Comprensió de la ciència i ciutadania. Materials didàctics ... · Amb cada cullerada de iogurt...
135
1 C C o o m m p p r r e e n n s s i i ó ó d d e e l l a a c c i i è è n n c c i i a a i i c c i i u u t t a a d d a a n n i i a a . . M M a a t t e e r r i i a a l l s s d d i i d d à à c c t t i i c c s s p p e e r r a a l l b b a a t t x x i i l l l l e e r r a a t t . . Jordi Pons Fernández Curs 2003/2004.
Transcript of Comprensió de la ciència i ciutadania. Materials didàctics ... · Amb cada cullerada de iogurt...
1
CCoommpprreennssiióó ddee llaa cciièènncciiaa iicciiuuttaaddaanniiaa.. MMaatteerriiaallss ddiiddààccttiiccss ppeerraall bbaattxxiilllleerraatt..
Jordi Pons Fernández
Curs 2003/2004.
2
LA SALUT I LES MALALTIES AL MÓN ACTUAL. ................................................. 4LES MALALTIES INFECCIOSES. ............................................................................... 4
La vida i la mort ........................................................................................................... 4Lectura: mort infantil al tercer món ........................................................................ 5Les malalties infeccioses............................................................................................. 6Bacteris i virus ............................................................................................................. 7La SIDA....................................................................................................................... 9Els antibiòtics............................................................................................................. 14Les vacunes................................................................................................................ 16
LA SALUT I LES MALALTIES AL MÓN ACTUAL. ............................................... 17LES MALALTIES NO INFECCIOSES........................................................................ 17
Les malalties circulatòries.......................................................................................... 17Problemes amb el colesterol ...................................................................................... 18Control de la pressió arterial ...................................................................................... 20El càncer..................................................................................................................... 22Les malalties mentals................................................................................................. 27
LA GENÈTICA A LES NOSTRES VIDES (1 PART)................................................. 30Introducció ................................................................................................................. 30Els fonaments de la genètica...................................................................................... 31Enginyeria genètica : Una mica d’història................................................................. 33Els nostres parents...................................................................................................... 34La clonació humana ................................................................................................... 36Clonació terapeutica................................................................................................... 38Clonació reproductiva................................................................................................ 39Els organismes transgènics ........................................................................................ 40El vessant social i polític des transgènics .................................................................. 44
LA GENÈTICA EN LES NOSTRES VIDES (2ª part) ................................................. 45L’ADN de cada persona és un carnet de identitat molt precís................................... 45Buscant els gens malalts amb ‘Sondes Moleculars’ .................................................. 45Buscant proves de paternitat i altres .......................................................................... 48Buscant assassins i identificant restes humanes......................................................... 48Enginyeria genètica i medicina.................................................................................. 53La primera malaltia causada per l’enginyeria genètica.............................................. 53L’enginyeria genètica i el dopatge............................................................................. 54
EL DIAGNÒSTIC MÈDIC PER LA IMATGE. ........................................................... 56(1ª PART)....................................................................................................................... 56
Introducció ................................................................................................................. 56Els Raigs X ................................................................................................................ 56Raigs X en dosi baixes: les mamografies .................................................................. 60T.A.C. o Tomografia axial computada ...................................................................... 62Ressonància magnètica nuclear (RMN)..................................................................... 64
EL DIAGNÒSTIC MÈDIC PER LA IMATGE. (2ª PART) ......................................... 67Gammagrafia.............................................................................................................. 67Tomografia d’Emisió de Positrons (PET o TEP) ...................................................... 68Ecografia .................................................................................................................... 72
Exercici 5: ...................................................................................................................... 73Entrevista a un professional del diagnòstic per la imatge.............................................. 73L’AIRE QUE RESPIREM (I)........................................................................................ 75
Introducció. ................................................................................................................ 75
3
