cementita.
Diagrama Fe-C
Las microestructuras que presenta el diagrama de equilibrio para los aceros al carbono son:
FERRITA (Hierro a)
Es una solución sólida de carbono en hierro alfa, su solubilidad a la temperatura ambiente es del
orden de 0.008% de carbono, por esto se considera como hierro puro, la máxima solubilidad de
carbono en el hierro alfa es de 0,02% a 723 °C.
Microestructura del acero al carbono, cristales blancos de ferrita
La ferrita es la fase más blanda y dúctil de los aceros, cristaliza en la red cúbica centrada en el
cuerpo, tiene una dureza de 90 Brinell y una resistencia a la tracción de 28 kg/mm2, llegando hasta
un alargamiento del 40%. La ferrita se obsera al microscopio como granos poligonales claros.
En los aceos, la ferrita puede aparecer como cristales mezclados con los de perlita, en los aceros
de menos de 0.6%C, figura 6; formando una red o malla que limita los granos de perlita, en los
aceros de 0.6 a 0.85%C en forma de agujas o bandas circulares orientados en la dirección de los
planos cristalográficos de la austenita como en los aceros en bruto de colada o en aceros que han
sido sobrecalentados. Este tipo de estructura se denomina Widmanstatten.
La ferrita también aparece como elemento eutectoide de la perlita formando láminas paralelas
separadas por otras láminas de cementita, en la estructura globular de los aceros de herramientas
aparece formando la matriz que rodea los glóbulos de cementita, figura 9, en los aceros
hipoeutectoides templados, puede aparecer mezclada con la martensita cuando el temple no ha
sido bien efectuado.
8. Cementita
Es el carburo de hierro de fórmula Fe3C, contiene 6.67 %C y 93.33 % de hierro, es el
microconstituyente más duro y frágil de los aceros al carbono, alcanzando una dureza Brinell de
700 (68 Rc) y cristaliza en la red ortorómbica.
Microestructura del acero 1%C, red blanca de dementita
En las probetas atacadas con ácidos se observa de un blanco brillante y aparece como cementita
primaria o proeutéctica en los aceros con más de 0.9%C formando una red que envuelve los
granos de perlita, formando parte de la perlita como láminas paralelas separadas por otras láminas
de ferrita, se presenta en forma de glóbulos o granos dispersos en una matriz de ferrita, cuando los
aceros de alto carbono se han sometido a un recocido de globulización, en los aceros
hipoeutectoides que no han sido bien templados.
Perlita
Es el microconstituyente eutectoide formado por capas alternadas de ferrita y cementita,
compuesta por el 88 % de ferrita y 12 % de cementita, contiene el 0.8 %C. Tiene una dureza de
250 Brinell, resistencia a la tracción de 80 kg/mm2 y un alargamiento del 15%; el nombre de perlita
se debe a las irisaciones que adquiere al iluminarla, parecidas a las perlas. La perlita aparece en
general en el enfriamiento lento de la austenita y por la transformación isotérmica de la austenita
en el rango de 650 a 723°C.
Microestructura del acero al carbono, cristales oscuros de perlita
Si el enfriamiento es rápido (100-200°C/seg.), la estructura es poco definida y se denomina Sorbita,
si la perlita laminar se somete a un recocido a temperatura próxima a 723°C, la cementita adopta la
forma de glóbulos incrustados en la masa de ferrita, denominándose perlita globular.
Austenita
Es el constituyente más denso de los aceros y está formado por una solución sólida por inserción
de carbono en hierro gamma. La cantidad de carbono disuelto, varía de 0.8 al 2 % C que es la
máxima solubilidad a la temperatura de 1130 °C. La austenita no es estable a la temperatura
ambiente pero existen algunos aceros al cromo-níquel denominados austeníticos cuya estructura
es austenita a temperatura ambiente.
La austenita está formada por cristales cúbicos centrados en las caras, con una dureza de 300
Brinell, una resistencia a la tracción de 100 kg/mm2 y un alargamiento del 30 %, no es magnética.
Microestructura de la austenita
La austenita no puede atarcarse con nital, se disuelve con agua regia en glicerina apareciendo
como granos poligonales frecuentemente maclados, puede aparecer junto con la martensita en los
aceros templados.
Martensita
Es el constituyente de los aceros templados, está conformado por una solución sólida
sobresaturada de carbono o carburo de hierro en ferrita y se obtiene por enfriamiento rápido de los
aceros desde su estado austenítico a altas temperaturas.
El contenido de carbono suele variar desde muy poco carbono hasta el 1% de carbono, sus
propiedades físicas varían con su contenido en carbono hasta un máximo de 0.7 %C.
Microestructura de la martensita
La martensita tiene una dureza de 50 a 68 Rc, resistencia a la tracción de 170 a 250 kg/mm2 y un
alargamiento del 0.5 al 2.5 %, muy frágil y presenta un aspecto acicular formando grupos en zigzag
con ángulos de 60 grados.
Los aceros templados suelen quedar demasiado duros y frágiles, inconveniente que se corrige por
medio del revenido que consiste en calentar el acero a una temperatura inferior a la crítica inferior
(727°C), dependiendo de la dureza que se desee obtener, enfriándolo luego al aire o en cualquier
medio.
Troostita
Es un agregado muy fino de cementita y ferrita, se produce por un enfriamiento de la austenita con
una velocidad de enfriamiento ligeramente inferior a la crítica de temple o por transformación
isotérmica de la austenita en el rango de temperatura de 500 a 6000C, o por revenido a 4000C.
Sus propiedades físicas son intermedias entre la martensita y la sorbita, tiene una dureza de 400 a
500 Brinell, una resistencia a la tracción de 140 a 175 kg/mm2 y un alargamiento del 5 al 10%. Es
un constituyente nodular oscuro con estructura radial apreciable a unos 1000X y aparece
generalmente acompañando a la martensita y a la austenita
Sorbita
Es también un agregado fino de cementita y ferrita. Se obtiene por enfriamiento de la austenita con
una velocidad de enfriamiento bastante inferior a la crítica de temple o por transformación
isotérmica de la austenita en la zona de 600 a 650%, o por revenido a la temperatura de 600%. Su
dureza es de 250 a 400 Brinell, su resistencia a la tracción es de 88 a 140 kg/mm2 ,con un
alargamiento del 10 al 20%.
Con pocos aumentos aparece en forma muy difusa como manchas, pero con 1000X toma la forma
de nódulos blancos muy finos sobre fondo oscuro, figura 16; de hecho tanto la troostita como la
sorbita pueden considerarse como perlita de grano muy fino.
Bainita
Es el constituyente que se obtiene en la transformación isotérmica de la austenita cuando la
temperatura del baño de enfriamiento es de 250 a 500°C. Se diferencian dos tipos de estructuras:
la bainita superior de aspecto arborescente formada a 500-580°C, compuesta por una matriz
ferrítica conteniendo carburos. Bainita inferior, formada a 250-4000C tiene un aspecto acicular
similar a la martensita y constituida por agujas alargadas de ferrita que contienen delgadas placas
de carburos.
La bainita tiene una dureza variable de 40 a 60 Rc comprendida entre las correspondientes a la
perlita y a la martensita.
Los constituyentes que pueden presentarse en los aceros aleados son los mismos de los aceros al
carbono, aunque la austenita puede ser único contituyente y además pueden aparecer otros
carburos simples y dobles o complejos.
La determinación del tamaño de grano austenítico o ferrítico, puede hacerse por la norma ASTM o
por comparación de la microfotografías de la probeta a 100X, con las retículas patrón numeradas
desde el 1 para el grano más grueso hasta el 8 para el grano más fino.
En el sistema ASTM el grosor del grano austenitico se indica con un número convencional n, de
acuerdo con la formula:
logG=(n-1)log2
Donde G es el número de granos por pulgada cuadrada sobre una imagen obtenida a 100
aumentos; este método se aplica a metales que han recristalizado completamente, n es el número
de tamaño de grano de uno a ocho.
Forma, tamaño y distribución de los cristales o granos en la microestructura del acero para
comparación a 100X
Cualquier proceso de producción de acero a partir del Arrabio consiste en quemar el exceso de
carbono y otras impurezas presentes en el hierro.
Una dificultad para la fabricación del acero es su elevado punto de fusión, 1.400ºC
aproximadamente, que impide utilizar combustibles y hornos convencionales.
Para superar esta dificultad, se han desarrollado 3 importantes tipos de hornos para el refinamiento
del Acero, en cada uno de estos procesos el oxígeno se combina con las impurezas y el carbono
en el metal fundido. El oxígeno puede introducirse directamente mediante presión dentro o sobre la
carga a través del oxígeno en el aire, o en forma de óxidos de hierro o herrumbre en la chatarra.
Esto oxidará algunas impurezas, las que se perderán como gases, mientras otras impurezas
reaccionarán con la piedra caliza fundida para formar una escoria que será colada posteriormente.
9. Tipos de hornos
Horno de hogar abierto o crisol
El horno de hogar abierto semeja un horno enorme, y se le denomina de esta manera porque
contiene en el hogar (fondo) una especie de piscina larga y poco profunda (6m de ancho, por 15 m
de largo, por 1 m de profundidad, aproximadamente).
El horno se carga en un 30% a un 40% con chatarra y piedra caliza, empleando aire pre-calentado,
combustible líquido y gas para la combustión, largas lenguas de fuego pasan sobre los materiales,
fundiéndolos. Al mismo tiempo, se quema (o se oxida) el exceso de carbono y otras impurezas
como el fósforo, silicio y manganeso.
Este proceso puede acelerarse introduciendo tubos refrigerados por agua (lanzas), los que
suministran un grueso flujo de oxígeno sobre la carga.
Periódicamente, se revisan muestras de la masa fundida en el laboratorio para verificar la
composición empleando un instrumento denominado espectrómetro. También se determinan los
niveles de carbono.
Si se está fabricando acero de aleación, se agregarán los elementos de aleación deseados.
Cuando las lecturas de composición son correctas, el horno se cuela y el acero fundido se vierte en
una olla de colada.
El proceso completo demora de cinco a ocho horas, mientras que el Horno de Oxígeno Básico
produce la misma cantidad de acero en 45 minutos aproximadamente. Debido a esto, este horno
ha sido virtualmente reemplazado por el de Oxígeno Básico.
Horno De Oxigeno Basico
Es un horno en forma de pera que puede producir una cantidad aproximadamente de 300
toneladas de acero en alrededor de 45 minutos.
El horno se inclina desde su posición vertical y se carga con chatarra de acero fría (cerca de un
25%) y luego con hierro derretido, después de ser devuelto a su posición vertical, se hace
descender hacia la carga una lanza de oxígeno refrigerada por agua y se fuerza sobre ella un flujo
de oxígeno puro a alta velocidad durante 20 minutos. Este actúa como fuente de calor y para la
oxidación de las impurezas.
Tan pronto como el chorro de oxígeno comienza, se agrega la cal y otros materiales fundentes. La
reacción química resultante desarrolla una temperatura aproximada de 1.650º C. El oxígeno se
combina con el exceso de carbono acabando como gas y se combina también con las impurezas
para quemarlas rápidamente. Su residuo es absorbido por la capa flotante de escoria.
Después de haberse completado la inyección de oxígeno, se analiza el contenido de carbono y la
composición química de diversas muestras de la masa fundida.
Cuando la composición es correcta, el horno se inclina para verter el acero fundido en una olla de
colada.
Aunque se pueden producir algunos aceros de aleación con este proceso, el ciclo de tiempo
aumenta considerablemente, eliminando así su ventaja principal. Consecuentemente, el proceso
de oxígeno básico, como el del hogar abierto, se emplea generalmente para producir altos
tonelajes de acero con un bajo nivel de carbono, que son los de mayor consumo. Estos aceros con
bajo nivel de carbono se utilizan para barras, perfiles y planchas gruesas y delgadas.
Horno De Arco Electrico
Es el más versátil de todos los hornos para fabricar acero. No solamente puede proporcionar altas
temperaturas, hasta 1.930ºC, sino que también puede controlarse eléctricamente con un alto grado
de precisión.
Debido a que no se emplea combustible alguno, no se introduce ningún tipo de impurezas. El
resultado es un acero más limpio.
Consecuentemente, puede producir todo tipo de aceros, desde aceros con regular contenido de
carbono hasta aceros de alta aleación, tales como aceros para herramientas, aceros inoxidables y
aceros especiales para los cuales se emplea principalmente. Otras ventaja sobre el Horno de
Oxígeno Básico es que puede operar con grandes cargas de chatarra y sin hierro fundido.
El Horno de Arco Eléctrico se carga con chatarra de acero cuidadosamente seleccionada. El
arrabio fundido se emplea raramente. Si la carga de chatarra es muy baja en carbono, se agrega
coque (el cual es casi puro carbono) o electrodos de carbono de desecho, para aumentar así su
nivel.
Al aplicarse la corriente eléctrica, la formación del arco entre los electrodos gigantes produce un
calor intenso. Cuando la carga se ha derretido completamente, se agregan dentro del horno
cantidades medidas de los elementos de aleación requeridos.
La masa fundida resultante se calienta, permitiendo que se quemen las impurezas y que los
elementos de aleación se mezclen completamente.
Para acelerar la remoción del carbono, el oxígeno gaseoso se introduce generalmente en forma
directa dentro de acero fundido por medio de un tubo o lanza. El oxígeno quema el exceso de
carbono y algunas de las impurezas, mientas otras se desprenden como escoria por la acción de
varios fundentes.
Cuando la composición química de la masa fundida cumple con las especificaciones, el horno se
inclina para verter el acero fundido dentro de una olla de colada.
Este horno puede producir una hornada de acero en un período de dos a seis horas, dependiendo
del horno individual.
Cromado
Es una técnica de protección contra la corrosión que tiene muchas variantes y se puede aplicar al
acero, aluminio, magnesio, y zinc. Esto resulta en la formación de óxidos metálicos en la superficie
de la pieza de trabajo que reacciona para formar cromatos metálicos. El cromado de aluminio y
magnesio mejora la resistencia a la corrosión considerablemente. Con el acero es mucho menos
permanente.
Galvanizado
Es una técnica para protección contra la corrosión que se aplica solo a aceros suaves, hierro
fundido y aleaciones de acero en donde las piezas de trabajo son sumergidas en zinc liquido a una
temperatura de 500ºC. Se forma en la superficie de la pieza de trabajo una aleación de zinc/hierro
dándole a la pieza una capa adherente de zinc.
Antes del galvanizado, la superficie del metal debe encontrarse en un estado moderado de
limpieza. Esto se cumple generalmente por la limpieza ácida o blasteado ligero.
Las capas galvanizadas son de aproximadamente 0.005 pulgadas de grosor y pueden dar una
protección por 10 o 20 años.
Nitrurizado
Es un proceso para endurecimiento de superficies utilizado solo en ciertos tipos de aceros, que
resulta en una de las superficies más duras alcanzables por tratamientos con calor. El proceso
consiste en mantener las piezas de trabajo en una atmósfera de amoniaco a 500ºC por un máximo
de 100 horas. Bajo estas condiciones el nitrógeno atómico se combina con el hierro en la superficie
para formar nitrato de hierro. El nitrógeno lentamente se difunde en la superficie siempre y cuando
se mantenga la temperatura adecuada. Por lo que el grosor de la superficie endurecida resultante
depende de la duración del tratamiento por calor.
10. Conclusiones
Es sin duda impresionante la manera en la que han evolucionado los materiales y lo importante
que es conocer sus propiedades no tan solo físicas o mecánicas sino también a otro nivel como
bien podría ser a nivel atómico ya que de esto depende en buena parte el comprender como habrá
de comportarse un material en ciertas condiciones y de esa manera conjeturar algunas
características como su dureza o su resistencia a algunos esfuerzos, la verdad este curso de
Materiales ha resultado de mucho provecho para cada uno de nosotros los alumnos de ingenieria,
hemos aprendido como conocer a los materiales por sus propiedades asi como por su tipo, sus
estructuras internas y externas, que nos llevamos del curso?, conocimiento provechoso y una
mayor conciencia de los materiales y su aprovechamiento a lo largo de este curso y a lo largo de la
historia, conocer nuestro entorno es sumamente importante y poder aprovecharlo y modificarlo nos
dara mayor comodidad y tambien una mayor economia en base al aprovechaniento que de el
obtengamos, podemos sin lugar a dudas decir que los materiales forman una parte importante de
la sociedad actual, a donde usted mire encontrara diversos materiales en sus miles de formas y
modificaciones que el hombre, el ingeniero ha hecho con el unico propósito de sacar mayor ventaja
y poder adaptar su medio a las circunstancias requeridas en su momento, la sociedad cambia y
con ella sus necesidades de toda indole, la industria evoluciona constantemente al igual que la
ciencia, gracias a estos cambios podemos ir adelantes y no ser victima de la estatica, hay cambios,
hay dinamica, pero esto exije cambios, tan necesarios y grandes como se desen, quizas hasta se
requira cambios sociales, cambios de actitud y quizas hasta cambios de estructuras economicas y
gubernamentales. La industria a mejorado y progresado a pasos acelerados durante las ultimas
tres decadas, el uso de los aceros y toda clase de metales se ha hecho mucho mas comun en las
sociedades, la industrialización a exigido el uso de mas y mejores materiales para su desarrollo,
hoy tenemos cubierta la mayoria de esas necesidades, pero falta mucho por recorrer, realmente no
sabemos hacia donde la sociedad con sus industrias, su ciencia y su tecnología vayan, lo que si
sabemos es que tenemos que ser concientes de los cambios y prepararnos para ellos, el
afrontarlos adecuadamente, marcara la diferencia entre las economias fuertes, las debiles y las
que deben perecer a causa de la mediocridad y la falta de actitud adecuada, podemos mirar hacia
veinte años atrás y ver cuantos cambios al dia de hoy se han dado y como las industrias exitosas
los afrontaron y como otros hoy ni su recuerdo queda; una actitud y las acciones adecuadas han
permitido el desarrollo de tecnologías nuevas y en gran manera mucho mejores que las de hace
tan solo diez o cinco años, el progreso nos arrastra y es mejor remar en el sentido que el se
desarrolla para ser mejores, tambien no podemos estar a expensas de casar tecnologías, tenemos
la obligación de desarrollarlas y sacar adelante a nuestro pais, su economia, no basta saber
manejar la tecnología, sino ser padres de ella y poder sacarle el máximo de provecho, hoy es
tiempo de contribuir y de mejorar, de lo contrario el resago nos atrapara y pagaremos caro una
mala actitud, que en mucho pudimos corregir y que no estuvimos dispuestos. Ojalaesto sirva para
visualizar, que un buen salario es bueno, pero aportar a este pais alguna idea, algun proyecto,
algun invento; es todavía mucho mejor, el tiempo cambia, nosotros debemos hacerlo para bien de
la comunidad y no tan solo para provecho personal, ojala pronto podamos reconocer la falta de una
buena actitud y ser protagonistas en la tecnología, ser ser maestros y no aprendices.
Aplicaciones de la Química en la Industria de Alimentos
1. Presentación
2. Las aplicaciones de la Química en las Industrias de Alimentos
3. Procesos Empleados en la Industria Alimenticia para Conservar los Alimentos
PRESENTACIÓN
La química es hoy en día uno de los procesos más aplicados en la industria de los alimentos. A
través de ella los alimentos sufren ciertas transformaciones o modificación para su propia
conservación mejorando así las propiedades que los constituyen.
Actualmente la población consume varias cantidades de sustancias químicas que se encuentran
en los alimentos. Esto se debe a que la mayoría de los alimentos son a base de la química,
contiene un alto índice de adictivos (sabonizantes y colorantes artificiales) para la elaboración de
pepitos, pastas, dulces y otros. Colorantes artificiales tales como el amarillo Nº 5 que produce
malestar estomacal, alergias entre otros.
Estas aplicaciones industriales sobre los alimentos son causantes de algunas enfermedades que
hoy padece la moderna sociedad de consumo; alergias, ulceras, trastornos estomacales, gastritis,
entre otros mencionados.
Las aplicaciones de la Química en las Industrias de Alimentos:
Los procesos utilizados en la industrias de alimentos constituyen el factor de mayor importancia en
las condiciones de vida y en la búsqueda de soluciones que permitan preservar las características
de los alimentos por largos períodos, utilizando procedimientos adecuados en la aplicación de
sustancias químicas en los alimentos tales como el enfriamiento, congelación, pasteurización,
secado, ahumado, conservación por productos químicos y otros de carácter similares que se les
puede aplicar estas sustancias para su conservación y al beneficio humano.
Las industrias de alimentos como la MERK han desarrollado nuevos productos como flavoides,
folatos y ácidos grasos polinsaturados (omega 3) para alimentos funcionales y suplementos
alimenticios. también ofrece suplementos de vitaminas y minerales de los cuales MERK ha sido
internacionalmente reconocido como un proveedor de primera calidad, además todo los productos
son enriquecidos con enzimas, antioxidantes y preservantes, etc.
Los aditivos constituyen importancia en el valor de los alimentos procesados, ya que son
empleados a alimentos mas de 2000 aditivos alimentarios, colorantes artificiales, edulcorantes,
antimicrobianos, antioxidantes, autorizados para usarse en los alimentos.
La mayor parte de los alimento como harinas, enlatados, contiene aditivos pero aún más las
golosinas, los pepitos.
Procesos Empleados en la Industria Alimenticia para Conservar los Alimentos a Través de la
Aplicación de la Química:
1.- Nitrógeno:
Es una de las formas mas natural de darle protección a los alimentos de los defectos no deseados
del oxígenos. El nitrógeno cumple ciertos requisitos en la disponibilidad, manejo y propiedades que
influyen en la preservación las cuales con la química, la física y características organolépticas.
En la industria de alimentos, el Nitrógeno se aplica en la producción de aceites vegetales y de
pescados, grasas animales, carnes, productos lácteos. En granos como el café, maní, almendras,
nueces, pasteles y alimentos preparados. En jugos y pulpas de frutas y vegetales, conservación de
vinos, entre otros.
Conservación:
La aplicación de nitrógeno como gas inerte permite mantener las características organolépticas de
los alimentos por largos períodos. Estas características son alteradas normalmente por la
utilización de los métodos convencionales.
El envasado con, atmósferas protectoras de nitrógeno, permite eliminar las alteraciones
bacterianas y químicas que sufren los alimentos en los procesos convencionales.
Ventajas:





Conservado de cualidades organolépticas.
Conservado de nutrientes.
Conservado del calor.
No permite la proliferación de las bacterias.
Su aplicación puede efectuarse en instalaciones ya existentes y en todos los sistemas de
envasados en líneas.
2.- Congelación criogénica (Criocongelación):
Este proceso consiste en la aplicación intensa del frío para reducir la temperatura a –18 ºC como
mínimo, bloqueando de esta manera las reacciones bioquímicas de los procesos enzimáticos que
destruyen los alimentos.La congelación mediante los sistemas convencionales requiere de largos períodos, sufriendo los
alimentos la deshidratación celular, pérdidas de proteínas, color, sabor, etc., perdiendo hasta un
10 % de H2 en peso.
Ventajas:




Aplicable a diferentes productos: carnes, verduras, frutas, alimentos preparados, etc.
Deshidratación menor a 0,5% del peso específico.
Inalterabilidad del aspecto superficial.
Notable reducción de los costos de inversión.
3.- Criopulverización:
Son sustancias que presentan bajos puntos de ablandamiento o termosensibles como productos
provenientes del caucho, productos oleaginosos, alimentos y productos farmacéuticos al igual que
algunos materiales que no pueden ser triturados en molinos convencionales, son hoy día fácil y
económicamente pulverizados con nitrógenos líquido.
En la industria del café, azúcar, especies y oleaginosas, etc., esta aplicación presenta ventajas
adicionales tales como:



Incrementos de la producción.
Reducción del consumo de energía
Homogeneidad del producto y disminución de material reciclable.
4.- El Hidrógeno:
En las grasas, aceites y ácidos grasos, el hidrógeno se aplica para modificar algunas propiedades
físico – químicas tales como punto de fusión, estabilidad química y disminución del color y olor.
Los aceites comestibles comúnmente hidrogenados son los de soya, palma, maní y maíz.
5.- Sparger:
muchos líquidos poseen gases disueltos no deseados (O 2) que ocasionan deterioro o mala calidad
del producto. Estos gases de los fluidos son eliminados por sistema de Sparger, manteniendo la
pureza del producto.
Oxicar pone en sus manos esta tecnología para la industria alimenticia, química, petroquímica y
petrolera.
6.- La Irradiación:
consiste en exponer a niveles altos de radiación para matar los insectos y las bacterias nocivas;
luego se empacan en recipientes sellados en los que se pueden almacenar por meses sin que se
descompongan.
Las fuentes de radiación utilizada para preservar la mayoría de los alimentos son: el cobalto (60) y
el cesio (137) que son emisores y también se pueden utilizar los rayos X y los rayos de electrones.
A través de la radiación se pueden destruir los nutrientes tales como vitaminas y aminoácidos.
7.- La Radiación Ionizante:
Produce especies reactivas como los radicales hidroxilos que a su vez reaccionan con moléculas
orgánicas y producen sustancias potencialmente peligrosas. Es interesante notar que los nuevos
efectos se producen durante la cocción de lo alimentos.
Veamos a continuación una serie de ejemplos de industrias de alimentos y de que forma aplican la
química:

Mavesa – S.A. Caracas
1.- Margarina
Aceites vegetales hidrogenados y no hidrogenados, H 2O, sobarto de
potasio, ácido cítrico, antioxidantes, disodio de calcio, (EDTA), vitaminas.

Cargil – Venezuela
1.- Harina de trigo balanceada
Fe, P, Ca.

Nesttle – Venezuela
Glutamato monosódico, aceite vegetal, almidón de maíz (sopa de
pollo maggi).

Norvates Nutrición de Venezuela
Yukery (colado de frutas criollas) ácido cítrico, vitamina C, Na, Ca,
Fe.

Fábrica de Alimentos Chispirin C.A.
Pepitos Chipito
Aceite vegetal, color onoto, queso y sal.

Productos Quaker
Sabor y color artificial (aditivos), ácido ascórbico, ácido cítrico,
CMC y BHA.

Kraft S.A.
Galletas
Fe, ácido fólico, niacina, riboflavina, glucosa, HCO3(NH4), NaHCO3,
Ca3PO4.
Margarina, aceite hidrogenado, H2O, lectina de soya,
monoglicéridos, benzonato de sodio, sobarto de potsio, disodio de
calcio (EDTA), cultivos lácticos, vitamina A, betacoroteno.

