Tema 9 Proyectos de investigación
1. Qué es un proyecto de investigación
Los seres humanos se han distinguido por diversas características:

• Actuar socialmente, para conseguir con mayor eficacia  su alimento y defenderse de agresiones del medio.
• Resolver problemas mediante invención de técnicas y procedimientos y aplicación de pautas de conducta novedosa.

Ambas siguen presentes en muchas actividades humanas, particularmente en la realización de proyectos científicos.

Los proyectos de investigación y sus etapas

La ciencia se enfrenta a nuevos retos. Cuando se resuelve una incógnita, teórica o prática, se plantean otras que requieren nuevas soluciones.

Investigación: búsqueda racional de esas soluciones.

Proyecto de investigación científica: plan original y coordinado con la finalidad de resolver un problema científico siguiendo un método  lógico de actuación en colaboración.

Varias etapas: antecedentes, activación, visión, desarrollo y resultados.

Ámbitos y extensión de los proyectos de investigación

Cuando se trabaja en un proyecto no es preciso que todos los participantes se impliquen del mismo modo en todas las etapas. Es frecuente trabajar en la etapa de desarrollo, en el campo de la experimentación, control o análisis de resultados

Hay proyectos de significación y extensión muy diferentes. No es igual investigar que tipo de envase es el más adecuado para preservar una conserva vegetal en climas cálidos, que organizar el viaje de un astronauta al planeta Marte.

El coste económico, dificultad material, recursos, prestigio social del proyecto, número de personas implicadas y el tiempo requerido son muy diferentes en cada caso.

Identificar las etapas de un proyecto de investigación

En todos los proyectos se pueden identificar sus etapas

Ej.: proyecto de investigación de Paul Ehrlich en su búsqueda de una cura para la sífilis, terrible enfermedad causada por la bacteria Treponema pallidum.

1. Antecedentes: la humanidad sufrió diversas enfermedades infecciosas que provocó la muerte de millones de personas por infecciones que se cogían a la hora del parto, heridas de guerra, etc... A finales del s. XIX la ciencia experimentó grandes avances, situaciones donde antes se recibían explicaciones míticas se intentaban explicar empleando métodos científicos
2. Activación: grandes científicos como Louis Pasteur y Robert Koch establecieron que las enfermedades infecciosas eran causadas por microorganismos como las bacterias, protozoos, hongos, virus... Estos se convirtieron en un problema primordial en la medicina, y su erradicación, en una meta de investigación. Ehrlich, un médico investigador alemán que trabajó con Koch, usaba en sus trabajos colorantes que se empleaban para teñir muestras que se observaban al microscopio. Los colorantes teñían con diferente intesidad diversos  microorganismos y células, se unían con distinta afinidad a ellos.
3. Visión: los médicos pretendían encontrar sustancias capaces de eliminar las bacterias patógenas. Ello permitía curar numerosas enfermedades, evitaría mucho sufrimiento y cuantiosas pérdidas económicas. Algunas propiedades antisépticas de sustancias como lajeía, yodo o el alcohol no se pueden usar porque son muy tóxicas para nuestro cuerpo. 
4. Desarrollo: Problema: obtener sustancias químicas que eliminen a las bacterias y otros microorganismos sin afectar al paciente. Ehrlich atacó al problema partiendo de la hipótesis  que pudo modificar usando colorantes. El trabajo experimental realizado por un equipo de químicos  liderados por Ehrlich que probó centenares de compuestos, muchos de ellos sintetizados por el propio equipo.
5. Resultados: Sahachiro Hata demostró que el compuesto número 606, contenía arsénico, era letal para la bacteria de la sífilis y poco tóxico para el cuerpo humano. Este se comercializó y demostró su eficacia en el tratamiento de la sífilis, salvando muchas vidas y evitando sufrimiento.

  Ehlrich, médico investigador alemán.

2. El diseño de un proyecto de investigación.

El método científico aplicado a un proyecto de investigación.

Al realizar un proyecto de investigación siempre se aplica, se quiera o no el método científico. Se aplica de forma diferente en distintas disciplinas y son identificados por unos elementos comunes:

• Identificación del problema.
• Formulación de hipótesis.
• Diseño del plan de trabajo.
• Obtención de resultados.
• Análisis de los resultados.

Algunos experimentos requieren el uso de gigantescas y caras instalaciones como el LHC, un acelerador de partículas donde se estudian los componentes fundamentales de la materia y las fuerzas que rigen el universo.

Los grados de libertad de un proyecto de investigación.

Cuando un investigador se integra en un proyecto puede suceder que el problema, hipótesis y el diseño ya estén diseñados e investigados, entonces este solo tenga que hacer una parte, la experimental.
También puede suceder  que solo dos de los elementos comunes que se siguen en el método científico  estén ya completados y así solo tener que resolver los otros tres restantes.
Por ello, cuantos más elementos comunes del método científico estén sin investigar, más grados de libertad tiene un proyecto.

La aplicación a distintos campos.
No se aplica del mismo modo en todos los casos el método científico.

• En astronomía, por ejemplo, se usa la observación dirigida y planificada.
• Algunos científicos utilizan modelos informáticos que reproducen fenómenos naturales complejos.
• En tecnolgía, prototipos y maquetas.
• En las ciencias de la salud, se ensayan en cultivos de células y en animales de experimentación, tabién se emplean estudios epidemiológicos sobre grandes grupos de personas.