Què ens diu la ciència? .............................................................................................. 76Per què cremar els combustibles embruta l’aire? ...................................................... 82Com contamina un motor........................................................................................... 84L’ozó, un contaminant a les ciutats............................................................................ 84Com afecten els contaminants a la salut .................................................................... 85LECTURA: L’EFECTE SEGADOR......................................................................... 86La contaminació en interiors...................................................................................... 87L’AIRE QUE RESPIREM (II) ............................................................................... 88Com garantir la qualitat de l’aire? ............................................................................ 88Ciència i solucions .................................................................................................... 88Una mica d’història de la contaminació atmosfèrica................................................. 90Que en podem fer dels residus? Les tres R ................................................................ 95Que fem amb el que no es recicla? ............................................................................ 96El model de l’Ecoparc................................................................................................ 98La problemàtica dels purins ..................................................................................... 100
L'ENERGIA QUE USEM ........................................................................................... 102Introducció ............................................................................................................... 102Què hi té a dir la ciència?......................................................................................... 103Els combustibles fòssils ........................................................................................... 103Les previsions pel futur de la Terra : xerraires o científics?.................................... 105Més informació sobre els combustibles................................................................... 107Estalviant combustibles i energia a casa i al transport............................................. 109
L'ENERGIA AL FUTUR ............................................................................................ 113L’hidrogen: el combustible del futur ?..................................................................... 114L’hidrogen: ciència i societat................................................................................... 114
Informació addicional: Les piles de combustible i l’hidrogen..................................... 116Autobusos i cotxes amb motor d’hidrogen .............................................................. 117L’hidrogen i la política............................................................................................. 118Els problemes........................................................................................................... 118L'hidrogen i les piles de combustible....................................................................... 119Les piles microbianes de combustible ..................................................................... 120Exercici 1 ................................................................................................................. 121El futur de l’energia. Elaborant models ................................................................... 122L’alternativa nuclear moderna: l’energia de fusió ................................................... 126L’energia eòlica ....................................................................................................... 128Energia solar fotovoltaica ........................................................................................ 129Un model únic d’ús de l’energia o diversificació? .................................................. 132Energia geotèrmica: ................................................................................................. 132Energia de les marees............................................................................................... 133Energia tèrmica oceànica ......................................................................................... 134
4
LA SALUT I LES MALALTIES AL MÓN ACTUAL.LES MALALTIES INFECCIOSES.En aquesta unitat es tracta la teoria microbiana de les malalties infeccioses, elsfàrmacs i la prevenció d’aquestes malalties. En la segona part s’estudien lesmalalties no infeccioses amb els mètodes moderns de diagnòstic méshabituals.
La vida i la mort
Malgrat que tots els éssers humans neixen, viuen i moren, les seves vides sónben diferents als països rics i pobres.
La esperança de vida de les personesvaria força segons les condicions de lavida en cada país. Als països pobres lavida és més curta i es pateixen mésmalalties infeccioses.www.col.ops-oms.org/ Promocion/vejez/agingDoc.htm
A grans trets les causes de mort als països rics són, en un país europeu enacabar el segle XX, les següents:
Malalties cardiovasculars (infarts, embòlies, colesterol...) ........... 38 %Càncers ........................................................................................ 31 %Altres malalties no infeccioses.......................................................12 %Accidents (laborals, cotxe..) ..........................................................10,5 %Malalties infeccioses ...................................................................... 5 %Alcoholisme .................................................................................... 2 % ----------- 100 %
En canvi, als països pobres hi ha molts morts per infeccions i menys per lesmalalties degeneratives que afecten tant als països rics: càncer, les de l’aparellcirculatori, els càncers i els accidents.
Exercici 1: La mortalitat de càncer al tercer món és menor. Busca-hi duesexplicacions. Com les comprovaries? Són excloents?
Exercici 2: si l’esperança de vida als països pobres augmentés en vint anys,les proporcions actuals de causes de mort es mantindrien? Perquè?
No totes les malalties són causades per microorganismes. De fet a la UE ensón ben poques les que causen la mort. També hi ha malalties degeneratives,com el càncer o les malalties circulatòries, que són la causa d’una altamortalitat als països desenvolupats.
5
La tuberculosi, una malaltia infecciosa que feia estralls a Europa facent anys, però que gairebé havia quedat controlada amb elsantibiòtics ha retornat al món ric infectant persones amb laimmunitat deficient: els malalts de SIDA. A més molts antibiòticshan perdut eficàcia pel seu ús inadequat que ha eliminat els microbissensibles i seleccionat així els microbis més resistents.
http://www.who.int/multimedia/indiaweb/galleryhealth/tuberculosis/who-211544.jpg
Lectura: mort infantil al tercer món
Entre cinc i quinze milions de nens moren cada any per causa de malaltiesrelacionades amb l'entorn on viuen, estudien i juguen.