Cargil – Venezuela
2.- Aceite vegetal Vatel
Antioxidantes
Carne y sus derivados
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Introducción
¿Que es la carne?
Pescado
Descontaminación osmótica de altas cargas bacterianas con miel de caña
Contaminación, conservación, y alteración de carnes y productos cárnicos
Conclusión
Bibliografía
INTRODUCCIÓN
El estudio del contenido nutricional de la carne, por su alta fuente de proteína y su alto grado de
consumo en el país o el mundo entero ha motivado a estudiar os diferentes métodos de
conservación del alimento.
Así mismo la forma como se desintegra y se degrada por microorganismos patógenos, perdiendo
así su valor proteico o nutricional, y pasando a ser materia totalmente degradada.
Los derivados cárnicos también de igual forma son contaminados por microorganismos patógenos,
los cuales requieren de técnicas y métodos para su conservación.
Por lo general los microorganismos disminuyen el valor proteico de las carnes, deteriorándolas
totalmente y causando olores desagradables, por lo general los microorganismos se valen de tres
factores para atacar como son, la humedad, temperatura y pH.
Por esta razón se deben aplicar correctamente los métodos de conservación.
¿Que es la carne?
Según el código alimentario, es la parte comestible los músculos de animales sacrificados en
condiciones higiénicas, incluye (vaca, oveja, cerdo, cabra, caballo y camélidos sanos, y se aplica
también a animales de corral, caza, de pelo y plumas y mamíferos marinos, declarados aptos para
el consumo humano.
¿Qué nutrientes nos aportan?
Todas las carnes están englobadas dentro de los alimentos proteicos y nos proporcionan entre un
15 y 20% de proteínas, que son consideradas de muy buena calidad ya que proporcionan todos los
aminoácidos esenciales necesarios. Son la mejor fuente de hierro y vitamina b12. aportan entre un
10 y un 20 % de grasa (la mayor parte de ellas es saturada), tienen escasa cantidad de
carbohidratos y el contenido de agua oscila entre un 50 y 80 %. Además nos aportan vitaminas del
grupo B, zinc y fósforo.
¿Qué factores influyen en la composición nutricional de las carnes?
La edad del animal y la cantidad de ejercicio que realice. La alimentación, especialmente si es de
tipo industrial, influye notablemente en el contenido y tipo de grasa. Cada raza, así como el grupo
muscular del que se trate van a tener diferentes composiciones.
¿Cuáles son las recomendaciones de consumo?
La ración recomendada es de 150 – 200g, 3 veces por semana en adultos y en niños las raciones
sería de unos 15 g por cada año de edad que se ingerirán igualmente unas 3 veces por semana.
Las diversas categorías (extra, 1ª, 2ª, etc.) no presentan grandes diferencias en la composición
nutricional, sí a la hora de elegir el modo de cocinado. La cocción lenta estaría indicada en
categorías inferiores, mientras que para asar, freír o plancha las recomendadas son la de extra, la
de 1ª y de la zona más musculosa del animal.
¿De que se compone la carne?
Sobre todo de tejido muscular, en él se encuentra la mioglobina que es un pigmento que le da su
color característico que en contacto con el aire cambia y esto hace que el corte exterior sea más
oscuro que la zona interior. La mayor o menor intensidad en el color rojo no afecta no al valor
nutritivo ni a su digestibilidad.
También contienen tejido graso, que puede ser visible o invisible (grasa interfascicular). Cuanta
más cantidad de grasa tenga una carne, menor contenido de agua tiene. La cantidad de grasa
influye en su valor nutritivo y en la digestibilidad.
Finalmente tejido conectivo, que es el que separa o recubre los grandes músculos y también los
tendones. Su cantidad depende del grupo muscular, aumenta con la edad y ejercicio que haya
realizado el animal, haciendo que la carne sea más dura.
¿cuáles son los tipos de carnes atendiendo al consumo de grasa?
Las carnes magras son aquellas con menos de 10 % de materia grasa, de forma genérica se le
considera a la de caballo, ternera, conejo y pollo.
Las consideradas grasas son aquellas con un contenido superior al 10 %, tenemos: el cordero, el
cerdo y el pato. De forma más específica, habría que tener en cuenta la pieza del animal, por
ejemplo ciertas partes del cerdo como el solomillo, el jamón y el lomo, o la lengua y el corazón de
todos los animales, habría que incluirlas dentro del primer grupo.
¿qué modificaciones nutricionales produce el cocinado de la carne?
La cocción lenta destruye la mayoría de las vitaminas, aunque mejora la digestibilidad de las
proteínas, no altera ni el contenido en grasa ni en minerales, aunque en parte, tanto las unas como
los otros pasan al caldo. Si la cocción se realiza en olla a presión la destrucción de vitaminas es
menor. El cocinado en microondas produce las mismas pérdidas que un horno normal. No es
convenientes tomarla cruda pues no se aprovecha bien el hierro, disminuye su digestibilidad y
pierde valor proteico.
La carne debe conservarse en frigorífico y su consumo una vez adquirida debe hacerse en las
primeras 48 a 72 horas, a menos que permanezca congelada. No debe lavarse y al realizar la
compra hemos de exigir que los cortes sean piezas enteras y realizados en ese momento.
Composición en nutrientes de las carnes preparadas por 100 g de alimento
Energía
Proteína g
Glúcidos g
Lípidos g.
155
23,1
0
6,9
142
26,5
0
4
Carne de pollo
hervida
183
29,2
0
7,3
Pollo empanado frito
242
18
14,8
12,7
Pavo asado
140
28,8
0
2,77
Conejo estofado
179
27,3
0
7,7
Carne magra de
cerdo asada
185
30,7
0
6,9
Filete de ternera
rebozado y frito
215
31,4
4,4
8,1
Filete de buey magro
192
asado
27,6
0
9,1
Hígado de ternera
empanado frito
254
26,9
7,3
13,2
Costilla de cordero a
la parrilla
355
23,5
0
29
Piernas de cordero
asada
266
26,1
0
17,9
K / cal
Pollo asado: pata
Pollo asado:
pechuga
Las hamburguesas y salchichas, así como muchos embutidos suelen elaborarse con residuos de
las carnicerías (en ocasiones también con gatos, perros, etc.) y carne en estado de putrefacción,
que hace que los camiones que proveen esta materia prima a muchos frigoríficos suelan dejar un
nauseabundo aroma a su paso y sean envueltos en una nube de moscardones antes de volcar su
contenido en grandes piletones con lavandina para luego tratarlos hasta con sulfatos de sodio que
podría generar restos de ácido sulfúrico. Este conjunto sintéticamente descrito, inundado con
saborizantes y colorantes entre otros aditivos, se convierte luego en lo que deleita a niños y
grandes en conocidas casas de comida chatarra y los típicos asados dominicales.
Un dato muy importante: la carne aumenta la adrenalina y reduce la serotonina cerebral, lo que
pone agresiva, irritable, ansiosa, angustiada y depresiva a la persona que basa su dieta en ella,
aumentando su apetito y sus deseo adictivos a lo que sea, según cada individuo (cigarrillo, alcohol,
drogas, dulces, etc.).
Aquel médico o nutricionista que a los umbrales del año 2000 todavía defienda la carne, la leche y
sus derivados o los considere indispensable, no debe ser atacado, sino informado; y si aun así
sigue diciendo lo mismo, hay que recordar entonces las palabras de León Tolstoi:
Las técnicas de conservación han permitido que alimentos estaciónales sean de consumo
permanente.
Los dos factores más importantes en la conservación de alimentos son: temperatura y tiempo.
100 ºC
74 ºC
60 ºC
8 ºC
0 ºC
Zona de cocción
Zona de alarma
Zona de peligro
Zona de enfriamiento
Zona de
congelación
Gran proliferación
bacteriana
No hay multiplicación, el
alimento puede estar a
esta temperatura breves
períodos
No hay
multiplicación, pero
sí supervivencia.
Se usa en períodos
largos
Se destruye la
mayoría de
microorganismos
No hay multiplicación sí
supervivencia
Aunque existen varias clasificaciones, podemos hablas de dos grandes sistemas de conservación:
por frío y por calor.
A su vez los diferentes tipos de conservación se agrupan en dos grandes bloques:


Sistemas de conservación que destruye los gérmenes (bactericidas)
Sistemas de conservación que impiden el desarrollo de gérmenes (bacteriostático)
Bactericidas
Bacteriostático
Ebullición
Refrigeración
Esterilización
Congelación
Pasteurización
Deshidratación
Uperización
Adición de sustancias químicas
Enlatado
Ahumado
Adición de sustancias Químicas
Irradiación
Los resultados obtenidos en una atmósfera ozonizada se pueden resumir en los siguientes:


Carencia de mohos en alimentos y envases.
Conservación más prolongada de los alimentos.





Conservación del peso inicial con alto grado de humedad.
Mejor calidad interna.
Excelente apariencia externa.
Pocas mermas por deterioro.
Retrasa la maduración por la fruta al actuar rompiendo la molécula de etileno por oxidación.
Es sabido que el etileno activa el metabolismo de ciertas frutas acelerado su maduración.
Pescado:
El pescado es tanto o más alterable que la carne. En el almacenamiento de pescados refrigerados
se combate, como en el caso de la carne, la descomposición y la aparición de olores no deseables.
El ozono consigue sobradamente la solución a ambos problemas. No obstante si los pescados no
han sido eviscerado, la descomposición se inicia en su interior y el ozono solo puede prolongar
unos días el inevitable y total deterioro.
También es recomendable la administración de ozono en las bodegas de los barcos de pesca, en
el transporte del pescado a los centros de venta y en las vitrinas frigoríficas de marisquerías,
restaurantes y pescaderías.
Descontaminación osmótica de altas cargas bacterianas con miel de caña:
En una investigación realizada para evaluar los posibles efectos bactericidas de la miel de caña se
contaminaron muestras de 2 kg de miel B con concentraciones medias 1,2 x 10 6 ufc/g y 1,5 x 106
ufg/g para Salmonella typhimurium y Escherichia coli K – 88 respectivamente. Se estudiaron 6
variantes en las cuales las mieles se almacenaron a temperaturas controladas de 20 y 30 grados
Celsius como representativas de la época de seca y lluvia. Las variantes investigadas fueron: I Miel
B a 20 grados mas E. Coli K – 88. se investigó el conteo total de bacterias aerobias mesófilas
viables; microorganismo proteolíticos, microorganismos lactosa positivo, conteo total de mohos e
identificadores de géneros; conteo de levaduras; y determinación de pH.
La miel mostró una acción bactericida eficaz sobre Salmonella y E. Coli en siete días de exposición
a 20 y 30 grados Celsius. También se encontró que la miel posee un efecto de inhibición del
crecimiento bacteriano para los demás indicadores sanitarios analizados.
Los niveles de contaminación bacteriana y micótica son muy altos en la carne a los 0 días de
exposición a 20 y 30 grados Celsius. También se encontró que la miel posee un efecto de
inhibición del crecimiento bacteriano para los demás indicadores sanitarios analizados.
Los niveles de contaminación bacteriana y micótica son muy altos en la carne a los 0 días y aun a
los 7 días son todavía muy superiores a los señalados por Beno (1988), y Mártinez y Ferrer (1989)
como niveles adecuados en alimentos para cerdos.
La evolución de los indicadores investigados en la miel presenta una tendencia a la disminución a
los 7 días en los gérmenes proteolíticos, los microorganismos lactosa positivo y los anaerobios. El
conteo total de gérmenes aerobios mesófilos y el conteo de hongos se mantienen en niveles de
105 ufc / g mostrando un lígero incrmento, y los aerobios esporógenos en niveles de 103 ufc / g.
Los microorganismo anaerobios se reducen a 0 a los 15 días, situación que puede estar dada por
un proceso de oxidación de estas mieles durante su manipulación, rompiéndose el estado de
anaerobiosis, condición necesaria para su supervivencia.
Aunque no se detecta presencia de Salmonella en la miel investigada lo que coincide con lo