Diseñar y realizar proyectos de investigación 

Tema 8. I+D+I. Investigación, desarrollo e innovación.

1. I+D+I. Conceptos y etapas.
Son as siglas de: investigación, desarrollo e innovación
Investigación: hace referencia a la investigación científica, incluye todas aquellas actividades enfocadas a adquirir nuevos conocimientos
Desarrollo: se refiere al desarrollo tecnológico, su fin es usar los conocimientos científicos para diseñar o producir nuevos materiales.
Innovación: significa implantar estos nuevos productos en nuestra vida diaria, pasan a producirse en serie y a venderse en el mercado.

Buscan como fin  el progreso de la sociedad y la prosperidad de los países y empresas que han invertido en las etapas de I+D+I, puede verse como un proceso cíclico.

La etapa científica: investigación
Conjunto de actividades, teóricas o experimentales, realizadas de forma sistemática para adquirir nuevos conocimientos.
La investigación puede ser básica o aplicada

• Investigación básica: Este tipo de investigación no tiene un fin práctico inmediato , busca ampliar el conocimiento científico sobre el mundo que nos rodea y las leyes que lo rigen. Cuando se estudian en el laboratorio las propiedades físicas de algo se está realizando investigación básica.
• Investigación aplicada: tiene un objetivo práctico específico. Cuando en un laboratorio se trata mejorar un material para que se pueda emplear

La etapa tecnológica: desarrollo

Consiste en utilizar la información adquirida durante la investigación, para producir nuevos materiales.

La etapa industrial: innovación

Es económico y consiste en explotar, con éxito el nuevo conocimiento adquirido en las etapas previas.

2. La innovación

 Creación o modificación de un producto y introducirlo en un mercado.

Dos partes:

1. Proceso creativo. Invención de nuevos productos o procesos
2. Obtención de beneficio económico. Comercialización de los productos o procesos para producir rendimientos económicos

Lo que define un proceso innovador es el impacto que produce en el mercado.

INNOVACIÓN DE PRODUCTOS: SE BUSCA HACER UN PRODUCTO NUEVO O MEJORAR UNO QUE YA EXISTE.

INNOVACIÓN DE PROCESOS, CUANDO SE BUSCAN FORMAS ALTERNATIVAS MAS EFICIENTES DE REALIZAR UN DETERMINADO PROCESO (EJ.: MEJORAS EN INTERNET, VIDEOCONSOLAS, SMARTPHONES...)

INNOVACIÓN DE RUPTURA, ES INVENTAR UN PRODUCTO QUE ROMPE CON LAS PAUTAS DE CONSUMO PREVIO (ej.: materiales como gafas de realidad virtual, ''spinner''...)

INNOVACIÓN EVOLUTIVA, MEJORA UN PRODUCTO O SERVICIO YA EXISTENTE, PERO NO SUPONE UN CAMBIO RADICAL.

La inversión en innovación

Que requiere una aportación de capital, que es de dos tipos:

• Capital financiero: 
• Capital humano: las sociedades requieren que la población posea conocimientos, por ello una sociedad formada en I+D tendrá más capacidad para aprender nuevas tecnologías y adaptarse a los cambios sociales.

3. Innovación e industria

Industria: toda actividad económica organizada y dirigida a la extracción, manufacturado de materias primas para convertirlas en productos elaborados que tengas una finalidad concreta.

Tipos de industria:

• industria de base (extracción y transformación de materias primas)

• Industria de bienes de equipo (fabrican maquinaria, equipos de transporte, herramientas...)

• Industria de bienes de consumo, produce los productos finales que llegan a los consumidores.

• Industrias maduras, las que han alcanzado su máximo nivel, ya están muy bien establecidas y es complicado introducir grandes cambios en su funcionamiento.
• Industrias dinámicas, aquellas consolidadas que poseen mayor flexibilidad empresarial, tienen mayor demanda, mayor productividad...
• Industrias punteras, aquellas que se encuentran en expansión y están más abiertas a la innovación.

La innovación en la industria y la empresa
Hoy en día una industria es cualquier tipo de empresa que cubren diversos aspectos.
Tipos de innovación en función de su naturaleza:

1. Innovación tecnológica, tipo de innovación que estamos considerando fruto de un proceso de I+D
2. Innovación comercial, afecta a la forma de comercializar o vender un producto
3. Innovación organizativa, aquella relacionada con cambios en la organización de la empresa, en la forma de organizar el trabajo o relacionarse con otras empresas.

Lineas relevantes de I+D en la industria
Hay determinadas industrias que se caracterizan por fomentar decididamente la innovación, aquellas mas innovadoras  pertenecientes a este sector  se caracterizan por dar gran importancia a las actividades de investigación.

Ej.:

• Vehículos eléctricos sin cables (trabaja en la recarga inalámbrica o inductiva de vehículos eléctricos)
• Gestión de residuos (gestiona los residuos, reciclando, recuperando aquellos materiales de alto valor añadido)
• Biomimética (trata de desarrollar materiales copiando a los seres vivos)
• Nanotecnología (conciste en la fabricación de materiales o dispositivos a partir de componentes muy pequeños)

4. Las TIC y la innovación

TIC: Tecnologías de la información y la comunicación. Tiene como finalidad gestionar información, almacenarla para poder recuperarla después.
Factores:

• Desarrollo de la informática y la generalización del uso de los ordenadores, cada vez más potentes.
• Desarrollo de Internet, un sistema que permite formar redes de ordenadores que intercambian información a distancia.
• Desarrollo de redes inalámbricas, han propiciado la aparición de la telefonía móvil y las comunicaciones vía satélite.