Al voltant de dos milions de nens menors de cinc anys moren cada any acausa d’infeccions respiratòries agudes, agreujades pels perills ambientalscom la contaminació de l'aire en locals tancats.
La diarrea és la segona causa de mort infantil en el món. Causa la mort de1,3 milions de nens a l'any, al voltant d'un 12% del total de morts de menorsde cinc anys en els països en desenvolupament. Sovint es deu al fet que elnen consumeix patògens o toxines procedents de les mans brutes o d'aigua oaliments contaminats.
[[ home-3.tiscali.nl/~pjetax/ people/vida_dura.html]]
La malària, transmesa per un tipus de mosquit, provoca la mortd'aproximadament un milió de nens a l'any, molts d'ells menors de cinc anys ien la seva majoria de l'Àfrica subsahariana.
En els països en desenvolupament les substàncies més relacionades ambmorts accidentals són els plaguicides i el monòxid de carboni produït peraparells de combustió deficients.
Font OMS
6
Per que ens posem malalts?
Al llarg de la història havia hagut tota mena de respostes:esperits malvats, el destí, els cops d’aire, el cos queenvelleix.... Però si algú hagués dit que éssersmicroscòpics podien posar produir malalties i matar alsanimals grans semblaria encara més increïble.
El científic francès Louis Pasteur, després de comprovarque quan la llet fermenta ho fa a causa d’unsmicroorganismes, va proposar que també poden ser lacausa de malalties:
La teoria microbiana de les malalties va ser molt discutidaper metges i científics de tot el món, malgrat les proves.Deien que el paper ocupat pels gèrmens en la malaltia erasecundari i mancava d'importància. No obstant, elsestudis de Pasteur demostraren que tenia raó i vapreparar vacunes de moltes malalties.
Louis Pasteur
Les malalties infeccioses
Ja som al segle XXI, però segueixen morint milers de nens diàriament, permalalties infeccioses. Evitar-ho no és gaire un problema científic, ja que sónvíctimes de diarrees fàcilment curables amb els medicaments habituals, que, amés, no són cars. Més aviat és un problema polític de distribució mundial de lariquesa i de controlar responsablement la natalitat.
Quins microorganismes causen les malalties respiratòries? Alguns virus ialguns bacteris, descrits en el requadre de sota, són els responsablesd’aquestes infeccions. Tots hem patit alguna vegada infeccions víriques comels constipats, però si es tracten adequadament no han de provocar una altamortalitat infantil.
7
Bacteris i virus
Un bacteri del nostre budell: E. Colihttp://www.cheng.cam.ac.uk/research/groups/biochem/Layth_Ujam_Research.htm
Les cèl·lules petites són E. Coli, lesgrans tenen la mida de les nostres.
Són organismes microscòpics que fan possible la vida a la Terra. Estan pertot arreu. Una petita part causa malalties als humans.
Estan formats per una sola cèl·lula, que és ben diferent de les nostres.Aprofitant això hem desenvolupat els antibiòtics, que danyen únicament lesseves cèl·lules. Bé, en realitat la penicil·lina, el primer antibiòtic, es va trobaren uns fongs, que competeixen sovint amb ells.
Com que els bacteris que es reprodueixen molt activament tambéevolucionen molt ràpid i la resistència que alguns tenen als antibiòticss’escampa i ens crea molts problemes.
En condicions desfavorables molts bacteris adquireixen formes de resistènciao espores.
Amb cada cullerada de iogurt prenem milions de bacterisbeneficiosos
8
Els virus són agents infecciosos microscòpics, molt menors que els bacteris.No són ben bé éssers vius, només trocets d’informació genètica. Tots ellsinfecten cèl·lules i les obliguen a fer-ne còpies.
La seva informació genètica està en forma de ADN o ARN. Un cop han envaïtuna cèl·lula no sempre es multiplica immediatament, de vegades s’afegeix ala informació de la cèl·lula parasitada i es reprodueix amb ella d’amagatdurant un temps.
Tenen una gran importància en medicina, veterinària i agricultura, pel fet quesón causants de moltes malalties, com ara la verola, la ràbia, la glossopeda,el xarampió, la grip, el refredat comú, la poliomielitis, la febre groga...