reportado por Martínez y Ferrer (1992), si hay hallazgos positivos alos 0 y 7 días en las muestras
de carne analizadas, lo cual indica que este microorganismo puede mantenerse viable en el interior
de gandes porciones musculares (Piatkin y Krivosheim, 1981).
En cuanto al pH de la miel utilizada como conservante, este osciló entre 5.5 a 5.7 en las crías, y de
5.5 a 6.0 en las precenas. No se evidenciaron cambios significativos. El pH es un indicador de gran
importancia pues en dependencia de su evolución puede indicar la presencia o no de un proceso
de deterioro en los alimentos (Piatkin y Krivosheim, 1981).
CONTAMINACIÓN, CONSERVACIÓN, Y ALTERACIÓN DE CARNES Y PRODUCTOS
CÁRNICOS
Contaminación:
Se admite que la masa interna de la carne no contienen microorganismos o estos son escasos,
habiéndose, no obstante, encontrado gérmenes en los ganglios linfáticos, médula ósea e incluso
en el mismo músculo. En los ganglios linfáticos de los animales de carnes rojas se han aislado
estafilococos, estreptococos, Clostridium y Salmonella. Las prácticas comunes en los mataderos
eliminan los ganglios linfáticos de las partes comestibles. Sin embargo, la contaminación más
importante es de origen externo y se produce durante la sangría, desuello y cuarteado, los
microorganismos proceden principalmente de las partes externas del animal (piel, pezuña y pelo) y
del tracto intestinal. Los métodos "humanitarios" de sacrificio recientemente aprobados, ya sean
mecánico, químicos o eléctricos, dan lugar, por sí mismo, a escasa contaminación, pero la incisión
y la sangría que se efectúan a continuación puede determinar una contaminación importante.
Cuando los cerdos y aves se sacrifican por el método clásico con el cuchillo, las bacterias que
contaminan este pronto se pueden encontrar en las carnes de las diversas partes de la canal,
vehiculadas por la sangre y linfa. En la superficie externa del animal, además de su flora natural
existe un gran número de especies de microorganismos del suelo, agua, piensos y estiércol,
mientras que el intestino contienen los microorganismos propio de esta parte del aparato digestivo.
Los cuchillos, paños, aire, manos y ropa del personal pueden actuar como intermediarios de
contaminación. Durante la manipulación posterior de la carne puede haber nuevas
contaminaciones, a partir de las carretillas de transporte, cajas u otros recipientes, así de otras
carnes contaminadas, de aire y del personal. Es especialmente peligrosa la contaminación por
bacteria psicrófila de cualquier procedencia, por ejemplo de otras carnes refrigeradas. Ciertas
máquinas como picadoras, embutidoras y otras, pueden aportar microorganismos perjudiciales en
cantidades importantes y lo mismo pueden hacer algunos ingredientes de productos especiales,
como son los rellenos y especias. El crecimiento de microorganismos en las superficies que entran
en contacto con la carne y en las mismas carnes pueden hacer que aumenten mucho su número.
Debido a la gran variedad de fuentes de contaminación, los tipos de microorganismos que suelen
encontrarse en la carne son muchos. Mohos de diferentes géneros, llegan a la superficie de la
carne y se desarrollan sobre ella. Son especialmente interesante las especies de los géneros
Cladosporium, Sporotrichum, Geotrichum, Thamnidium, Mucor, Penicillium, Alternaria y Monilia. A
menudo se encuentran levaduras, especialmente no esporuladas. Entre las muchas bacterias que
pueden hallarse, las más importantes son las de género Pseudomonas, Alcaligenes, Micrococcus,
Sttreptococcus, Sarcina, Leuconostoc, Lactobacillus, Proteus, Flavobacterium, Bacillus, Clostridium,
Escherichia, Salmonellas y Streptomyces. Muchas de estas bacterias crecen a temperatura de
refrigeración.. también es posible la contaminación de la carne y de sus productos por gérmenes
patógenos del hombre, especialmente de origen entérico.
Conservación:
La conservación de la carne, así como de casi todos los alimentos perecederos, se lleva a cabo
por una combinación de métodos. El hecho de que la mayoría de la carnes constituyan excelentes
medios de cultivos con humedad abundante, pH casi neutro y abundancia de nutrientes, unido a la
circunstancia de que pueden encontrarse algunos organismos en los ganglios linfáticos, huesos y
músculos ya que la contaminación por organismos alterantes es casi inevitable. Hace que su
conservación sea más difícil que la de la mayoría de los alimentos.
Empleo del calor:
de acuerdo con el tratamiento térmico empleado, las carnes enlatadas industrialmente se dividen
en dos grupos; (1) carnes que son tratadas térmicamente con miras de convertir el contenido de la
lata en estéril, al menos "comercialmente estéril". Y son latas que no requieren almacenamiento
especial, y (2) carnes que reciben un tratamiento térmico suficiente para destruir los gérmenes
causantes de alteración, pero que deben conservarse refrigeradas para evitar su alteración. Los
jamones enlatados y los fiambres de carnes reciben el último tratamiento.
Las carnes del grupo 1 están enlatadas y son auto conservables, mientras que las del grupo dos
no lo son y se conservan en refrigeración. Las carnes curadas y enlatadas deben su estabilidad
microbiana al tratamiento térmico y a la adición de diversas sales de curado. El tratamiento térmico
de éstas es de 98 ºC –normalmente el tamaño del envase es inferior a 1 libra (453,59 g) – las
carnes curadas y no auto conservables se envasan en recipientes de más de 22 libras (9,97 kg) y
se tratan a temperaturas de 65 ºC.
Refrigeración:
Cuanto más pronto se realice y más rápido el enfriamiento de la carne menos probabilidad menos
posibilidades tienen los gérmenes mesófilos de reproducirse. Los principios en que se basa el
almacenamiento en refrigeración, se aplica por igual a la carne y a otros alimentos. Las
temperaturas de almacenamiento varían de –1.4 a 2.2 ºC, siendo la primera la más frecuente
usada. El tiempo máximo de conservación de la carne de vacuno mayor refrigerada es de unos 30
días, dependiendo del número de gérmenes presentes, de la temperatura y de la humedad relativa,
para cerdo, cordero y oveja de 1 a 2 semanas y para la ternera todavía menos. Los embutidos que
no se cuecen, las salchichas y los chorizos no curados o el picadillo para prepararlos, deben
conservarse refrigerados. Al aumentar la temperatura generalmente se disminuye la humedad del
local de almacenamiento.
Al aumentar el dióxido de carbono de la atmósfera, la inhibición del crecimiento microbiano es
mayor, pero también se acelera la formación de metamioglobina por lo que se pierde gran parte de
la "frescura" o color natural de la carne.
Los microorganismos que plantean problemas en el almacenamiento de la carne refrigeradas son
bacterias psicotroficas principalmente del género Pseudomonas, si bien las de los géneros
Alcaligenes, Micrococcus, Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus,
Flavobacterium y Proteus y ciertas levaduras y mohos pueden crecer a temperaturas bajas.
Congelación:
La congelación destruye aproximadamente la mitad de las bacterias presentes, cuyo número
disminuye lentamente durante el almacenamiento: especies de Pseudomonas, Alcaligenes,
Mocrococcus, Lactobacillus, Flavobacterium y Proteus, continúan su crecimiento durante la
descongelación, si esta se práctica lentamente. Si se siguen las normas recomendadas para las
carnes envasadas, congeladas por el procedimiento rápido, la descongelación es tan corta que no
permite un crecimiento bacteriano apreciable.
Empleo de conservadores:
Ya se ha tratado de la utilización, en salas de almacenamiento para conservación de carnes en
refrigeración, de atmósferas que contienen dióxido de carbono u ozono. La conservación en
salmueras concentradas constituye un método muy antiguo que generalmente origina un producto
de baja calidad. Para que el salazonado resulte más efectivo cuele combinarse con el curado y el
ahumado.
Curado
El curado de las carnes se limita a las de vacuno y cerdo, tanto picadas como cortadas en piezas
(como jamones, ancas, cabeza, costillas, lomos y panceta del cerdo y pierna y pecho del vacuno).
Originalmente, el curado se practicaba para conservar las carnes saladas sin refrigeración, más
actualmente la mayoría de las canes curadas llevan además otros ingredientes y se conservan
refrigeradas, y muchas se ahuman, por lo que son también, hasta cierto punto desecadas. Los
agentes del curado permitido son: cloruro sódico, azúcar, nitrato sódico, nitrato sódico y vinagre,
pero suelen usarse en general los cuatros primeros. Las funciones que tales productos cumplen
son las siguientes: El cloruro de sodio o sal común se usa preferentemente como conservador y
agente que contribuye al sabor. La salmuera en que se introduce la carne durante el curado suele
tener una concentración de cloruro sódico del 15%, en contraste con la que se le inyecta, que
tienen mayor concentración, aproximadamente al 24 %. Su principal objeto es bajar la aw.
El azúcar, aparte de dar sabor, sirve también como material energético para las bacterias que
reducen los nitratos en la solución de curados. Se emplea principalmente la sacarosa, pero puede
sustituirse por glucosa si se lleva a cabo un curado más corto, e incluso puede suprimirse el azúcar.
El nitrato sódico actúa indirectamente como fijador del color y es ligeramente bacteriostático en
solución ácida, especialmente contra los anaerobios. Sirve también como material de reserva a
partir del cual las bacterias reductoras pueden originar nitritos durante un curado largo.
El nitrito sódico sirve de fuente de óxido nítrico, que es el verdadero fijador del color, poseyendo
también cierto poder bacteriostático en solución ácida.
Carne
Microorganismo
Embutidos:
Salami
Lactobacilos homofermentativos
Bolonia
Leuconostoc mesenteroides, Lactobacilos
heterofermentativos
Salchichón ahumado
Leuconostoc mesenteroides, Lactobacilos
heterofermentativos
Salchichas Frankfurt
Estreptococos, pediococos, leuconostoc,
Lactobacilos, micrococos, esporulados,
levaduras
De cerdo fresco
Leuconostocs, microbacterias, Lactobacilos
Bacón:
En lonchas, empaquetado
Principalmente Lactobacilos; también
micrococos, enterococos
Tipo Wiltshire
Micrococos, Lactobacilos
Empaquetado al vacío
Estreptococos, leuconostocs, pediococos,
Lactobacilos
Jamón:
Crudo
Lactobacilos, micrococos, microbacterias,
enterococos, leuconostocs
En lonchas, empaquetado
Streptococcus faecium, Microbacterium sp
Prensado, con especias
Lactobacilos heterofermentativos, leuconostocs
Enlatado
Enterococos, bacilos
Irradiado
Enterococos
Calentado, irradiado
Bacilos, clostridios
Ahumado:
En los métodos antiguos de ahumado, cuando se usaban grandes concentraciones de sal durante
el curado y cuando la desecación y la incorporación a la carne de principios conservadores del
humo era mayor, los productos obtenidos (jamones, cecina, etc.) podían conservarse sin
refrigeración. Sin embargo muchos de los métodos modernos originan un producto alterable que
debe conservarse refrigerado. Los jamones precocidos y los embutidos de alto contenido de
humedad son ejemplos de este tipo.
Especias:
Las especias y los condimentos que se añaden a los productos cárnicos, como fiambres y
embutidos, no se encuentran en concentraciones suficientemente altas como para actuar de
conservadores; sin embargo, su efecto puede sumarse al de otros factores conservadores. Ciertos
productos como mortadela de Bolonia, salchichas polacas, de Frankfurt y otros embutidos, deben
su poder conservador a una combinación de las especias, curado, ahumado (desecación), cocción
y refrigeración.
Antibióticos:
Los antibióticos más recomendados a este respecto han sido clortetracina, oxitetracilina y
clorafenicol. Los antibióticos pueden añadirse a las carnes de formas distintas:




administrándolo con el pienso de los animales durante un largo período
administrándolo en igual forma a dosis mayores durante un período de tiempo corto antes
del sacrificio
inyectándolo en la canal o en porciones de la misma.
aplicándolo a la superficie de la carne o mezclándolo con la carne picada.
El empleo de antibióticos en la alimentación de los animales lleva cabo una selección de los
organismos presentes en su tracto intestinal y con toda probabilidad reduce el número de bacterias
causantes de alteración que, de este modo, tendrán menos posibilidades de contaminar la carne
durante el sacrificio y faenado posterior. Se ha sugerido que la inyección de antibióticos antes del
sacrificio podría emplearse para prolongar el tiempo de conservación de las canales a
temperaturas atmosféricas antes de llegar al refrigerador o para mantenerlas durante poco tiempo
a temperaturas que favorecen el reblandecimiento de porciones especiales, así como para
prolongar el período de almacenamiento de las carnes que se conservan refrigeradas.
Invasión microbiana de los tejidos:
En cuanto el animal muere, los tejidos se ven invadidos por los microorganismos contaminantes.
La contaminación se halla afectada por:
la carga microbiana del intestino del animal. Cuanto mayor sea esta, tanto mayor será la invasión.
Esta es la razón por la que se recomienda un ayuno de 24 horas antes del sacrificio.
condición fisiológica del animal antes del sacrificio. Cuando se halla excitado febril o fatigado, las
bacterias penetran con mayor facilidad en los tejidos; la sangría puede ser incompleta, lo que
favorece la expansión de las bacterias y los cambios químicos pueden realizarse con más facilidad
en los tejidos (por ejemplo, los debidos al crecimiento bacteriano, el cual es más rápido a causa del
pH más alto); también es más rápida la pérdida de jugos de las fibras musculares y la
desnaturalización de las proteínas. Durante la fatiga se consume glucógeno, por lo que no tienen
lugar el descenso del pH, que en condiciones normales cae de 7,2 hasta 5,7.
método de sacrificio y sangría. Cuanto mejor hecha esté la sangría y más higiénicamente esta se
lleve a cabo, mejor será la calidad de la conservación de la carne. No se ha investigado mucho
sobre la influencia de los métodos humanitarios de sacrificio en la capacidad de conservación de la
carne, aunque se ha dicho que la carne de cerdo y el bacon procedentes de animales sacrificados
por choques eléctricos se pone verdosa con más facilidad que la de animales que fueron muertos
mediante dióxidos de carbono.
velocidad de enfriamiento. El enfriamiento rápido de la carne reduce la velocidad de invasión de los
tejidos por microorganismos.
Crecimiento de los microorganismos en la carne:
tipo y número de microorganismos contaminantes y dispersión de los mismos en la carne.
Por ejemplo, si la flora de contaminación de la carne presenta un elevado porcentaje de psicotrófos,
la alteración, a temperaturas de refrigeración, será más rápida que en las carnes con un bajo nivel
de estos microorganismos.
propiedades físicas de la carne. La proporción de superficie muscular expuesta al exterior tienen
gran influencia en la velocidad de alteración, porque allí suelen encontrarse la mayor parte de los
microorganismos y los aerobios pueden disponer de aire suficiente. La grasa, que es capaz de
proteger algunas superficies, es a su vez susceptible de alteraciones, principalmente de naturaleza
química y enzimática. El picado de la carne aumenta mucho la superficie expuesta al aire, por lo
que favorece el crecimiento microbiano y además al picarla se desprende jugo, que facilita la
distribución de los microorganismos por toda la carne. La piel es un agente protector, aunque
también en su propia superficie se desarrollen los microorganismos.
Propiedades químicas de la carne. Ya se ha indicado que la carne en general es un buen medio
de cultivo para los microorganismos. El contenido en agua es importante para determinar la
posibilidad de que crezcan microorganismos y el tipo de los mismos que crecerán, especialmente
en la superficie, donde puede haber más desecación. La superficie puede estar tan seca que no
permita el crecimiento microbiano; puede tener una ligera humedad que permita el crecimiento de
mohos; una humedad algo mayor que permita el de levaduras, y si están muy húmedas crecerán
las bacterias. De gran importancia a este respecto es la humedad relativa de la atmósfera en que
se almacena. los microorganismos tienen a su disposición una cantidad abundante de nutrientes,
pero la gran proporción de proteínas y el escaso contenidos en hidratos de carbono
fermentescibles favorece el desarrollo de los tipos fermentativos capaces de utilizar las proteínas y
sus productos de degradación como fuentes de carbonos, nitrógeno y energía. El pH de la carne
cruda varía entre 5,7 y 7,2, dependiendo de la cantidad de glucógeno presente al efectuarse el
sacrificio y de los cambios sufridos después. Un pH más alto favorece el desarrollo de los
microorganismos. Un pH más bajo lo frena y a veces actúa selectivamente, permitiendo, por
ejemplo, solo el desarrollo de las levaduras.
Disponibilidad de oxigeno. Las condiciones de anaerobiosis presentes en las superficies de las
carnes favorecen el desarrollo de mohos y levaduras y el de las bacterias aerobias. Dentro de las
piezas de carnes reinan las condiciones anaerobias que tienden a mantenerse porque el potencial
de óxido – reducción se halla compensado a un nivel muy bajo; en la carne picada el oxigeno se
difunde lentamente al interior y eleva el potencial de oxido – reducción, a menos que el embalaje
sea impermeable al mismo. La anaerobiosis favorece la putrefacción.
Temperatura. La carne debe almacenarse a temperatura sólo ligeramente superiores a las de
congelación, permitiendo solo el desarrollo de los gérmenes psicotrofos. Los mohos, las levaduras
y las bacterias psicotrofas se desarrollan lentamente y producen ciertos defectos que
mencionaremos más adelante. En estas condiciones es muy difícil la putrefacción, que es cambio
muy fácil a la temperatura ambiente. Como ocurre en la mayoría de los alimentos, la temperatura
tienen una importancia decisiva en la selección del tipo de microorganismos que crecerán y, en
consecuencia, del tipo de alteraciones producidas. A temperaturas de congelación, por ejemplo,
está favorecido el desarrollo de los gérmenes psicrófilos y es probable que tenga lugar la
proteolisis producida por una de las especias bacterianas dominantes, seguida de la utilización de
pépticos y aminoácidos por especies secundarias. A la temperatura atmosférica ordinarias se
desarrollan, en cambio, los gérmenes mesófilos, como las bacterias coliformes, y especies de los
géneros Bacillus y clostridium, que producen ácido a partir de las limitadas cantidades de
carbohidratos presentes.
Alteraciones sufridas en condiciones de aerobiosis :
Las bacterias pueden producir en condiciones aerobias:
Mucosidad superficial, causada por ciertas especies pertenecientes a los géneros Pseudomonas,
Alcaligenes, Streptococcus, Leuconostoc, Bacillus y Micrococcus. A veces se debe a ciertas
especies de lactobacillus. La temperatura y la cantidad de agua disponibles influyen en el tipo de
microorganismo causante de esta alteración. A temperaturas de refrigeración, la humedad
abundante favorecerá el crecimiento de las bacterias pertenecientes al grupo Pseudomonas –
Alcalifenes; con menos humedad, como en las salchichas de Frankfurt, se verán más favorecidos
los micrococos y levaduras, y si aun es menor pueden crecer mohos.
Modificadores del color de los pigmentos de la carne. El típico color rojo de la carne puede
cambiar a tonalidades diversas; verde, pardo o gris, a consecuencia de la producción por las
bacterias de ciertos compuestos oxidantes, como los peróxidos o el sulfuro de hidrógeno. El color
verde de las salchichas se debe, al parecer, a especies de lactobacillus (especialmente
heterofermentativas)) y Leuconostoc.
Modificaciones sufridas por las grasas. Las bacterias lipolíticas son capaces de producir lipólisis
y acelerar la oxidación de estas sustancias. El enranciamiento de las grasa puede estar producidos
por especies liplíticas pertenecientes a los géneros Pseudomonas y Achromobacter o por
levaduras.
Fosforescencias. Es un defecto poco frecuente causado por las bacterias luminosas o
fosforescentes que se desarrollan en la superficies de la carnes, como algunas especies de
Photobacterium.
Diversos colores superficiales producidos por bacterias pigmentadas. Pueden producirse
manchas rojas ocasionadas por Serratia marcescens u otras bacterias con pigmentos rojos.
Pseudomonas syncyaneas pueden dar una coloración azul a la superficie. Las bacterias con
pigmentos amarillos producen coloración de ese tono, debida, en general, a especies
pertenecientes a los géneros Micrococcus o Flavobacterium. Chromobacterium lividum y otras
bacterias producen manchas de coloración verde azuladas o pardo negruzca en la carne
almacenada en la carne almacenada. La coloración purpúrea de "tinta de estampilla" está
producida en la grasa superficial por cocos y bacilos provistos de pigmentos amarillos. cuando la
grasa se enrancia y aparecen los peróxidos, el amarillo se transforma en verde, y finalmente,
adquiere una coloración entre azul y púrpura.
Olores y sabores extraños. El llamado "husmo", olor o sabor poco agradable que aparece en la
carne a consecuencia del crecimiento bacteriano en la superficie, es con frecuencia el primer
síntoma de alteración que se hace evidente. Casi todas las alteraciones que producen un olor agrio
reciben el nombre general de "agriado". Dicho olor puede ser debido a ácidos volátiles, por ejemplo
fórmico, acético, butírico y propiónico, e incluso el crecimiento de levaduras. El sabor "a frigorífico"
es un término indefinido que identifica cualquier sabor a viejo o pasado. Los actinomicetos pueden
ser responsables pueden ser responsable de cierto gusto a moho o a tierra.
Las levaduras son capaces de desarrollarse en condiciones de aerobiosis en las superficies de las
carnes, produciendo una película superficial viscosa, lipólisis, olores y sabores extraños y
coloraciones anormales: blanca, crema, rosada o parda, causadas por los pigmentos de las
levaduras.
El crecimiento aerobios de los mohos puede producir:
Adhesividad. El desarrollo inicial de los mohos hace la superficie de la carne pegajosa al tacto.
"Barbas". La carne almacenadas a temperaturas próximas a la de la congelación es capas de
soportar un desarrollo limitado de micelios sin formación de esporas. Los mohos que participan en
el proceso son muy numerosos, y entre ellos se encuentra Thamnidium chaetocladioides o T.
Elegans, Mucor mucedo, M. Lusitanicus o M. Racemosus, Rhizopus y otros. Se ha recomendado el
crecimiento de una cepa especial de Thamnidium para mejorar el sabor durante el envejecimiento
de la carne de vacuno.
Manchas negras. Suelen estar producidas por Cladosporium herbarum y a veces por otros mohos
con pigmentos oscuros.
Manchas blancas. Se deben, en general, al Sporotrichum carnis, aunque pueden también estar
producidas por cualquier moho con colonias húmedas semejantes a las levaduras, como los del
género Geotrichum.
Manchas verdosas. Están en su mayor parte producidas por las esporas verdes de las especies
del genero Penicillium, como el P. Expansum, P.asperulum y P. Oxalicum.
Descomposición de las grasas. Muchos mohos posee lipasas, a las que se debe la hidrólisis de
las grasas. Los mohos contribuyen también a su oxidación.
Olores y sabores extraños. Los mohos proporcionan a la carne en torno a sus colonias un sabor
a enmohecido; a veces se les da un nombre con el que se hace referencia al agente causal, por
ejemplo "alteración por Thamnidium".
Alteraciones producidas por microorganismos anaerobios:
Agriado. Significa olor (y a veces sabor) agrio. Puede deberse a los ácidos ascéticos, fórmico,
butírico, propionico, ácidos grasos superiores u otros ácidos orgánicos tales como el láctico o
succínico. Puede deberse a :
las propias enzimas de la carne durante el envejecimiento o maduración;
producción anaerobia de los ácidos grasos o ácido láctico por acción bacteriana, o
proteolisis, sin putrefacción producidas por bacterias facultativas o anaerobias y la que a veces se
denomina "fermentación agria hedionda".
Las especies butíricas del género Clostridiums y las bacterias coliformes producen ácido y gas al
actuar sobre los carbohidratos. En las carnes empaquetadas al vacío, especialmente si el material
de envoltura es impermeable a los gases, suelen crecer las bacterias lácticas.
Putrefacción. la autentica putrefacción consiste en la descomposición anaerobia de las proteínas
con la producción de sustancias malolientes: sulfuro de hidrógeno, mercaptanos, indol, escatol,
amoníaco, aminas, etc. Se debe, en general, a especies del género Clostridium. A veces, sin
embargo, está producida por bacterias facultativas, actuando por sí misma o colaborando en la
producción, como se pone de manifiesto al comprobar la larga lista de especies denominadas
"putrefaciens", "putrificum", "putida", etc., se debe, en general a especies del género Proteus. La
confusión a que se presta el término "putrefacción" se debe a que suele aplicarse a cualquier tipo
de alteración que va acompañada de olores desagradables, ya sea la descomposición anaerobias
de proteínas o la degradación de otros compuestos inclusos no nitrogenados. El olor dela
trimetilamina del pescado o el ácido isovalérico de la mantequilla, por ejemplo suelen describirse
como olores pútridos. La putrefacción producida por los clostridiums se acompaña de la formación
de gas (hidrógeno y dióxido de carbono).
Husmo. Este es un término aun mas inexacto que se aplica a cualquier olor o sabor anormal. El
término "husmo del hueso" se refiere a cualquier agriado o putrefacción que esté próxima a los
huesos, especialmente en jamones. Suele ser equivalente a putrefacción.
Carnes frescas:
En la mayor parte de las carnes frescas o curadas se hallan presentes las bacterias lácticas,
principalmente las pertenecientes a los géneros Lactobacillus, Leuconostoc, Streptococcus,
Brevibacterium, Pediococcus, que se desarrolla incluso a temperaturas de refrigeración. Un
desarrollo limitado de las mismas no menoscaba de ordinario la calidad de la carne. En ciertos
tipos de embutidos, salami, Líbano y Thuringer, se estimula, en cambio su crecimiento y la
fermentación láctica producida. Las bacterias lácticas pueden ser, sin embargo, responsables de
tres tipos de alteración: (1) viscosidad superficial o profunda, especialmente en presencia de
sacarosa; (2) producción de color verde; (3) agriado a causa de una producción excesiva de ácidos,
fundamentalmente ácido láctico.
Hamburguesas.
Las hamburguesas mantenidas a temperatura ambiente sufren ordinariamente la putrefacción; a
temperaturas próximas a las de la congelación adquieren olor agrio. El agriado a temperaturas
bajas está producido fundamentalmente por Pseudomonas, con las que colaboran algunas
bacterias lácticas. En algunas muestras se multiplican Alcaligenes, Micrococcus y Flavobacterium.
Cuando las hamburguesas se almacenan a temperaturas más elevadas se encuentran en ella
numerosas especies de microorganismos, aunque no se han hecho estudios que diferencien entre
la mera presencia y la multiplicación en ellos. Entre los géneros que se han encontrado figuran
Bacillus, Clostridium, Escherichia, Enterobacter, Proteus, Pseudomonas, Alcaligenes, Lactobacillus,
Leuconostoc, streptococcus, Micrococcus y Sarcina, y los mohos del género Penicillium y Mucor.
También se han encontrados algunas levaduras.
Salchichas de carne de cerdo:
Las salchichas frescas se preparan fundamentalmente con carne de cerdo picada a la que se
añaden sal y especias. Se vende así o embutida en tripas naturales o artificiales. Las salchichas de
carne de cerdo constituye un alimento susceptible de alteraciones; deben por tanto conservarse
bajo refrigeración y aun en estas circunstancias tienen una duración limitada. A las temperaturas
de refrigeración entre 0 y 11 ºC, la alteración más probable es el agriado, que se ha atribuido a la
multiplicación y producción de ácidos por Lactobacilos y leuconostocs, aunque a veces se
multiplican a temperaturas ligeramente superiores Microbacterium y Micrococcus. Las salchichas
de cerdo embutidas, y especialmente las de escaso calibre, se hallan sujetas durante el
almacenamiento prolongado a la formación de mucílago en la superficie externa de la tripa y a la