Clasificación de las TIC

Ese concepto es muy amplio, una forma útil de clasificar las TIC es en función de cómo nos permite manejar la información:

1. Redes: guardan relación con los mecanismos a través de los cuales viaja la información.
2. Terminales: dispositivos que hacen llegar la información hasta los usuarios
3. Servicios: el paso final, los productos específicos con los que se aprovecha la información y los terminales

La relación entre I+D+i y las TIC

 Cualquier TIC es el resultado de un proceso I+D+i. Las TIC son un elemento impulsor de los procesos de I+D+i, facilita comunicación y el intercambio de información entre diversas parte del mundo. Cualquier adelanto en las TIC repercutirá, en la mejora de los procesos de I+D+i

La I+D+i en las TIC del futuro próximo

La innovación es fundamental en el bienestar de los países y en su crecimiento económico.

La inversión en I+D en el campo las TIC es un factor clave para la mejora de la economía.

La UE ha establecido duplicar el gasto público anual total en I+D en las TIC.

A escala nacional, el gobierno ha creado un plan de desarrollo e innovación del sector TIC, que busca fomentar algunos campos especialmente prometedores, como

1. Cloud computing: consiste en un banco de datos virtual que permite almacenar los datos del usuario de forma segura en internet.

1. Smart cities: son aquellas con un modelo de urbanismo que busca mejorar la calidad de vida.

1. Big data: se refiere a la acumulación masiva de datos y a su procesamiento

5. Ejemplos de proyectos de I+D+i

• Las conservas: 

• El horno microondas (descubierto de forma casual)

• Epidemiología mediante big data (estudia como aparecen y se propagan las enfermedades, es muy importante para ayudar a los responsables de salud pública a tomar decisiones)

Tema 7.- LA GESTIÓN DE LOS RESIDUOS Y EL DESARROLLO SOSTENIBLE

1. Los residuos
Un residuo es cualquier sustancia que se desecha, o que aquel que lo posee tiene la intención de desechar.
TIPOS DE RESIDUOS.

1. Residuos industriales: originarios en procesos industriales(labores de limpieza incluidos)
2. Residuos mineros originados en actividades mineras (destacados por su gran volumen)
3. Residuos de construcción originados en obras de construcción o demolición
4. Residuos domésticos producidos en hogares (basura del hogar, aparatos electrónicos)
5. Residuos comerciales generados por la actividad comercial, como en tiendas, restaurantes, oficinas...
6. Residuos sanitarios originados en centros sanitarios, incluyen una variedad de residuos amplia.
7. Residuos  radiactivos contienen elementos radiactivos, requieren medidas especiales para su manejo.

PELIGROSIDAD DE LOS RESIDUOS.

Se distingue entre Residuos  peligrosos y Residuos  no peligrosos.

• Los residuos peligrosos: suponen un riesgo para los seres vivos y el medio ambiente. Incluidos recipientes y envases que los hayan contenido. PRINCIPAL FUENTE: la industria.

• Los residuos no peligrosos: son todos los demás. Se distinguen entre Residuos  orgánicos (son biodegradables) y se descomponen naturalmente.Y los Residuos  inorgánicos, no son biodegradables y sufren una descomposición muy lenta.

EL PROBLEMA DE LOS RESIDUOS.

El volumen de los residuos cada día es mayor mientras que la capacidad del planeta para asimilarlos es cada vez menor.
Cuanto mayor es el crecimiento, más deshechos se producen.

2. La reducción de los residuos
Las tres Erres
-Reducir: utilizar menor materiales, agua y energía. Elegir productos que generen menos residuos.
-Reutilizar: no desperdiciar recursos que aún son útiles (cambiar la mentalidad de usas y tirar por otra que implica alargar la vida útil).
-Reciclar: utilizar los residuos para crear nuevos productos (implica aprovechar los materiales).

El futuro de los residuos en Europa.

La Unión Europea ha establecido el camino para convertir a Europa en una sociedad eficiente en el manejo de los residuos y que avance hacia la llamada sociedad del reciclado.
Basada en cinco principios:

1. Prevención: tomar medidas para reducir la producción de residuos.
2. Preparación para su reutilización: limpiar o reparar el residuo para que pueda reutilizarse sin ninguna otra transformación previa.
3. Reciclado: transformación del residuo en un nuevo producto o sustancia.
4. Valorización: cualquier operación que permita que el residuo tenga utilidad al sustituir a otros materiales.
5. Eliminación: solo se procede a ella cuando no es posible nada de lo anterior

3.El tratamiento de los residuos peligrosos.

Tratamiento: conjunto de todas las operaciones cuya finalidad es reducir o anular la toxicidad y otras características.

Tipos de tratamientos:

• Tratamientos físicos: separación de los distintos componentes del residuo y en su conversión en sólido mediante la evaporación del agua.
• Tratamientos químicos: se trata de reacciones químicas que alteran la naturaleza de los residuos para convertirlos en no peligrosos. El más habitual es la neutralización.
• Tratamientos biológicos: se basan en el uso de microorganismos que consumen, alteran y reducen la toxicidad de los deshechos. Son muy empleados en el tratamiento de aguas residuales de origen urbano.
• Tratamientos térmicos: en ellos se usan altas temperaturas para cambiar las propiedades de los residuos. Se puede emplear la combustión directa mediante incineración.