S’encomanen a través de les ferides o bé per les mucoses del nas, del coll,de la boca i dels genitals. També mitjançant insectes, nematodes, espores illavors,.
No tenim encara medicaments contra els virus que no ens perjudiquin tambéal pacient. Les nostres cèl·lules es poden defensar dels virus amb elsanticossos, però la millor estratègia és la vacunació.
Una cèl·lula amb virus enganxats ala membrana.
La mateixa imatge a més augmenthttp://www.cvienzymes.com/aboutus.html
9
La SIDA
El condó es la millor prevenció contra la SIDA. Les drogues: un risc.
Testimoni real:
“Vaig marxar de casa als 17 anys i vaig fer molts disbarats però casi tots vantenir solució. Vàries vegades em van haver d’ajudar els meus pobres pares,que estaven desesperats. El problema gros va ser la droga, els del grup vamcomençar a punxar-nos. En aquella època compartíem les agulles de lesinjeccions, la vam cagar. Ens vam contagiar tots de la SIDA. El meu milloramic i la meva ex van morir uns anys després. Els pares em van pagar tresintents per desintoxicar-me del cavall. El meu fill no ha volgut saber res de mii ara em sap greu.
Jo he pogut aguantar amb la malaltia i ara prenc molts medicaments cadadia, no tinc més remei. Tinc un altra parella, prenem precaucions. Espero quealgun dia aquesta malaltia es curi.
Digues als xavals de 17 anys que les drogues ens han infectat a molts i matata molts. Que no es punxin mai .Mai!. (Jesús).”
10
Com es veu a l’estadística de les causes de mort al món ric, la lluita contrales malalties infeccioses a occident ha estat un èxit. Però amb excepcions,com la SIDA.
La SIDA és una malaltia infecciosa, causada per uns virus (anomenats VIH),que disminueix les defenses de l’organisme, la immunitat cel·lular. Per aixòs’agafen a continuació altres malalties greus que poden matar al pacient.
El virus que la causa s’anomena VIH (Virus d'Immunodeficiència Humana) iprové d’un altre virus similar que afecta en la mona verda de l'Àfrica, llocd'origen des d'on s'ha estès a la resta del món..
El contagi és sempre per via sanguínia directa (de sang infectada a sang delreceptor) o indirecta (de semen o secrecions vaginals infectades a sang delreceptor). Les pràctiques amb més contagi actualment són les relacionssexuals homo i heterosexuals. Cal usar preservatius.
L'ús de drogues per via parenteral (injecció) era la forma més freqüent decontagi al nostre país durant el segle XX, la transmissió vertical (de mareinfectada a fill durant l'embaràs, el part o la lactància) i, cada cop amb menysrellevància estadística, les transfusions i els trasplantaments.
La persona infectada pel VIH passa primer per un estadi en que és unportador sense simptomes del virus, l'afectat no pateix la malaltia, però sí quepot encomanar-la. Més endavant, quan el sistema immunitari està mésdebilitat, apareixen les infeccions per malalties com pulmonia o tuberculosi itumors com el sarcoma de Kaposi (visibles, com monedes vermelles a lapell).
Des del 1996 els tractaments específics retarden la progressió de la malaltia,tot i que no la curen i presenten molts efectes secundaris.
La lluita contra la SIDA segueix essent la prevenció amb mesures d'higienesanitària, personal i sexual. A Catalunya, com en altres països del món, ésobligatòria la pràctica de proves serològiques en els casos de donació i detransfusió de sang, i en la donació d'òrgans per a trasplantaments.
Durant els darrers anys del s XX s'arribà a un creixement anual, per a tot elmón, superior als dos milions de casos nous i, al tombant de segle, segonsuna estimació feta per l'OMS afecta sobretot als països en desenvolupament(més del 90% dels casos a l'Àfrica subsahariana i sud i sud-est d'Àsia). Dinsdels països industrialitzats, afecta els grups socials menys afavorits.
11
http://www.unicefusa.org/news/archive.htmlEl 2003 a l’Africa, la SIDA ha causat més de dos milions de morts igairebé quatre de contagiats. Ja hi ha, a més, dotze milionsd’orfes.
12
La malària o paludisme
Una de les malalties infeccioses que mata més infants al món és la malària opaludisme. Aquesta malaltia és endèmica en algunes zones del món, càlides iplenes de mosquits. Ara no n’hi ha a Europa però n’hi havia, per exemple, aldelta de l’Ebre o l’Albufera de València a principi del segle XX.