aparición de diversas manchas coloradas producidas por los mohos. El género Alternaria produce
pequeñas manchas de color negruzco, en las ristras refrigeradas.
Cecinas y otras carnes deshidratadas:
La cesina sufre esponjamiento causado por especies pertenecientes al género Bacillus, agriado
producido por numerosas bacterias; coloración roja causada por Halobacterium salinarium, o una
especie roja del género Bacillus, y azul, debida a Pseudomonas Sincynea, Penicillium spinulosum
(púrpura) y especies de levaduras pertenecientes al género Rhodotorula.
En los Tarros de "chipped dried beef" (lonchas de carne deshidratadas) se produce a veces gas, lo
que se ha atribuido a organismos aerobios desnitrificantes parecidos a Pseudomonas fluorescens.
Los gases son óxido de nitrógeno. Algunas especies de Bacillus producen también en condiciones
semejantes, dióxido de carbono.
Embutidos:
Los paquetes de salchichas pueden hincharse debido a la producción de CO 2, en general por
bacterias lácticas heterofermentativas. Eso ocurre cuando la cubierta es elástica e impermeable a
los gases.
En los embutidos de hígado y mortadela boloñesa pueden desarrollarse micrococos acidógenos
del tipo Micrococcus candidus; en los embutidos de hígado se han encontrado también Bacillus en
fase de multiplicación. Pueden desarrollarse igualmente leuconostoc y lactobacillus, que crecen a
bajas temperaturas, produciendo un agriado que no se busca en la mayoría de los embutidos, pero
convenientes en ciertos tipos, tales como líbano, Thuringer y Essex. El color rojo de los embutidos
puede palidecer y transformarse en un gris yesoso que se ha atribuido al oxígeno y a la luz y
puede ser acelerado por las bacterias. Las "coloraciones anilladas del frío" se han atribuido a
oxidación, producción bacteriana de ácidos orgánicos o sustancias reductoras, a una cantidad
excesiva de agua y a un tratamiento térmico insuficiente.
Las bacterias reductoras de los nitratos dan lugar a la formación de gas (óxido nítrico) . El dióxido
de carbono producido como una consecuencia del desarrollo de los gérmenes lácticos
heterofermentativos se acumula e hincha las salchichas, a menos que el material en que se hayan
embutido sea permeable al citado gas.
Bacon
Las partes del cerdo utilizadas para la producción de bacon y el tratamiento de las misma varía en
los diversos países, por lo que también difieren los tipos de alteración y los gérmenes que lo
producen. Las pancetas que se emplean en el procedimiento americano apenas si sufre
alteraciones y al parecer salen del ahumador casi libres de mohos y levaduras y con un contenido
bajo en bacterias. Ordinariamente aparece en ellas Streptococos faecalis, en virtud de la tolerancia
a la sal y su capacidad de desarrollo a temperaturas bajas. Los microorganismos más importantes
en el deterioro del bacon son los mohos, especialmente si se trata del producto cortado en lonchas,
empaquetado y conservado en neveras domésticas. Al final del verano y principios de otoño son
peligrosos los Aspergillus, Alternaria, Monilia, Oidium, Fusarium, Mucor, Rhizopus, Botrytis y
Penicillium. Las pancetas saladas en seco y las de estilo Oxford presentan problemas microbianos.
Cualquier enranciamiento sufrido se debe en general a causas químicas.
El bacon en lonchas, cuando permanece en las envolturas sin abrir, sufre alteraciones
principalmente debida a Lactobacilos, pero también pueden crecer micrococos y estreptococos
fecales, especialmente si la envoltura es algo permeable al oxigeno. Después de abierto el paquete
pude presentarse alteración debido a mohos.
Jamón
La alteración más frecuente en los jamones es el "agriado", término con el que se denominan
numerosos tipos de alteración que oscilan entre la proteólisis inodora y la autentica putrefacción,
con su repugnante olor a mercaptanos, aminas, indol, ácido sulfhidríco, etc., que puede ser
causadas por numerosos gérmenes psicrohalóficos. Las especies que pueden ocasionarlos
pertenecen, según Jersen (1954) a los siguientes géneros: alcaligenes, Bacillus, Pseudomonas,
Lactobacillus, Proteus, Serratia, Bacterium, Micrococcus y Clostridium, a los que hay que añadir
algunos estreptobacilus productores de sulfhidríco. los tipos de agriado se clasifican, de acuerdo
con su localización como la médula tibial, del magro, de la rabadilla, de la médula del fémur y de la
nalga.
Cuando los jamones se curaban durante mucho tiempo era más común la putrefacción por
Clostridium putrefaciens. Crece a temperaturas próximas a las de refrigeración y se desarrolla
incluso a las temperaturas ideales de almacenamiento. La mayor parte de los gérmenes causantes
del agriado no pueden iniciar su desarrollo a estas temperaturas, pero si continuarlo una vez
iniciado a temperaturas más elevadas. La alteración de jamones curados por procedimientos
caseros, sobre todo el agriado del magro, es de tipo proteolítico, putrefactivo o gaseoso a
consecuencia del desarrollo local de diversas especies de Clostridium. Probablemente se
multiplican antes o después del curado y su desarrollo no se ve afectado por la concentración de la
salmuera utilizada.
Los jamones ablandados, que han sido precocido y han sufrido un curado medio, son perecederos
y deben protegerse contra la contaminación y deben conservarse refrigerados para impedir su
alteración por microorganismos. Los jamones ablandados, manipulados inadecuadamente, pueden
alterarse bajo la acción de cualquiera de las bacterias que alteran las carnes, entre ellas especies
del género Proteus, Escherichia coli, etc., y los stafilococos productores de intoxicaciones
alimenticias (Staphylococcus aureus).
CONCLUSIÓN
La carne por ser un alimento de alto valor proteico y de mayor consumo en el país; es necesario
saber la manera en buen estado, así como la forma como se puede contaminar y deteriorarse; de
igual forma también es también frecuente avisarse con los microorganismos causantes de su
deterioro.
Para una buena conservación de carne, es necesario trabajar higiénicamente desde el momento
de la matanza, regirse por las normas higiénicas de tratamiento de carnes.
Una buena sangría nos garantizará un menor desarrollo de microorganismos al igual que una
buena desinfección de grupos de trabajo, también evitando el contacto con suciedades.
Los factores que influyen más en el crecimiento Bacteriano son: la temperatura, humedad y pH; los
microorganismos patógenos de las carnes, logran desarrollarse y deteriorar el producto solo
teniendo los factores ya mencionados en las condiciones optimas para su desarrollo. La carne
posee microorganismo, los cuales a temperaturas bajas – 0 ºC, no pueden desarrollarse, también
la falta de humedad impide su desarrollo. Es por esta razón que se debe contar con una buena
refrigeración o congelación para la conservación de la misma; cuando se habla de extracción de
humedad de el método tradicional antiguo (el secado), el cual consiste en aumentar el pH mediante
la sal y extraer la humedad mediante el sol y el aire. Inactivando totalmente los microorganismos.
Los microorganismos atacan la fibra de las carnes deteriorándolas totalmente, disminuyendo el
valor proteico y convirtiéndolas en toxinas y excrementos.
Los Alimentos
Indice
1. ¿Para qué nos alimentamos?
2. ¿Qué son los nutrientes?
3. Tipos de alimentos
4. Trastornos alimenticios
5. Los antioxidantes
6. Bibliografía
1. ¿Para qué nos alimentamos?
Pensando en todo lo que hacemos durante el día (caminar, correr, saltar, pensar....) y en lo que
realiza nuestro organismo (respirar, oir, ver...) mientras la sangre circula por el cuerpo realizando
funciones importantísimas; comprendemos que nuestro organismo funciona continuamente, hasta
cuando dormimos. Por esto el hombre, como todo ser vivo, necesita alimentarse para:
Reponer las pérdidas de materia viva consumida por la actividad del organismo.
Producir las sustancias necesarias para la formación de nuevos tejidos, favoreciendo el crecimiento.
Transformar la energía contenida en los alimentos en calor, movimiento y trabajo.
Clasificación de los alimentos por su origen:
Los alimentos por su origen se clasifican en tres grupos:
Los de origen vegetal: verduras, frutas, cereales.
Los de origen animal: carnes, leche, huevos.
Los de origen mineral: aguas y sales minerales.
Cada uno de estos alimentos proporcionan a nuestro organismo sustancias que le son
indispensables para su funcionamiento y desarrollo.
Estas sustancias son:
Los hidratos de carbono (pan, harinas, azúcares, pastas), de alto valor energético.
Las proteínas (carnes, huevos, lácteos, legumbres) necesarios para el crecimiento y formación de
los tejidos.
Los lípidos (grasas y aceites) productores de energía.
Aguas y sales minerales en proporciones variables para el equilibrio de las funciones del
organismo.
Las vitaminas, sustancias químicas complejas, en cantidades mínimas, pero indispensables para el
buen estado del organismo.
Clasificación de los alimentos por su descripción
Alimentos lácteos (leche, caseína, crema, manteca, queso)
Alimentos cárneos y afines (carne, huevos)
Alimentos farináceos (cereales, harinas)
Alimentos vegetales (hortalizas, y frutas)
Alimentos azucarados (azúcares, miel)
Alimentos grasos (aceites alimenticios, grasa alimenticias, margarina)
Bebidas (bebidas alcohólicas, o sin alcohol, jarabes, jugos vegetales, bebidas fermentadas, vinos y
productos afines, licores)
Productos estimulantes y fruitivos (cacao y chocolate, café y sucedáneos, té, yerba mate)
Correctivos y coadyuvantes (especias o condimentos vegetales, hongos comestibles, levaduras,
fermentos y derivados, sal y sales compuestas, salsas, aderezos o aliños, vinagres)
Una buena alimentación debe ser equilibrada y completa, es decir deben estar presentes todos los
grupos mencionados y cubrir todas las necesidades del individuo.
2. ¿Qué son los nutrientes?
Los nutrientes o principios alimenticios son todas las sustancias integrantes normales de los
alimentos, por ejemplo el almidón de los vegetales, la grasa de la leche, etc.
Los nutrientes esenciales o principios nutritivos son sustancias integrantes del organismo, cuya
ausencia del régimen o su disminución por debajo de un límite mínimo, ocasiona después de un
tiempo variable una enfermedad carencial. Ejemplo de nutrientes esenciales son: algunos
aminoácidos, la vitamina A, el hierro, el calcio, etc.
Pirámide de alimentación:
Para estar sanas, las personas necesitan consumir distintos alimentos y líquidos. La pirámide de
alimentos básicos describe la calidad y cantidad de los alimentos diarios que necesitamos para
obtener los nutrientes necesarios.
Pirámide de Alimentos Básicos Porciones por día
Pan, Cereales, Arroz, Pasta
6-11 porciones
3. Tipos de alimentos
Los alimentos se pueden clasificar en panes y cereales, leguminosas o legumbres, tubérculos y
rizomas, frutas y verduras, carne, pescado, huevos; leche y derivados, grasas y aceites, y azúcares,
confituras y almíbares.
El grupo de panes y cereales incluye el trigo, arroz, maíz y mijo. Son ricos en almidones y
constituyen una fuente fácil y directa de suministro de calorías. Aunque la proteína no abunda en
los cereales integrales, la gran cantidad que se consume aporta cantidades significativas, las
cuales, sin embargo, deben complementarse con otros alimentos ricos en proteínas para obtener
todos los aminoácidos esenciales. La harina de trigo blanco y el arroz refinado son bajos en
nutrientes, pero, como todos los cereales enteros que contienen el germen y la capa exterior de la
semilla, el trigo y el arroz aportan fibra al cuerpo: las vitaminas B tiamina, niacina y riboflavina, y los
minerales cinc, cobre, manganeso y molibdeno.
Las legumbres o leguminosas abarcan una amplia variedad de frijoles o judías, chícharos o
guisantes, lentejas y granos, e incluso el maní. Todos ellos son ricos en almidón, pero aportan
bastante más proteína que los cereales o tubérculos. La proporción y el tipo de aminoácidos de las
leguminosas es similar a los de la carne. Sus cadenas de aminoácidos a menudo complementan a
las del arroz, el maíz y el trigo, que constituyen los alimentos básicos de muchos países.
Los tubérculos y los rizomas incluyen varios tipos de papa o patata, la mandioca y el taro. Son ricos
en almidón y relativamente bajos en proteína, pero aportan gran variedad de vitaminas y minerales.
Las frutas y verduras son una fuente directa de muchos minerales y vitaminas que faltan en las
dietas de cereales, en especial la vitamina C de los cítricos y la vitamina A procedente del caroteno
de las zanahorias y verduras con hoja. En las verduras están presentes el sodio, cobalto, cloro,
cobre, magnesio, manganeso, fósforo y potasio. La celulosa de las verduras, casi imposible de
digerir, proporciona el soporte necesario para hacer pasar la comida por el tracto digestivo. Muchas
de las vitaminas más frágiles hidrosolubles se encuentran en las frutas y verduras, pero se
destruyen con gran facilidad con el exceso de cocción.
La carne, el pescado y los huevos aportan todos los aminoácidos esenciales que el cuerpo
necesita para ensamblar sus propias proteínas. La carne contiene un 20% de proteína, 20% de
grasa y 60% de agua. Las vísceras son fuentes ricas en vitaminas y minerales. Todos los pescados
contienen un alto porcentaje de proteínas, y los aceites de algunos de ellos son ricos en vitaminas
D y A. La clara del huevo es la forma más concentrada de proteína que existe.
La leche y sus derivados incluyen la leche entera, el queso, el yogur y los helados, todos ellos
conocidos por su abundancia en proteína, fósforo y en especial calcio. La leche también es rica en
vitaminas pero no contiene hierro y, si es pasteurizada, carece de vitamina C. Aunque la leche es
esencial para los niños, su excesivo consumo por parte de los adultos puede producir ácidos
grasos insaturados que se acumulan en el sistema circulatorio.
Las grasas y aceites incluyen la mantequilla, manteca, sebo y aceites vegetales. Todos ellos tienen
un alto contenido de calorías, pero, aparte de la mantequilla y algunos aceites vegetales como el
de palma, contienen pocos nutrientes.
Los azúcares, confituras y almíbares se consumen en grandes cantidades en algunos países,
donde constituyen una gran parte del aporte de hidratos de carbono. La miel y el jarabe de arce
están compuestos de más de un 75% de azúcar y contienen pocos nutrientes. El consumo
excesivo de azúcar provoca caries.
Indicaciones dietéticas
En general, los científicos recomiendan lo siguiente: comer alimentos variados; mantener el peso
ideal; evitar el exceso de grasas y aceites, grasas saturadas y colesterol; comer alimentos con
suficiente almidón y fibra; evitar el exceso de azúcar y sodio, y, en caso de beber alcohol, hacerlo
moderadamente.
Nutrientes esenciales
Los nutrientes se clasifican en cinco grupos principales: proteínas, hidratos de carbono, grasas,
vitaminas y minerales. Estos grupos comprenden un total aproximado de entre 45 y 50 sustancias
que los científicos consideran esenciales para mantener la salud y un crecimiento normal. Aparte
del agua y el oxígeno, incluyen también unos ocho aminoácidos constituyentes de las proteínas,
cuatro vitaminas liposolubles y diez hidrosolubles, unos diez minerales y tres electrólitos. Aunque
los hidratos de carbono son una fuente de energía, no se consideran esenciales, ya que para este
fin se pueden transformar proteínas.
Caloría
Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua de 14,5 a 15,5 °C.
A veces se especifica otro intervalo de temperaturas. La definición más habitual en termoquímica
es que 1 caloría es igual a 4,1840 julios (J).
En ingeniería se emplea una caloría algo diferente, la caloría internacional, que equivale a 1/860
vatios/hora (4,1868 J). Una caloría grande o kilocaloría (Cal), muchas veces denominada también
caloría, es igual a 1.000 calorías-gramo, y se emplea en dietética para indicar el valor energético
de los alimentos.
En el metabolismo energético, la unidad utilizada suele ser la kilocaloría, que es la cantidad de
energía necesaria para elevar en 1 ºC la temperatura de 1 kg de agua. Los hidratos de carbono
tienen un contenido medio de 4,1 kilocalorías (17 julios) por gramo; las proteínas de 4,2 (17,5
julios), y las grasas de 9,3 kilocalorías (39 julios).
Los hidratos de carbono son el tipo de alimento más abundante en el mundo, mientras que las
grasas son el combustible más concentrado y más fácil de almacenar. Si el cuerpo agota sus
reservas de grasas e hidratos de carbono, puede utilizar directamente las proteínas de la dieta o