4. El tratamiento de los residuos radiactivos.

En España, la empresa ENRESA se encarga del almacenamiento y tratamiento de los residuos generados en España.
El tratamiento es diferente según el tipo de residuo:

• Residuos de baja y media actividad: suponen la mayor parte de los residuos radiactivos generados en España. Contienen elementos radiactivos que reducirán su radiactividad a la mitad en menos de treinta años (generados en hospitales, centros de investigación, industrias y centrales nucleares.
• Residuos de alta actividad: contiene partículas radiactivas de vida larga, requieren más de 30 años para reducir su radiactividad. Constituidos principalmente por el combustible gastado en las centrales nucleares. En nuestro país el almacenamiento de estos residuos no está resuelto por eso suelen almacenarse en las propias centrales, sumergidos en piscinas de combustible.

                                           Almacenaje de residuos nucleares en El Cabril.

¿Cuánto cuestan los residuos?
El coste de tratar  loa residuos es muy elevado: cada año se destinan a este fin miles de millones de euros.

5. El tratamiento de los residuos domésticos.
Los residuos sólidos urbanos (RSU), abarca las etapas de recogida, transporte y tratamiento. Puede implicar el reciclado, la valorización del residuo o su eliminación.

1. Recogida: es selectiva para la mayor parte de los residuos de papel, vidrio y envases. Se depositan en los contenedores identificados por su código de color. Para el resto de residuos no separados es habitual la recogida no selectiva.
2. Selección: los residuos no separados y habitualmente ligeros son conducidos a plantas de selección o triaje.
3. Reciclaje: la parte reciclable de los residuos se trata en plantas de reciclaje.
4. RAEE son un tipo especial de residuo doméstico y comercial.
5. Valorización energética. Los restos orgánicos  se queman en incineradoras.
6. Valorización por compostaje: el residuo orgánico se valoriza en plantas de compostaje, donde es descompuesto por microorganismos.
7. Eliminación: la parte no aprovechable de los residuos se deposita en un vertedero.

6. El ciclo integral del agua.

Es el nombre que recibe el conjunto de procesos que se emplean paara provechar el agua.
El ciclo incluye varios procesos.

• Captación (obtención del agua en el medio natural)
• Potabilización (tratamiento del agua para que sea apta para el consumo humano)
• Distribución (agua transportada a través de una compleja red de tuberías hasta llegar al lugar de consumo)
• Saneamiento (el agua residual es recogida y transportada a través de la red de alcantarillado)
• Depuración (el agua procedente del alcantarillado se trata en un infraestructura denominada estación depuradora de aguas residuales EDAR.
• Retorno (agua tratada en la EDAR es finalmente vertida al medio ambiente)

Control de la calidad del agua.
Además de las características microbiológicas, se analizan multitud de parámetros, como los siguientes:
-Conductividad
-Turbidez
-pH
-Dureza
Temperatura
-Oxígeno disuelto
-Demanda biológica de oxígeno
-Demanda química de oxígeno
-Concentración de nutrientes
-Otros componentes disueltos.

7. El desarrollo sostenible
El concepto desarrollo sostenible re recogió formalmente por primera vez en 1987. Aquel informe, con el título de Nuestro Futuro Común, hacía un preocupante diagnósticos de los problemas ambientales del planeta, se resumían en los siguientes pasos:

• Preocupación por el medio ambiente
• Riesgos y efectos de la actividad humana sobre el medio ambiente son mayores.
• Necesidad de controlar los efectos  de la actividad  humana sobre el medio ambiente.

Premisas del desarrollo sostenible.
Utilizar recursos naturales por debajo de su capacidad de renovación
Distribuir actividades en el territorio de acuerdo con su capacidad de acogida.
Llevar a cabo actividades minimizando la emisión de contaminantes
Mejorar la calidad de vida humana sobre la base de equidad.

Cómo se mide el desarrollo sostenible.

• Índice planeta vivo (IPV) (evalúa el estado de la biodiversidad estudiando las tendenciasde un gran número de poblaciones de diferentes especies de vertebrados)
• Huella ecológica, una forma de medir el impacto ambiental generado por alguna actividad, producto, población...

Fondo mundial para la Naturaleza (WWF) es la mayor organización conservacionista independiente del mundo.

Tema 6.- La contaminación y el medio ambiente.

1. La presión humana y la contaminación ambiental.
El ser humano es el principal causante de los cambios en las condiciones ambientales, esto se debe a:

• Rápido crecimiento de la población humana, debido a este aumento hay un incremento en la demanda de alimentos, energía y materias primas.
• Características de nuestro modelo de desarrollo económico, hay consumos de grandes cantidades de recursos.
• Numerosos residuos producidos, continúan creciendo en TODO el mundo.
• Actividad humana en el entorno natural, incompatible con la conservación de los valores naturales, por ejemplo: la realización de numerosas actividades humanas necesarias, como la minería destroza bastante el medio natural. 

 Es tanto el aumento de la presión humana sobre el medio natural que los problemas actuales necesitan urgentemente una solución.

PROBLEMAS ACTUALES DEL MEDIO AMBIENTE.

1. Contaminación ambiental, la contaminación del aire, agua, suelo...
2. Disminución de los recursos naturales, como los alimentos, el agua potable, los recursos energéticos y materias primas.
3. Deterioro y destrucción de ecosistemas y de especies.
4. El progresivo cambio climático. 