La malaltia és produïda per un protozou anomenat Plasmodium, un organismed’una sola cèllula, i transmesa als humans per la picada de mosquits femelladel gènere Anopheles infectats del protozou. Produeix febres cada tres oquatre dies. El paràsit envaeix els eritròcits de la sang i els destrueix, produintanèmia.
Les mosquiteres, sovint ruixades amb insecticides, sónuna bona forma de protegir els infants al tercer món
No hi ha encara vacunes comercialitzades a inicis de segle XXI, probablementper manca de més investigació, com passa en les altres malalties exclusivesdel tercer món. Pels viatgers (que estan poc temps en zones de risc) hi haalguns medicaments que protegeixen preventivament – és a dir, no curen-,però que no es poden prendre sempre, només un curt temps.
Segons l'OMS afecta uns 300-500 milions de casos anuals, però una mortalitatanual d'aproximadament un milió, la majoria infants. El 90% dels casos són al'Àfrica subsahariana. Altres països o àrees amb més incidència són la Xina, elBrasil, l'Índia i el Sud-Est asiàtic. D'altra banda, la major mobilitat de lespoblacions ha afavorit la presència de la malaltia en àrees on ja havia estateradicada.
Testimoni real:En cap viatge m’havia passat una cosa així, però he estat ben malalt per lamalària. El 2001, en arribar a Barcelona del viatge per Mali i Niger vaig deixarde prendre el medicament de protecció contra la malària, ja que em produïamolèsties. Durant uns dies vaig tenir uns símptomes poc clars i un dia, de cop,vaig perdre el coneixement. M’havia infectat un tipus de Plasmodium queafecta al cervell. Una setmana en coma, tres d’hospital i perdre 15 kg de pes.Poca broma amb la malària!.
13
Dr. Manuel Patarroyo El mosquit transmissor i l’abastde la malària o paludisme
Manuel Patarroyo
Aquest científic colombià investiga en vacunes, fonamentalment contra lamalària, malaltia que afecta a milions de persones, gairebé exclusivament, ales poblacions del Tercer Món, on les condicions socials, econòmiques,higièniques, ambientals i alimentàries dificulten, l'eradicació de la malaltia.
Amb els treballs de laboratori ha preparat una vacuna usant un procedimentnou. Però l'eficàcia de la vacuna contra la malària és, de moment, només del50 % dels pacients inoculats -en nens menors de 5 anys pot arribar a el 77 %.-, no obstant els resultats permeten albergar notable esperances sobrel'eradicació de la malaltia, si les noves investigacions en curs acaben perperfeccionar-la.
Honra a Manuel Patarroyo la seva negativa a cedir o vendre la patent de laseva vacuna a les multinacionals farmacèutiques, ja que és conscient queaixò elevaria considerablement el preu del producte final i perjudicariaespecialment als més desfavorits, aquells a qui va dirigida.
Conseqüentment, ha donat seu descobriment a l'Organització Mundial de laSalut (OMS).
14
Els antibiòtics
Alexander Fleming trobà el 1924 elprimer antibiòtic, la penicil·lina,fabricada per una floridura
La floridura (taca bñanca circular)mata els bacteris al seu voltant, (lalínia blanquinosa són colònies debacteris).
A tots ens han receptat alguna vegada antibiòtics, aquells medicaments queens fan prendre a intervals de vàries hores quan estem malalts
Els fongs (floridures) van inventar la penicil·lina, - l’antibiòtic més conegut- ,molt abans que nosaltres, per defensar-se dels bacteris.
Com que les cèl·lules dels bacteris són distintes de les de la resta d’éssersvius, són tòxics per a ells i poc o gens per a nosaltres
Segons l'eficàcia d'un antibiòtic enfront de diversos microorganismes, diemque tenen un espectre d'acció més o menys ampli. Les malalties causadesper bacteris es poden controlar amb antibiòtics, però no les causades pervirus (grip, constipat, SIDA...)
El consum dels antibiòtics destrueix la flora intestinal –els necessaris bacterisque tenim al budells -, per això és recomanable prendre iogurt. Si no es faens poden créixer bacteris patògens.