descomponer su propio tejido proteico para generar combustible. El alcohol es también una fuente
de energía que produce calorías por gramo. Las células del cuerpo no pueden oxidar el alcohol,
por lo que el hígado tiene que procesarlo para convertirlo en grasa, que luego se almacena en el
mismo hígado o en el tejido adiposo.
Proteínas
La función primordial de la proteína es producir tejido corporal y sintetizar enzimas, algunas
hormonas como la insulina, que regulan la comunicación entre órganos y células, y otras
sustancias complejas, que rigen los procesos corporales. Las proteínas animales y vegetales no se
utilizan en la misma forma en que son ingeridas, sino que las enzimas digestivas deben
descomponerlas en aminoácidos que contienen nitrógeno. Es fácil disponer de proteínas de origen
animal o vegetal. De los 20 aminoácidos que componen las proteínas, ocho se consideran
esenciales(leucina, isoleucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina.), deben
ser tomados ya listos a través de los alimentos. Si estos aminoácidos esenciales no están
presentes al mismo tiempo y en proporciones específicas, los otros aminoácidos, todos o en parte,
no pueden utilizarse para construir las proteínas humanas. Por tanto, para mantener la salud y el
crecimiento es muy importante una dieta que contenga estos aminoácidos esenciales. Cuando hay
una carencia de alguno de ellos, los demás aminoácidos se convierten en compuestos productores
de energía, y se excreta su nitrógeno. Cuando se ingieren proteínas en exceso, lo cual es
frecuente en países con dietas ricas en carne, la proteína extra se descompone en compuestos
productores de energía. Dado que las proteínas escasean bastante más que los hidratos de
carbono aunque producen también 4 calorías por gramo, la ingestión de carne en exceso, cuando
no hay demanda de reconstrucción de tejidos en el cuerpo, resulta una forma ineficaz de procurar
energía. Los alimentos de origen animal contienen proteínas completas porque incluyen todos los
aminoácidos esenciales. En la mayoría de las dietas se recomienda combinar proteínas de origen
animal con proteínas vegetales. Se estima que 0,8 gramos por kilo de peso es la dosis diaria
saludable para adultos normales.
Además de intervenir en el crecimiento y el mantenimiento celulares, las proteínas son
responsables de la contracción muscular. Las enzimas digestivas son proteínas, al igual que la
insulina y casi todas las demás hormonas, los anticuerpos del sistema inmunológico y la
hemoglobina, que transporta oxígeno en la sangre. Los cromosomas, que transmiten los
caracteres hereditarios en forma de genes, están compuestos por ácidos nucleicos y proteínas.
Muchas enfermedades e infecciones producen una pérdida continuada de nitrógeno en el cuerpo.
Este problema debe ser compensado con un mayor consumo de proteína dietética. Asimismo, los
niños también precisan más proteína por kilogramo de peso corporal. Una deficiencia de proteínas
acompañada de falta de energía da origen a una forma de malnutrición proteico-energética
conocida con el nombre de marasmo, que se caracteriza por pérdida de grasa corporal y desgaste
de músculos.
Minerales
Los minerales inorgánicos son necesarios para la reconstrucción estructural de los tejidos
corporales además de que participan en procesos tales como la acción de los sistemas
enzimáticos, contracción muscular, reacciones nerviosas y coagulación de la sangre. Estos
nutrientes minerales, que deben ser suministrados en la dieta, se dividen en dos clases:
macroelementos, tales como calcio, fósforo, magnesio, sodio, hierro, yodo y potasio; y
microelementos, tales como cobre, cobalto, manganeso, flúor y cinc.
El calcio es necesario para desarrollar los huesos y conservar su rigidez. La leche y sus derivados
son la principal fuente de calcio.
El fósforo, también presente en muchos alimentos y sobre todo en la leche, se combina con el
calcio en los huesos y los dientes. Desempeña un papel importante en el metabolismo de energía
en las células, afectando a los hidratos de carbono, lípidos y proteínas.
El magnesio, presente en la mayoría de los alimentos, es esencial para el metabolismo humano y
muy importante para mantener el potencial eléctrico de las células nerviosas y musculares.
El sodio está presente en pequeñas cantidades en la mayoría de los productos naturales y abunda
en las comidas preparadas y en los alimentos salados. Está también presente en el fluido
extracelular, donde tiene un papel regulador. El exceso de sodio produce edema, que consiste en
una superacumulación de fluido extracelular. En la actualidad existen pruebas de que el exceso de
sal en la dieta contribuye a elevar la tensión arterial.
El hierro es necesario para la formación de la hemoglobina, pigmento de los glóbulos rojos de la
sangre responsables de transportar el oxígeno. Sin embargo, este mineral no es absorbido con
facilidad por el sistema digestivo. En los hombres se encuentra en cantidades suficientes, pero las
mujeres en edad menstrual, que necesitan casi dos veces más cantidad de hierro debido a la
pérdida que se produce en la menstruación, suelen tener deficiencias y deben tomar hierro fácil de
asimilar.
El yodo es imprescindible para la síntesis de las hormonas de la glándula tiroides. Su deficiencia
produce bocio, que es una inflamación de esta glándula en la parte inferior del cuello. La ingestión
insuficiente de yodo durante el embarazo puede dar lugar a cretinismo o deficiencia mental en los
niños.
Los microelementos son otras sustancias inorgánicas que aparecen en el cuerpo en diminutas
cantidades, pero que son esenciales para gozar de buena salud. Se sabe poco de su
funcionamiento, y casi todo lo que se conoce de ellos se refiere a la forma en que su ausencia,
sobre todo en animales, afecta a la salud. Los microelementos aparecen en cantidades suficientes
en casi todos los alimentos.
Entre los microelementos más importantes se encuentra el cobre, presente en muchas enzimas y
en proteínas, que contiene cobre, de la sangre, el cerebro y el hígado. La insuficiencia de cobre
está asociada a la imposibilidad de utilizar el hierro para la formación de la hemoglobina. El cinc
también es importante para la formación de enzimas. Se cree que la insuficiencia de cinc impide el
crecimiento normal y, en casos extremos, produce enanismo. Se ha descubierto que el flúor, que
se deposita sobre todo en los huesos y los dientes, es un elemento necesario para el crecimiento
en animales. Entre los demás microelementos podemos citar el cromo, el molibdeno y el selenio.
Vitaminas
Cualquiera de los compuestos orgánicos que el cuerpo necesita para el metabolismo, para la
protección de la salud y para lograr el crecimiento adecuado en los niños. Las vitaminas también
participan en la formación de hormonas, células sanguíneas, sustancias químicas del sistema
nervioso y material genético. Las diversas vitaminas no están relacionadas químicamente, y la
mayoría de ellas tiene una acción fisiológica distinta. Por lo general actúan como catalizadores,
combinándose con las proteínas para crear metabólicamente enzimas activas que a su vez
producen importantes reacciones químicas en todo el cuerpo. Sin las vitaminas muchas de estas
reacciones tardarían más en producirse o cesarían por completo. Sin embargo, aún falta mucho
para tener una idea clara de las intrincadas formas en que las vitaminas actúan en el cuerpo.
Las 13 vitaminas identificadas se clasifican de acuerdo a su capacidad de disolución en grasa o en
agua. Las vitaminas liposolubles, A, D, E y K, suelen consumirse junto con alimentos que
contienen grasa y, debido a que se pueden almacenar en la grasa del cuerpo, no es necesario
tomarlas todos los días. Las vitaminas hidrosolubles, las ocho del grupo B y la vitamina C, no se
pueden almacenar y por tanto se deben consumir con frecuencia, preferiblemente a diario (a
excepción de algunas vitaminas B, como veremos después).
El cuerpo sólo puede producir vitamina D; todas las demás deben ingerirse a través de la dieta. La
carencia da origen a una amplia gama de disfunciones metabólicas y de otro tipo. Una dieta bien
equilibrada contiene todas las vitaminas necesarias, y la mayor parte de las personas que siguen
una dieta así pueden corregir cualquier deficiencia anterior de vitaminas. Sin embargo, las
personas que siguen dietas especiales, que sufren de trastornos intestinales que impiden la
absorción normal de los nutrientes, o que están embarazadas o dando de mamar a sus hijos,
pueden necesitar suplementos especiales de vitaminas para sostener su metabolismo. Aparte de
estas necesidades reales, también existe la creencia popular de que las vitaminas ofrecen remedio
para muchas enfermedades, desde resfriados hasta el cáncer; pero en realidad el cuerpo elimina
rápidamente casi todos estos preparados sin absorberlos. Además, las vitaminas liposolubles
pueden bloquear el efecto de otras vitaminas e incluso causar intoxicación grave si se toman en
exceso.
Vitamina A
La vitamina A es un alcohol primario de color amarillo pálido que deriva del caroteno. Afecta a la
formación y mantenimiento de la piel, membranas mucosas, huesos y dientes, a la vista y a la
reproducción. Uno de los primeros síntomas de insuficiencia es la ceguera nocturna (dificultad en
adaptarse a la oscuridad). Otros síntomas son excesiva sequedad en la piel; falta de secreción de
la membrana mucosa, lo que produce susceptibilidad a la invasión bacteriana, y sequedad en los
ojos debido al mal funcionamiento del lagrimal, importante causa de ceguera en los niños de
países poco desarrollados.
El cuerpo obtiene la vitamina A de dos formas. Una es fabricándola a partir del caroteno, un
precursor vitamínico encontrado en vegetales como la zanahoria, brécol, calabaza, espinacas, col
y batata. La otra es absorbiéndola ya lista de organismos que se alimentan de vegetales. La
vitamina A se encuentra en la leche, mantequilla, queso, yema de huevo, hígado y aceite de
hígado de pescado. El exceso de vitamina A puede interferir en el crecimiento, detener la
menstruación, perjudicar los glóbulos rojos de la sangre y producir erupciones cutáneas, jaquecas,
náuseas e ictericia.
Las vitaminas B
Conocidas también con el nombre de complejo vitamínico B, son sustancias frágiles, solubles en
agua, varias de las cuales son sobre todo importantes para metabolizar los hidratos de carbono.
B1
La tiamina o vitamina B1, una sustancia cristalina e incolora, actúa como catalizador en el
metabolismo de los hidratos de carbono, permitiendo metabolizar el ácido pirúvico y haciendo que
los hidratos de carbono liberen su energía. La tiamina también participa en la síntesis de
sustancias que regulan el sistema nervioso. La insuficiencia de tiamina produce beriberi, que se
caracteriza por debilidad muscular, inflamación del corazón y calambres en las piernas, y, en casos
graves, incluso ataque al corazón y muerte. Muchos alimentos contienen tiamina, pero pocos la
aportan en cantidades importantes. Los alimentos más ricos en tiamina son el cerdo, las vísceras
(hígado, corazón y riñones), levadura de cerveza, carnes magras, huevos, vegetales de hoja verde,
cereales enteros o enriquecidos, germen de trigo, bayas, frutos secos y legumbres. Al moler los
cereales se les quita la parte del grano más rica en tiamina, de ahí la probabilidad de que la harina
blanca y el arroz blanco refinado carezcan de esta vitamina. La práctica, bastante extendida, de
enriquecer la harina y los cereales ha eliminado en parte el riesgo de una insuficiencia de tiamina,
aunque aún se presenta en alcohólicos que sufren deficiencias en la nutrición.
B2
La riboflavina o vitamina B2, al igual que la tiamina, actúa como coenzima, es decir, debe
combinarse con una porción de otra enzima para ser efectiva en el metabolismo de los hidratos de
carbono, grasas y especialmente en el metabolismo de las proteínas que participan en el
transporte de oxígeno. También actúa en el mantenimiento de las membranas mucosas. La
insuficiencia de riboflavina puede complicarse si hay carencia de otras vitaminas del grupo B. Sus
síntomas, no tan definidos como los de la insuficiencia de tiamina, son lesiones en la piel, en
particular cerca de los labios y la nariz, y sensibilidad a la luz. Las mejores fuentes de riboflavina
son el hígado, la leche, la carne, verduras de color verde oscuro, cereales enteros y enriquecidos,
pasta, pan y setas.
B3
La nicotinamida o vitamina B3, vitamina del complejo B cuya estructura responde a la amida del
ácido nicotínico o niacina, funciona como coenzima para liberar la energía de los nutrientes.
También se conoce como vitamina PP. La insuficiencia de niacina o ácido nicotínico produce
pelagra, cuyo primer síntoma es una erupción parecida a una quemadura solar allá donde la piel
queda expuesta a la luz del Sol. Otros síntomas son lengua roja e hinchada, diarrea, confusión
mental, irritabilidad y, cuando se ve afectado el sistema nervioso central, depresión y trastornos
mentales. Las mejores fuentes de niacina son: hígado, aves, carne, salmón y atún enlatados,
cereales enteros o enriquecidos, guisantes (chícharos), granos secos y frutos secos. El cuerpo
también fabrica niacina a partir del aminoácido triptófano. Se han utilizado experimentalmente
sobredosis de niacina en el tratamiento de la esquizofrenia, aunque ninguna prueba ha demostrado
su eficacia. En grandes cantidades reduce los niveles de colesterol en la sangre, y ha sido muy
utilizada en la prevención y tratamiento de la arterioesclerosis. Las grandes dosis en periodos
prolongados pueden ser perjudiciales para el hígado.
B6
La piridoxina o vitamina B6 es necesaria para la absorción y el metabolismo de aminoácidos.
También actúa en la utilización de grasas del cuerpo y en la formación de glóbulos rojos. La
insuficiencia de piridoxina se caracteriza por alteraciones en la piel, grietas en la comisura de los
labios, lengua depapilada, convulsiones, mareos, náuseas, anemia y piedras en el riñón. Las
mejores fuentes de piridoxina son los granos enteros (no los enriquecidos), cereales, pan, hígado,
aguacate, espinaca, judías verdes (ejotes) y plátano. La cantidad de piridoxina necesaria es
proporcional a la cantidad de proteína consumida.
B12
La cobalamina o vitamina B12 también se conoce como cianocobalamina, una de las vitaminas
aisladas más recientemente, y es necesaria en cantidades ínfimas para la formación de
nucleoproteínas, proteínas y glóbulos rojos, y para el funcionamiento del sistema nervioso. La
insuficiencia de cobalamina se debe con frecuencia a la incapacidad del estómago para producir
una glicoproteína (factor intrínseco) que ayuda a absorber esta vitamina. El resultado es una
anemia perniciosa, con los característicos síntomas de mala producción de glóbulos rojos, síntesis
defectuosa de la mielina (vaina nerviosa) y pérdida del epitelio (cubierta membranosa) del tracto
intestinal. La cobalamina se obtiene sólo de fuentes animales: hígado, riñones, carne, pescado,
huevos y leche. A los vegetarianos se les aconseja tomar suplementos de vitamina B12.
Otras vitaminas del grupo B
El ácido fólico o folacina es una coenzima necesaria para la formación de proteínas estructurales y
hemoglobina; su insuficiencia en los seres humanos es muy rara. El ácido fólico es efectivo en el
tratamiento de ciertas anemias y la psilosis. Se encuentra en las vísceras de animales, verduras de
hoja verde, legumbres, frutos secos, granos enteros y levadura de cerveza. El ácido fólico se
pierde en los alimentos conservados a temperatura ambiente y durante la cocción. A diferencia de
otras vitaminas hidrosolubles, el ácido fólico se almacena en el hígado y no es necesario ingerirlo
diariamente.
El ácido pantoténico, otra vitamina B, desempeña un papel aún no definido en el metabolismo de
proteínas, hidratos de carbono y grasas. Abunda en muchos alimentos y también es fabricado por
bacterias intestinales.
La biotina, otra vitamina B que también es sintetizada por bacterias intestinales y se encuentra muy
extendida en los alimentos, participa en la formación de ácidos grasos y en la liberación de energía
procedente de los hidratos de carbono. Se ignora su insuficiencia en seres humanos.
Vitamina C (ácido ascórbico)
La vitamina C es importante en la formación y conservación del colágeno, la proteína que sostiene
muchas estructuras corporales y que representa un papel muy importante en la formación de
huesos y dientes. También favorece la absorción de hierro procedente de los alimentos de origen