CONCEPTO Y CLASIFICACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL.
Presencia en el ambiente de cualquier agente (físico, químico o biológico) o bien de una combinación de varios agentes en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la salud, la seguridad o para el bienestar de la población, o bien, que puedan ser perjudiciales para la vida vegetal o animal, o impidan el uso normal de las propiedades y lugares de recreación y goce de los mismos.





Tipo de contaminación ambiental
Según la fuente:
-Origen natural(erupción de los volcanes)
-Origen tecnológico(actividad industrial)
-Origen agrícola(pesticidas y fertilizantes)
-Origen ganadero(heces del ganado)
-Origen doméstico(aguas residuales urbanas)

Según la naturaleza del contaminante:
-Física(el ruido)
-Química, gaseosa(gas de una chimenea), líquida(contaminación por petróleo), sólida(los plásticos)
-Biológica(microorganismo patógenos)

Según el medio que la recibe:
-De las aguas(continentales o marinas)
-De la atmósfera(en grandes cuidades como México o Pekín)
-Del suelo(contaminantes químicos y salinización)

Según su escala:
-Escala local(contaminación de un lago)
-Escala regional(lluvia ácida)
-Escala global(contaminación marina)

2. La degradación del suelo.
El suelo se puede degradar por contaminación química, salinización o degradación física.

LA CONTAMINACIÓN QUÍMICA DEL SUELO.
Se produce por la liberación de sustancias químicas al medio terrestre.
Son:

• Actividades agrícolas (uso de pesticidas y fertilizantes)
• Actividades industriales (producen vertidos de sustancias tóxicas o peligrosas)
• Vertidos (residuos contaminantes)

El suelo constituye un filtro capaz de retener parte de estas sustancias contaminantes, quedan retenidas en las arcillas que forman parte de él, son digeridas por los microorganismos del suelo. Se produce un fenómeno de acumulación de contaminantes en el suelo.

SALINIZACIÓN DEL SUELO.
El suelo se degrada también por su progresiva salinización, un excesivo enriquecimiento en sales solubles, pueden llegar a superar los niveles tolerables por las plantas.

LA DEGRADACIÓN FÍSICA DEL SUELO.
Principales causas de degradación física del suelo son:

• Compactación(comprensión de un suelo debido a una fuerza externa)
• Erosión (pérdida del material que constituye la superficie del suelo debido ala acción del agua o viento, un progreso natural que afecta en particular a las áreas con poca cubierta vegetal y pendiente elevada)

LA AMENAZA DE LA DESERTIFICACIÓN.
Proceso de degradación ecológica en el que el suelo fértil y productivo pierde total o parcialmente su potencial de producción , este proceso a amenaza a una cuarta parte del planeta y sus consecuencias afectan a más de mil millones de personas.

Estimar visualmente la erosión del suelo.
Se puede evaluar mediante una estimación visual, se trata de un método que usa el Ministerio de fomento.
Los suelos son agrupados en 5 clases.

1. Clase 1 : Erosión laminar.
2. Clase 2 : Erosión en reguerillos de menos de 15cm de profundidad.
3. Clase 3 : Erosión inicial en regueros.
4. Clase 4 : Marcada erosión en regueros.
5. Clase 5 : Erosión avanzada.

3.- La contaminación del agua.

 -El agua está contaminada cuando su composición o su estado están modificados,(no reúna las condiciones adecuadas para un determinado uso).

  - Causa de la contaminación del agua:

  Puede deberse a causas naturales pero, sobre todo, a la actividad humana. Las principales fuentes de contaminación son:

 - Vertidos industriales: Aportan agentes contaminantes, cada actividad industrial produce una contaminación propia con gran cantidad de sustancias peligrosas. Provocan contaminación térmica, los vertidos de aguas están a una temperatura superior de la del medio receptor. 

 - Aguas residuales urbanas: Originadas por la actividad doméstica, genera principalmente aguas con una alta carga contaminante de tipo orgánico y microorganismos patógenos.

 - Navegación: Los barcos producen contaminación por el vertido del combustible que utilizan, accidentalmente originan mareas negras.

 - Agricultura y ganadería: Las prácticas en la agricultura y la ganadería son la causa principal de la denominada contaminación difusa, procede de una superficie extensa. Originada por el uso en grandes extensiones de pesticidas y fertilizantes y por los restos orgánicos producidos por animales.

.- Tipos de contaminación del agua:

•  Compuestos minerales: Sustancias tóxicas como metales pesados (plomo y mercurio) o los nitratos, el cobre y el hierro, afectan a las propiedades organolépticas del agua (olor, color y  sabor).Otros constituyen nutrientes que favorecen la proliferación de microorganismos n el agua, como el fósforo.
• Compuestos orgánicos: Destacan los fenoles, los hidrocarburos y los detergentes. Su capacidad tóxica, produce una disminución de la concentración de oxígeno en el agua.
• Microorganismos: Principalmente del vertido de aguas fecales de origen urbano o ganadero, contienen bacterias del intestino de personas y otros mamíferos (enterobacterias).
• Contaminación térmica: Provocada por el vertido de aguas a altas temperaturas produce la disminución del oxígeno.

.- Otros problemas de contaminación del agua.