Cada cop hi ha més malalts que no es curen amb els antibiòtics, un problemagravíssim per controlar malalties com la tuberculosi. Els primers bacterisresistents apareixen per una mutació que els hi permet digerir l’antibiòtic.Llavors quan els humans prenem només una mica d’antibiòtic, eliminem els“bacteris germans” competidors del bacteri mutant. Per això –i per la nostrasalut- hem de prendre els antibiòtics tots els dies que estava previst, encaraque ja ens trobem bé, ja que de no fer-ho així haurem seleccionat els mésresistents que s’escamparan sense competència
15
Exercici 3: Les infeccions agafades en un hospital són difícils de curar.Perquè?
Exercici 4: Llegiu i comenteu amb el professor/a el prospecte d’un antibiòticExercici 5: Per què no és bo abusar dels antibiòtics?Exercici 6: Sempre que ens trobem amb febre ens pot alleujar un antibiòtic?Per què?
16
Les vacunes
Hi ha vacunes que es podenadministrar per boca, però altrescal injectar-les
Al món desenvolupat els antibiòtics han permès lluitar amb èxit contra lesinfeccions causades pels bacteris, però contra les malalties causades pervirus la millor defensa és la vacunació, una mesura preventiva.
Una vacuna estimula la formació d'anticossos (les anomenades popularmentdefenses), aconseguint així una immunització específica i duradora contradiverses infeccions.
Les vacunes s’elaboren amb gèrmens morts. El nostre sistema immunitari elsreconeix i prepara anticossos per si els troba de nou
Les vacunes polivalents protegeixen contra més d'un germen, com la vacunatetravalent, que ho fa contra la diftèria, el tètan, la tos ferina i la poliomielitis.Tota la població ha de rebre aquestes vacunes obligatòries. No fer ho és unrisc per a aquella persona i insolidari per als altres.
Quan viatgem a altres països hem d’informar-nos de les vacunesnecessàries.
Al 2004 no hi ha encara vacunes contra la SIDA ni el refredat comú degut a larapidesa amb que aquests virus es modifiquen.
Exercici 7. Busca el teu carnet de salut. Descriu la informació que hi trobes.Quina utilitat té?
Exercici 8. Després de vacunar-nos en ocasions tenim febre. Per què potser?
Exercici 9. Sense la vacuna contra la febre groga no pots entrar a moltspaïsos tropicals. Averigua per què.
Exercici 10. Si un dia vols matricular una filla teva al parvulari et demanaranque estigui al dia de les vacunacions. A qui beneficia això?
Exercici 11. Les vacunes aspiren a erradicar malalties del món. Consulta idiscuteix el cas de la verola i el de la poliomelitis.
17
LA SALUT I LES MALALTIES AL MÓN ACTUAL.LES MALALTIES NO INFECCIOSES.Als països desenvolupats poca gent mor per infeccions. Les malalties noinfeccioses en són la majoria. Entre elles, les malalties circulatòriesrepresenten la meitat de les morts, mentre que els càncers una quarta part.
Les malalties circulatòries
El sistema cardio-circulatori està format pel cor, venes, artèries i capil·larssanguinis. La seva funció és mantenir una bona circulació de la sang, queenvia així aliment i oxigen a tots els òrgans i teixits del cos, garantint un bonestat de salut.
Les malalties circulatòries són la primera causa de mort al món desenvolupat.Entre elles destaquen l’arteriosclerosi , que és la malaltia en la que lesartèries es fan rígides i les seves parets més gruixudes. La pèrdua d’elasticitatfa que no puguin donar una resposta adequada a la sang enviada pel cor acada batec. A més, si es fan més estretes i costa més moure la sang, el cor had’incrementar la pressió arterial per garantir que la sang circula bé pel cos.
La causa més habitual d’arterioesclerosi són unes lesions (anomenadesateromes, unes plaques amb colesterol) en qualsevol artèria, molt raramenten venes. El desencadenant d’aquesta malaltia no està del tot aclarida peròestà relacionada amb els nivells alts de colesterol i la pressió de la sang.
Les autòpsies mostren que la malaltia ja comença en la joventut, sensesímptomes i va progressant amb l’edat. Representa la causa més freqüent demort a partir dels 35 anys en els homes i dels 45 anys en les dones. Tot i quèno es coneix prou bé la causa de l’arteriosclerosi, sabem que afecta més si estenen factors de risc com aquests:
antecedents familiars d’aquesta malaltia,hàbit de fumar,hipertensió arterial, (pressió alta)obesitat,hiperlipidèmia (molts greixos en sang, com el colesterol),diabetis mellitus, (excés de glucosa a la sang)sedentarisme,ansietat i sobreesforç psíquic.