vegetal. El escorbuto es la clásica manifestación de insuficiencia grave de ácido ascórbico. Sus
síntomas se deben a la pérdida de la acción cimentadora del colágeno, y entre ellos están las
hemorragias, caída de dientes y cambios celulares en los huesos de los niños. La afirmación de
que las dosis masivas de ácido ascórbico previenen resfriados y gripe no se ha obtenido de
experiencias meticulosamente controladas. Sin embargo, en otros experimentos se ha demostrado
que el ácido ascórbico previene la formación de nitrosaminas, unos compuestos que han producido
tumores en animales de laboratorio y quizá los produzcan en seres humanos. Aunque el ácido
ascórbico no utilizado se elimina rápidamente por la orina, las dosis largas y prolongadas pueden
derivar en la formación de cálculos en la vejiga y el riñón, interferencia en los efectos de los
anticoagulantes, destrucción de la vitamina B12 y pérdida de calcio en los huesos. Las fuentes de
vitamina C incluyen los cítricos, fresas frescas, pomelo (toronja), piña y guayaba. Buenas fuentes
vegetales son el brécol, las coles de Bruselas, tomates, espinacas, col, pimientos verdes, repollo y
nabos.
Vitamina D
Es necesaria para la formación normal de los huesos y para la retención de calcio y fósforo en el
cuerpo. También protege los dientes y huesos contra los efectos del bajo consumo de calcio,
haciendo un uso más efectivo del calcio y el fósforo. Llamada también 'vitamina solar', la
vitamina D se obtiene de la yema de huevo, hígado, atún y leche enriquecida con vitamina D.
También se fabrica en el cuerpo cuando los esteroles, que se encuentran en muchos alimentos, se
desplazan a la piel y reciben la irradiación del Sol. La insuficiencia de vitamina D, o raquitismo, se
da rara vez en los climas tropicales donde hay abundancia de rayos solares, pero hubo un tiempo
en que era común entre los niños de las ciudades poco soleadas antes de empezar a utilizar leche
enriquecida con esta vitamina. El raquitismo se caracteriza por deformidad de la caja torácica y el
cráneo y por piernas arqueadas, todo ello producido por la mala absorción de calcio y fósforo en el
cuerpo. Debido a que la vitamina D es soluble en grasa y se almacena en el cuerpo, su consumo
excesivo puede causar intoxicación vitamínica, daños al riñón, letargia y pérdida de apetito.
Vitamina E
El papel de la vitamina E en el cuerpo humano aún no se ha establecido claramente, pero se sabe
que es un nutriente esencial en más de veinte especies vertebradas. Esta vitamina participa en la
formación de los glóbulos rojos, músculos y otros tejidos y en la prevención de la oxidación de la
vitamina A y las grasas. Se encuentra en los aceites vegetales, germen de trigo, hígado y verduras
de hoja verde. Aunque la vitamina E se aconseja popularmente para gran variedad de
enfermedades, no hay pruebas sustanciales que respalden estas afirmaciones. Si bien se
almacena en el cuerpo, parece que las sobredosis de vitamina E tienen menos efectos tóxicos que
las de otras vitaminas liposolubles.
Vitamina K
La vitamina K es necesaria principalmente para la coagulación de la sangre. Ayuda a la formación
de la protrombina, enzima necesaria para la producción de fibrina en la coagulación. Las fuentes
más ricas en vitamina K son la alfalfa y el hígado de pescado, que se emplean para hacer
preparados con concentraciones de esta vitamina. Las fuentes dietéticas incluyen todas las
verduras de hoja verde, yema de huevo, aceite de soja o soya e hígado. Para un adulto sano, una
dieta normal y la síntesis bacteriana a nivel intestinal suele ser suficiente para abastecer el cuerpo
de vitamina K y protrombina. Las alteraciones digestivas pueden provocar una mala absorción de
vitamina K, y por tanto deficiencias en la coagulación de la sangre.
Hidratos de carbono
El grupo de los hidratos de carbono está formado principalmente por azúcar, almidón, dextrina,
celulosa y glucógeno, sustancias que constituyen una parte importante de la dieta de los humanos
y de muchos animales. Los más sencillos son los azúcares simples o monosacáridos, que
contienen un grupo aldehído o cetona; el más importante es la glucosa. Dos moléculas
monosacáridas unidas por un átomo de oxígeno, con la eliminación de una molécula de agua,
producen un disacárido, siendo los más importantes la sacarosa, la lactosa y la maltosa.
El almidón y la pectina, un agente cuajante, se usan en la preparación de alimentos para el hombre
y el ganado. La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes. El agar, un componente de
algunos laxantes, se utiliza como agente espesador en los alimentos y como medio para el cultivo
bacteriano; también en la preparación de materiales adhesivos, de encolado y emulsiones. La
hemicelulosa se usa para modificar el papel durante su fabricación. Las dextranas son
polisacáridos utilizados en medicina como expansores de volumen del plasma sanguíneo para
contrarrestar las conmociones agudas. Otro hidrato de carbono, el sulfato de heparina, es un
anticoagulante de la sangre.
Aportan gran cantidad de energía en la mayoría de las dietas humanas. Se queman durante el
metabolismo para producir energía, liberando dióxido de carbono y agua.
Hay dos tipos de hidratos de carbono: féculas, que se encuentran principalmente en los cereales,
legumbres y tubérculos, y azúcares, que están presentes en los vegetales y frutas. Los hidratos de
carbono son utilizados por las células en forma de glucosa, principal combustible del cuerpo.
Los hidratos de carbono en los que se encuentran la mayor parte de los nutrientes son los
llamados hidratos de carbono complejos, tales como cereales sin refinar, tubérculos, frutas y
verduras, que también aportan proteínas, vitaminas, minerales y grasas.
Grasas
Las grasas son importantes en la dieta como fuente de energía, ya que producen 9 kcal por gramo.
En los países desarrollados, el 40% o más del consumo total de energía suele proceder de las
grasas. Es un porcentaje superior a lo que se considera recomendable para la salud, el consumo
excesivo de grasas está asociado a la obesidad, enfermedades de corazón y vesícula biliar y
algunos tipos de cáncer. Las líneas nutricionales, por tanto, recomiendan no ingerir más del 30%
de energía a través de las grasas. En países menos desarrollados, las grasas pueden aportar
menos del 15% de energía, un nivel de consumo en el que es difícil comer lo suficiente como para
satisfacer las necesidades energéticas. La grasa también es importante para la absorción de las
vitaminas solubles en grasa, A, D, E y K. Gran parte del sabor de los alimentos está contenido en
la grasa.
Para ayudar a las personas a reducir el consumo de grasa, se ha creado una variedad de
productos bajos en grasa para sustituir parcial o totalmente la mantequilla y la margarina (que
contienen un 80-82% de grasa) de la dieta. Los productos para untar se hacen con crema fundida y
aceite vegetal y contienen un 72-75% de grasa, mientras que los mismos productos bajos en grasa
son principalmente aceites vegetales que contienen un 60-70% de grasa, y se pueden emplear
para la cocina igual que la mantequilla o la margarina. Los bajos (37-40%) y los muy bajos en
grasa (20-25%) contienen grasa láctea y aceites vegetales, y no son aptos para cocinar. Los que
tienen un contenido muy bajo en grasas (5%) se fabrican utilizando un sustituto para la grasa como
la Simplesse, una proteína modificada, u Olestra (ambas son marcas registradas), un poliéster
azucarado que no se digiere.
Las grasas se dividen en saturadas e insaturadas, dependiendo de si los enlaces químicos entre
los átomos de carbono de las moléculas contienen todos los átomos de hidrógeno que pueden
tener (saturadas) o tienen capacidad para más átomos (insaturadas), debido a la presencia de
dobles o triples enlaces. Generalmente, las grasas saturadas son sólidas a temperatura ambiente;
las insaturadas y poliinsaturadas son líquidas. Las grasas insaturadas pueden convertirse en
grasas saturadas añadiendo átomos de hidrógeno.
Cuando se añaden a la dieta grasas sólidas saturadas, aumenta la cantidad de colesterol en la
sangre, pero si las grasas sólidas se sustituyen por grasas o aceites insaturados líquidos (en
concreto el tipo poliinsaturado), la cantidad de colesterol disminuye.
Aunque más escasas que los hidratos de carbono, las grasas producen más del doble de energía.
Por ser un combustible
compacto, las grasas se almacenan muy bien para ser utilizadas después en caso de que se
reduzca el aporte de hidratos de carbono.
Avitaminosis
Carencia de todas las vitaminas.
Esto trae fuerte repercusión sobre la actividad enzimática; se nota particularmente en el momento
de la renutrición, cuando se exalta abruptamente la demanda.
Es particularmente importante la carencia de retinol, cuyo aporte falta por la escasa ingestión de
proteínas. La provisión de caroteno, empero, tampoco compensas, debido a que el intestino
convierte poco en retinol, con lo que cae la visión crepuscular (menos rodopsina), se reconocen
mal los colores, hay manchas de Bitot y xeroftalmía (atrofia seca de conjuntivas oculares). En
nuestro medio, sIn embargo, no son frecuentes la queratomalacia y la úlcera de córnea. Como se
forma también menos ácido retinoico, se forma menos mucus para las secreciones sebáceas y
disminuye la inmunidad cutánea local; esto es agravado por la atrofia de células epiteliales y la
mayor queratinización, que ocluye los folículos pilosos.
En la desnutrición primaria la falta de tiamina bloquea la conversión del ácido pirúvico. En los
países en desarrollo la manifestación clínica más ostensibles es el beriberi. La tiamina es necesaria
también para metabolizar aminoáicidos ramificados.
La falta de riboflavina afecta la síntesis de flavoproteínas, necesarias para la deamlnación, la
oxidación de ácidos grasos y la cadena respiratoria. Esto se agrava por la falta de aporte de
njacina que también actúa como transportador de electrones y no puede ser compensada por el
metaboljsmo del triptófano, ya que es un aminoácido esencial y también su aporte se encuentra
disminuido. La falta de piridoxina compromete el funcionamiento de un elevado número de
reacciones enzimáticas. En cambio es muy frecuente la carencia de folatos, que son
indispensables para la síntesis de los núcleos de todas las células, lo que puede testimoniarse
mediante el diagnóstico de la anemia macrocítica. La carencia de cobaIamina es compensada por
fuertes reservas hepáticas por absorción mediante difusión y por la escasa contribución del factor
intrínseco.
La carencia de menadiona es compensada por la síntesis bacteriana intestinal; pero en el recién
nacido hay escaso aporte por lactancia materna falta dicha flora y aparece una tendencia a las
hemorragias.
Una hipótesis para explicar la acción de los tocoferoles postula que la cadena fitilo interactúa con
los ácidos grasos insaturados de las membranas.
5. Los antioxidantes
Los antioxidantes son los minerales y las vitaminas (contenidos en los alimentos) que previenen la
vejez, el cáncer, las cardiopatías, los accidentes cerebro vasculares, entre otras enfermedades;
siempre que se realice una alimentación adecuada. (descripta más adelante)
En caso de enfermedad hay ciertos alimentos que deben restringirse.
En diarreas: frutas (sólo manzana rallada oxidada), verduras y carnes rojas. Las preparaciones
deben ser simples(hervidas o a
la plancha).
En la constipación: arroz, polenta, carnes rojas hervidas. Comer muchas verduras, frutas y
productos integrales.
Hipertensión: sal, fiambres, etc.
Anemia: deben ingerir carnes rojas y blancas, hígado, morcilla, lentejas.
Dietas:
Cantidad de calorías que se deben consumir por día.
Edad
Calorías
Niño (7 a 10 años)
2400
Adolescente: Varón
2800 a 3000
Mujer
2100
Adulto: Deportista
2700 + 600 a 900
Sedentario
2700
Trabajador
2700 + 300
Anciano (sedentario)
2000
Especificación de tipos de alimentos:
Alimento
Tipo
Leche
Fluída, en polvo, entera, descremada.
Yogur
Entero, descremado, con sabor.
Queso
Fresco, ricota descremada, blando con crema, descremado (García, Ser, Saavedra,
Casandiet, Mendicrim Diet, Port Salut descremado), blanco untable, muzzarella, Mar del
Plata, de rallar.
Huevo
Entero, clara, yema
Carne
De vaca(magra), sin grasas visibles; pescados; aves sin piel; cerdo; conejo; liebre,
mariscos, hígado, riñón, mondongo.
Vegetales A
Acelga, ají, apio, berro, berenjena(*), achicoria, coliflor, escarola, espárrago, espinaca,
hinojo, lechuga, pepino, rabanito, radicheta, repollo, repollitos de Bruselas, brotes de soja,
tomate(*), zapallito(*), hongos frescos.
(*) sin piel y sin semillas.
Vegetales B
Alcaucil, arveja fresca, cebolla, cebolla de verdeo, chaucha(sin hilo ni porotos), puerro,
nabos, remolacha, zanahoria, zapallo, calabaza, palmitos..
Vegetales C
Choclo, batata, papa, mandioca.
Legumbres
Garbanzos, porotos, lentejas, arvejas secas.
Frutas A
Frutilla, melón, sandía, pomelo, palta, limón.
Frutas B
Naranja, ananá, duraznos, mandarina,l damasco, ciruela, pera, manzana, kiwi, cereza,
guinda.
Frutas C
Banana, uva, higo, dátil.
Pan
Francés, lactal, salvado.
Galletitas
De agua, salvado, sin sal, tipo Canale, grisines, galleta marinera.
Legumbres
Lentejas, garbanzos, porotos de todo tipo, habas secas.
Cereales y
pastas
Harinas de: trigo, maíz.
Féculas de: maíz, papa, mandioca.
Arroz integral, blanco.
Pastas: fideos, ravioles, ñoquis, canelones.
Sémola, fideos, avena.
Azúcar
Blanca, refinada o morena. Miel.
Edulcorantes
Sacarina, Sucaryl, Chuker, Nutra Sweet, Tibaldi Sweet.
Dulces
Mermeladas, jaleas, miel, de batata, de membrillo, de leche, dietéticos.
Aceite
Girasol, maíz, oliva, soja.
Infusiones
Té, café, mate, tisanas.
Caldos
De cubitos, caseros de verdura, desgrasados, dietéticos.
Bebidas
Agua, agua mineral, soda, gaseosas comunes o dietéticas, caldos de frutas, jugos,
aperitivos sin alcohol.
Condimentos
Ají molido, ajo, laurel, nuez moscada, perejil, pimienta, orégano, vinagre de vino,
manzana, jugo de limón, tomillo, romero, clavo de olor, vainilla, canela, azafrán, sal.
Ejemplos de dietas: (por día)
Adolescente Varón:
Desayuno:
o
o
o
o
o
o
150 cc de leche.
Infusión a gusto.
2 cuch. de azúcar.
2 tostadas o pan (40 g).
Manteca 10 g.
Dulce 20 g.
Media mañana:
o
1 yugur o fruta.
o
o
o
o
o
o
o
Sopa con 20 g. de pastas.
150 g. de carne.
100 g. de vegetales A.
100 g. de vegetales B.
2 cuch. de aceite o 20 g. de manteca.
1 fruta.
1 pan (40 g).
Almuerzo:
Merienda:
o
o
o
o
o
o
150 cc de leche.
Infusión a gusto.
2 cuch. de azúcar.
2 tostadas o pan (40 g).
Manteca 10 g.
Dulce 20 g.
o
o
o
o
o
o
o
o
Sopa.
100g. de carne.
1 huevo o 50g. de queso.
Vegetales B 100 g.
Vegetales C 150 g.
2 cuch de aceite.
20g de manteca.
1 fruta o postre de leche.
Cena:
Adolescente mujer:
Idem varón. Debe limitarse el consumo de pan, pastas, dulce y manteca.
Adulto deportista:
Idem varón. Debe ingerir pastas o cereales en las dos comidas, con preperaciones simples (sin
fritura, ni condimentos fuertes).
Adulto sedentario:
Idem varón, siguiendo las normas básicas de alimentación correcta:
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Variar las carnes y que contengan pocas grasas.
Ingerir una porción de vegetales verdes crudos.
Evitar las grasas, sólo aceites en crudo.
Comer mucha fruta.
Evitar los dulces.
Pastas 3 veces por semana.
No más de 250 cc de bebidas alcohólicas (vino o cerveza) por día.
Tomar 2 litros de agua por día.
Evitar los fiambres y embutidos. No más de 2 veces por semana.
Anciano:
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Tomar 2 tasas de leche o 2 yogur por día.
Huevo 3 veces por semana, cala todos los días.
1 porción de queso de poca maduración (50g).
carnes rojas 3 veces por semana (el resto ave o pescado).
Vegetales A una porción por día (si tolera).
Cereales y pastas una porción por día.
3 frutas por día.
Sal limitada. Bebidas alcohólicas limitadas (un vaso de vino por día).
Evitar fiambres y embutidos.
Preparaciones sencillas con poco condimento y aceites en crudo.
Poca manteca y crema de leche.
Tomar 2 litros de agua por día.
Tradiciones alimenticias:
Nuestro país se formó con inmigrantes que llegaron de distintos países con diferentes costumbres,
las cuales trasladaron y adaptaron al clima de nuestro país. (españoles, italianos, polacos,
alemanes, etc.).
Entre los platos característicos de nuestro país encontramos:
Del norte:
o
o
o
o
o
o
o
o
Locro
Tamales
Empanadas
Humita
Pan con chicharrones
Pastelitos dulces
Mate
Arrope
Del centro:
o
o
o
o
o
o
Tortas fritas
Pastelitos dulces
Alfajores santafecinos
Empanadas
Mate
Dulce de leche
Del sur:
o
o
o
o
Asado (con cuero)
Mate
Tortas fritas
Pastelitos dulces