• Salinización por intrusión marina: Las aguas subterráneas mantienen un equilibrio entre las aguas dulces del acuífero y las aguas saladas de mar. El agua salada, tiende a desplazarse por debajo de la masa de agua dulce en zonas de intensa actividad turística. El agua del mar pasa a ocupar el espacio dejado por el acuífero dulce, se llama intrusión marina y tiene como consecuencia la salinización del agua que se extrae de los pozos.
• Eutrofización: Tipo de contaminación que se produce por el vertido a una masa de agua superficial de vertidos con elevadas concentracions de fósforo o nitrógeno, aguas fecales y las aguas contaminadas, sustancias. Los nutrientes de muchgos microorganismos entre ellos el fitoplacton.

.- Proceso de eutrofización de un lago.

 .- Consecuencias de la contaminación del agua.

• Pérdida de calidad del agua: Los niveles de calidad del agua se establecen en unos estándares que recogen las características que debe tener el agua para cada uso concreto.
• Reducción de la disponibilidad del recurso: En muchas zonas del mundo no se alcanza la necesaria debido a condiciones ambientales.
• Deterioro del estado ecológico de las aguas: Indica en qué condiciones se encuentran la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos. La contaminación es uno de los factores determinantes de la alteración ecológica de ríos, lagos y mares.
• Riesgos para la salud: La contaminación del agua es una de las principales causas de la aparición de ciertos tipos de enfermedades.

4.- La contaminación atmosférica. 

 .- Es la presencia en el aire de materias o formas de energía en proporciones que repercuten negativamente en la salud humana, el medio ambiente o el patrimonio cultural. Principalmente destacan la quema de combustibles fósiles y los distintos tipos de actividad industrial, se pueden dividir en dos tipos:

• Primarios : Se emiten directamente e la atmósfera.
• Secundarios : Se forman en la atmósfera mediante procesos químicos que actúan sobre contaminantes primarios.

 .- La contaminación en las ciudades.

 .- Las sustancias contaminantes en el aire de las ciudades que afectan de manera considerable a la salud humana son las partículas en suspensión y el ozono troposférico. 

• Partículas en suspensión (PM) : Más perjudiciales para la salud humana en España. Son partículas tan ligeras que pueden flotar en el aire y presentan un tamaño inferior a 10 um de diámetro, partículas menores de 2.5 un de diámetro (PM 2,5) puede provocar problemas tan graves como arteriosclerosis , efectos adversos en los partos o enfermedades respiratorias en la infancia.
• Ozono troposférico (O3) : El ozono que se forma en la troposfera,  la capa inferior de la atmósfera, es un contaminante atmosférico. Se forma en complejas reacciones químicas entre gases como óxidos de nitrógeno.
• Otros contaminantes : Los procesos de combustión liberan contaminantes atmosféricos, como el dióxido de nitrógeno (NO2), el amoniaco (NH3), el dióxido de azufre (SO2), el monóxido de carbono(CO), el benceno o los metales pesados.

 .- La destrucción de la capa de ozono.

    

 .- Mientras que el ozono troposférico(contaminante atmosférico), el ozono que se forma en la estratosfera  llamado ozono estratosférico se encuentra en una zona situada entre los 15 y los 30 kilómetros de altitud, conocida como la capa de ozono. Constituye un escudo que nos protege de la radiación ultravioleta del Sol. Los efectos directos de la exposición a los rayos ultravioletas sobre la salud humana son cáncer de piel, cataratas en los ojos y otras afecciones oculares. En esta capa se encuentra el agujero de ozono, una zona en la que se reduce la concentración de ozono. La reducción ocurre regularmente en primavera en las regiones polares , pero va acompañado de una recuperación en verano. Se han detectado reducciones de la capa de ozono de hasta el 60%,  se debe al uso de ciertos gases como los clorofluocarbonos (CFC) , que contienen cloro y bromo. Se emplean como refrigerantes , por ejemplo aparatos de aire acondicionado.

 .- Protocolo de Montreal: Se comprometían a reducir la emisión de los gases destructores de ozono estratosférico . Recuperación del espesor de la capa aún está siendo muy lenta.


  .- El ciclo del ozono:

-Cerca del 99% de la radiación ultravioleta procedente del sol se convierte en calor mediante una reacción química que recicla constantemente las moléculas de ozono. se ha acelerado la destrucción del ozono por la presencia de CFC en la atmósfera:

  .- La lluvia ácida: Cualquier precipitación que presente elevadas concentraciones de ácidos , en particular ácido sulfúrico o ácido nítrico. Esta precipitación puede producirse en dos formas:

• Deposición húmeda(gotas de lluvia,nieve o niebla)
• Deposicion seca, zonas de clima seco, los ácidos pueden incorporarse al polvo o al humo y caer al suelo en forma de partículas.

  .- La lluvia ácida tiene muchos efectos negativos sobre los ecosistemas:

1. Sobre las aguas de ríos y lagos. Aumentan la acidez del agua y se producen la desaparición de plantas e invertebrados acuáticos y peces.
2. Sobre los suelos. Aumentan la acidez del terreno , se movilizan metales tóxicos , que pueden llegar a las corrientes de agua. 
3. Sobre la vegetación. Se produce daño directo por contacto con el ácido , se limita su desarrollo e incluso se produce su muerte.
4. Sobre los edificios de caliza. Sufren meteorización de la piedra por efectos de la lluvia ácida.

   5.- El cambio climático.