L’obesitat és cada cop més freqüent i afecta a personesmés joves. Incrementa el risc de patir moltes malalties,com les circulatòries.
www.cnnenespanol.com/.../ 02/10/obesidad.onu.ap/
18
Les complicacions que provoquen les artèries estretes i endurides(ateromatosi) són molt importants ja que arriba menys sang rica en oxigen(isquèmia) a una part de l'organisme. La isquèmia cardíaca és especialmentgreu. Si dura gaire temps, pot donar lloc a un atac al cor (infart de miocardi) ila mort del teixit cardíac. En la majoria dels casos d’infart, una interrupciómomentània del fluix de sang al cor causa dolor (angina de pit) però en algunscasos no es produeix dolor.
Les proves d’esforç permeten comprovar en una situaciócontrolada el comportament del cor. Aquest home caminao corre per una cinta. Els elèctrodes del pit permeten ferun electrocardiograma
http://www.hospitaldantoni.org/probaresfuerzo.htm
De vegades els ateromes es desprenen i viatgen per la sang fins a quedarencallats com l’èmbol d’una injecció: una embòlia. És molt greu ja queimpedeix la circulació per aquella artèria. Si afecta el rec del cervell morenràpidament les neurones que han deixat de rebre oxigen.
Problemes amb el colesterol
El colesterol, malgrat la fama que té d’anar associat a malalties, és un greixnecessari pel funcionament de les cèl·lules animals. Tots en tenim. El coshumà en produeix uns quants grams cada dia, ja que l’usa per a lesmembranes de les cèl·lules, les sals biliars i les hormones sexuals. Nomésuna part menor del 20% l’obtenim de la dieta, però un excés de colesterol enel que es menja pot ser suficient per augmentar la concentració en la sangpassats uns quants dies en algunes persones.
L’excés de colesterol en la sang pot dipositar-se a les artèries formant unsdipòsits o ateromes.
ateromahttp://escuela.med.puc.cl/paginas/Cursos/tercero/patologia/fotos69-79/74.jpg
A la imatge adjunta s’apreciacom la llum d’aquesta artèriacerebral està molt obstruïdaper un ateroma. El cervellestarà mal oxigenat...
Si la sang circula amb dificultat, el cor ha de treballar més, augmentant lapressió arterial, creant així un nou problema. Si els ateromes es desprenenpoden actuar com un èmbol encallant-se en un altre punt més estret del’artèria.
19
Pacient de 28 anys, morta en un vold’avió de llarga durada. Causa: embòliapulmonar, provocada per un trombo quevenia de la vena femoral
Vena femoral
http://www.codacons.it/medicina/embolia.html
El colesterol, que és un greix, no es dissol bé en la sang, de manera quecircula en forma de tres productes que sovint surten a les anàlisis de sang:
Per exemple, un pacient imaginari de 35 anys podria tenir:Colesterol HDL............................50Colesterol LDL............................65Colesterol VLDL...........................65 ------Suma de colesterol total............ 180 mg/dl
És important detallar els tres tipus de colesterol en les anàlisi, ja que mentre elVLDL i LDL poden representar un perill, el colesterol HDL protegeix lesartèries, és l’anomenat popularment “el colesterol bo”. Les persones jovestenen més HDL, després va disminuint tot i que es manté si es fa exerciciregularment. Fumar, els anticonceptius orals i la vida sedentària eldisminueixen.
L’anàlisi de sota correspon a un home de mitjana edat, no fumador iesportista. Observa els valors relatius i absoluts en les distintes fraccions delcolesterol. Intrepreta els resultats
20
Control de la pressió arterial
En la prevenció de les malalties circulatòries l’estil de vida és fonamental.Convé fer exercici llarg i suau amb regularitat. També és molt important nofumar, ja que el tabac provoca més morts per problemes circulatoris que percàncer.
Una dieta adequada protegeix força de les malalties circulatòries, tot i quetambé hi ha una predisposició genètica. En concret convé fer una dieta pobraen greixos saturats (carn, mantega, làctics sense descremar, etc.), ja que elsgreixos saturats incrementen la producció de més colesterol per part de lescèl·lules del cos.