 
- Se refiere a la variación global del clima de la Tierra atribuido directa o indirectamente a la actividad humana, que altera la composición de la atmósfera. El origen de esta alteración climática es la intensificación del efecto invernadero. Un fenómeno natural en cualquier planeta con atmósfera, una parte de la radiación térmica emitida por la superficie del planeta es absorbida por ciertos gases que hay en la atmósfera (gases de efecto invernadero GEI). La temperatura de la Tierra esté muy por encima de los -18ºC, los gases son el vapor de agua, el dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), el óxido de nitrógeno (N2O), el ozono y los CFC . Todos se pueden originar en procesos naturales , el resultado del incremento de estos gases es un cambio climático que conlleva a un calentamiento global.

TEMA 5.- La ciencia en la actividad profesional.

1. Aplicaciones de la ciencia en la vida cotidiana 

Gracias a los científicos se desempeñan avances técnicos donde los conocimientos  y procedimientos nos favorecen en el progreso de la sociedad.
Se aplican estos procesos en numerosos campos:

• Industria alimentaria: las mejoras proporcionan garantías sanitarias y de calidad en los alimentos.
• Agricultura: el control de plagas que se utiliza hoy en día provienen de trabajos científicos.
• Sanidad humana: las vacunas nos inmunizan frente a numerosas enfermedades.
• Sanidad animal: tratamientos y curas del ganado y animales domésticos se desarrollaron gracias a la investigación.
• Industria farmacéutica: los antibióticos , antivirales y fungicidas también es gracias al trabajo científico.
• Industria cosmética: los productos se elaboran en laboratorios químicos de última generación.

2. La higiene en las actividades laborales.

La higiene es un requisito básico para tener una vida mas saludable.En los hogares, oficinas, medios de transporte, etc, es necesaria la limpieza del suelo, muebles...

Limpiar: reducción de la suciedad y grasa de una superficie.

Desinfectar: destruir, inactivar o frenar el crecimiento de los microorganismos que puedan causar enfermedades.

Esterilizar: eliminar TODO tipo de microorganismos patógenos o no patógenos.

Louis Pasteur, químico francés del siglo XIX (demostró que las enfermedades infecciosas se producen por un microorganismo patógeno). Desarrolló un proceso para eliminar microorganismos de líquidos, como vino o leche por aplicación de calor. Este proceso es denominado ''pasteurización''. También desarrolló una vacuna contra la rabia.

3. Hábitos de higiene y desinfección en el hogar.

Primer hábito donde la higiene es súper importante-> HOGAR

Los lugares a los que hay que prestar atención especial son:

1.  La cocina: allí toda la comida que se prepara va directa al cuerpo del ser humano tanto al beber como al comer, por eso hay que lavarse bien las manos; no mezclar carnes y pescados crudos con frutas, mantener limpio y desinfectadas las superficies de las neveras, fregaderos, mesas, etc; lavar utensilios de cocina como cacerolas, platos, vasos y cubiertos con agua caliente y jabón; tener cuidado con trapos y balletas 

Técnicas experimentales en el laboratorio

Tema 4. Técnicas experimentales en el laboratorio.

1. Medición de la masa y el volumen
En un laboratorio las técnicas mas comunes son las que permiten determinar la masa, volumen y temperatura de los cuerpos y la relación entre estas magnitudes de carácter físico.

MEDIR LA MASA
1. Colacación sobre el platillo un vidrio de reloj o un pequeño vaso de precipitados , contendrá la dicha sustancia que se quiera pesar.
La pantalla marcará lo que pese el recipiente. Cuando se pulse el botón de tara este restará el volumen del recipiente , así cuando el recipiente tenga la muestra , solo dará el valor de la masa de la muestra.
2. Se retira el recipiente, se añade la muestra que se quiera pesar. Se usa una espátula si es sólido y una pipeta en caso de líquído.
3. De nuevo se coloca el recipiente con la muestra en el platillo. La pantalla de lectura dará el vcalor de la muestra.
4. Al acabar se apagará la balanza, se dejará perfectamente limpia y nivelada.

MEDIR VOLÚMENES
Se utilizan distintos utensilios según el líquido y la precisión:

Pipeta graduada. Volúmen inferior a 10mL(se puede emplear para medir un cierto rango de volúmenes).

Matraz aforado. Volúmenes 100 y 1000mL(sirve para un único volumen determinado).

Probeta graduada. Volúmenes entre 10 y 1000mL(se puede emplear para medir un cierto rango de volúmenes).

MENISCO: superficie con forma curva realizada por el líquido. El volúmen del líquido es la altura que alcanza la parte central del menisco y se comprueba con esta superficie a la altura de los ojos.

MEDIR VOLÚMEN DE SÓLIDOS.

Se calcula con probeta.

Se vierte agua en una probeta y se mide el volumen. (V1)

Se pone el sólido en la probeta, se determina el nuevo volumen.

Se calcula el volumen del sólido restando los volúmenes(V2-V1)

DETERMINAR LA DENSIDAD DE UN SÓLIDO.

Determinar su masa con una balanza(m)
Calcular su volumen (v)
La densidad...(d)
d=m/v

2. Medición de la temperatura.
Este se mide gracias a un térmometro. Se pueden dividir en dos grandes grupos.

-Termómetros de contacto. Aparato de medida contactado con el cuerpo.
1. De dilatación-> Tubo de vidrio con alcohol tintado en su interior: Líquido dilatado con el aumento de temperatura.
Termómetro de varilla bimetálica: mide latemperatura basándose en la dilatación o contración de una varilla formada por dos metales unidos entre sí.
Un metal experimenta mayor dilatación que el otro, al variar la temperatura la varilla se curva.
2.De resistencia. Basada en los cambios de resistencia eléctrica que experimenta un semiconductor cuando varía la temperatura.

-Termómetros sin contacto. No se encuentra en contacto con la superficie  del material que se quiere medir la temperatura. Más común: termómetro de infrarrojos.

TERMÓMETRO DE CONTACTO

TERMÓMETRO DE INFRARROJOS

-Instrumento que determina la temperatura de un cuerpo sin mantener contacto con él.

-Miden la radiación infrarroja de un cuerpo.

-Tiene un láser para apuntar con precisión hacia el lugar que queremos.

Calibrar un termómetro de alcohol.
-En un recipiente poner hielo triturado y llenar con agua fría.
-Meter dentro el termómetro por la parte final del bulbo, esperar un momento a que la medida se estabilice, se marca la altura a la que llega el alcohol, ese valor corresponde a 0ºC
-En un recipiente ponemos gua a hervir y ponemos el termómetro sin que toque las paredes y esperamoos un rato a que se estabilice la medida. Marcamos la altura a la que llega el alcohol, coincide con los 100ºC
-La distancia que hay entre las dos medidas se divide en 100 partes iguales, cada una valdrá 1ºC y ya se podrá tomar mediciones entre cero y cien grados.

Fabricar y calibrar un dinamómetro
Un dinamómetro permite medir fuerzas basándose en la deformación de un muelle.
-Se engancha un muelle a un pie de laboratorio en ambos extremos. En un extremo(el que está libre)
se coloca una cesta donde irán los objetos que se vayan a pesar.-Se coloca una regla haciendo que le cero de este coincida con la altura de la cesta.
-Para calibrar el dinamómetro , se ponen en la cesta objetos cuya peso ya esta averiguado. Se anota la masa de cada objeto y el aumento de tamaño del muelle.
-Se representan en un gráfico las masas frente a la extensión del muelle.


3. Sustancias puras y mezclas.
-Sustancias puras. Formadas por un único tipo de materia; sus propiedades y su composición no varía.
    1. Sustancias elementales: formadas por un solo químico.
    2. Compuestos químicos: formadas por la unión de dos o más químicos-> H2O, NaCl, NH3
-Mezclas. Unión de dos o más sustancias puras.
    1. Se pueden distinguir sus componentes-> agua, arena, granito... (Heterogéneas)
    2. Son mezclas en las que es imposible distinguir sus componentes-> disoluciones como agua con sal, café con azúcar...

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GRANITO: MEZCLA HETEROGÉNEA

ALEACIONES: mezclas sólidas en las que intervienen metales-> acero, bronce, latón...


4. Separación de mezclas heterogéneas.
-Cribado o tamizado.
-Filtración.
-Separación magnética.
-Decantación.
-Centrifugación

 5. Separación de mezclas homogéneas.

-Cristalización. Se utiliza para separar un sólido disuelto en un líquido, el procedimiento es lento.
-Destilación.
-Cromatografía.

6. Las disoluciones y su concentración.

- El soluto.

- El disolvente.

                         

- La proporción entre el soluto y el disolvente queda definida por la concentración, que es la relación entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución.



-Cómo expresar la concentración en unidades físicas.

- Cómo expresar la concentración en unidades química.

  -Un mol de átomos corresponde a su masa atómica expresada en gramos. En un mol de cualquier sustancia hay el mismo numero de particulas: 6,022·10(23), lo que se conoce como el número de Avogrado.

 - Para expresar los moles de una sustancia, basta pasar a gramos la masa molecular de dicha sustancia.

7. Ácidos y bases. 

- La acidez o basicidad se determina a través de la medida enla escala de pH que va desde 0 al 14, una sustancia con pH 7 se considera neutra.

8. El microscopio. 

 - Hay dos tipos principales.

 - Microscopio óptico y electrónico.

 - Las partes del microscopio óptico son:

- Las preparaciones microscópicas.

- Fijación: La muestra se introduce en algún líquido para preservar la estructura de las células y evitar su deterioro, como el alcohol o el formol.

- Inclusión: Como el tejido es muy blando, no se puede cortar. Por ello la muestra se impregna con parafina líquida y se deja solidificar.

- Corte: Se corta con un aparato llamado microtomo.

- Teñido: Se tiñen con uno o varios colorantes.

- Montaje: Se cubren con goma arábiga y se tapan con el cubreobjetos, obtenemos una preparación permanente lista para observar.



9. Microorganismos y biomoléculas.

                                           
                                             Placa Petri con agar-agar en las que se desaro-
                                              llan distintos microorganismos.


                                                     
- Cultivo de microorganismos: Técnica habitual en laboratorios de microbiología. Consiste en cultivar o hacer crecer el número de microorganismos de una muestra para su identificación y estudio.



10. Análisis de suelos y petrográficos.

 - Análisis de suelos: El suelo debe presentar buenas condiciones y se controlan factores como el pH de cada muestra, la presencia de microorganismos la presencia del nitrógeno, la cantidad de materia orgánica presente , la textura del suelo, los tipos de rocas y minerales presentes etc..


 - Análisis petrográficos: Una de las técnicas más habituales en geología es el análisis petrográfico de rocas. Consiste en el examen de la roca. Para una caracterización detallada se realiza una observación al microescopio petrográfico de láminas delgadas (secciones de la roca de muy pequeño espesor).