21
Pacient amb elbraçaletpressionant el braç
Aparell per inflar elbraçalet(esfingomanòmetre)
L’estetoscopi permetescoltar els batecssota el braçalet
Per mesurar lapressió de lasang en unaartèria del braç,primer l’aturemamb l’ajut d’unbraçalet apressió
El braçalet s’inflaamb aquestaparell.
Llavors la sangno pot passar ino es sent el cor
Mentre disminuïmla pressió delbraçalet notaremque es torna aescoltar el batecdel cor. Coincideixamb la pressiómàxima.
Ara hi ha aparellssenzills que prenenla pressió arterial alcanell i la indiquendirectament
Exercicici 1. Porteu a classe anàlisis de sang de familiars i, en grup i/o ambl’ajut del professor, aclariu el significat de la prova.
Exercici 2. Comenteu aquesta anàlisi d’una dona jove:
Fixeu-vos si està en els intervals de normalitat.Ajuts: VCM és el volum mitjà de les cèl·lules, HCM és l’hemoglobina que duenen promig, CHCM és la seva concentració mitjana en les cèl·lules. Elsleucòcits són cèl·lules que ens defensen dels microbis. Les plaquetes evitenles hemorràgies.
Exercici 3. Perquè es posen els valors de referència? Varien segons l’edat?Totes les anàlisi tenen les mateixes unitats en aquests valors?
Exercici 4.Completa aquest text amb el termes de sotaL’........... [aterosclerosi] es caracteritza per la formació de plaques queredueixen el pas de la sang a l’interior de les ....... [artèries] de calibre gran imitjà, com l’aorta i les ..... [coronàries]. Amb els anys l’aterosclerosi desembocaen infarts de..... [miocardi] i accidents cerebrovasculars. Per aquesta causa
22
l’any 2000 van morir a Catalunya més de 20.000 persones, la majoria entre 35 i74 anys. Ara per ara, les causes de l’aterosclerosi es desconeixen, però hi hatres factors que contribueixen a la seva aparició: el tabac, la...... [hipertensió] ila dieta rica en greixos saturats.
artèries , aterosclerosi, coronàries, miocardi, hipertensió
El càncer
Només d’anomenar-la, aquesta malaltia ens espanta, perquè el risc de nopoder controlar-la amb la medicina actual és encara alt, diguem un 50%. Li vanposar aquest nom els grecs, ja que els tumors els hi recordaven un cranc(càncer, com el signe zodiacal en castellà).
En realitat hi ha 150 malalties distintes que anomenem càncer. Tenen coses encomú entre elles, però d’altres són molt distintes, com ara la probabilitat decuració. Alguns càncers tenen molt bon pronòstic, com el de pell, que es curaben sovint. En altres passa tot el contrari. Però sigui del tipus que sigui,diagnosticar-lo a temps és fonamental.
En un càncer creix un teixit del cos sense control. Pertorba la salut i envaeixaltres llocs del cos.
Els tumors malignes (cancerosos), a diferència dels benignes, no tenen un límitclar i s’infiltren en els teixits veïns. En ocasions els tumors poden disseminar-sea distància a través del sistema circulatori amb les metàstasi, que són lescèl·lules canceroses que han desembarcat en una altra zona del cos.
El creixement del tumor és més ràpid que el de lescèl·lules sanes. Per això es pot combatre amb verins(quimioteràpia) i radiacions (radioteràpia) queespatllen el material genètic quan les cèl·lules s’estanduplicant. Lógicament les cèl·lules sanes que creixensempre ràpid, com les que fan els cabells i les delsbudells, en són també afectades. La persona quedacalba i té problemes intestinals.
El càncer no té una sola causa sinó moltes i sovint tarda entre deu i vint anysen manifestar-se.
Algunes de les causes del càncer són ambientals, com es va demostrar fagairebé cent anys pinzellant la pell d’animals amb quitrà. Després esdescobriren molts altres agents cancerígens (níquel, asbest, derivats delpetroli....) i altres ambientals: la contaminació atmosfèrica, alguns insecticides,el fum del tabac. El tabaquisme és la principal causa de mort ´fàcilment’evitable. L’ultraviolat de la llum del sol també és un risc per a la pelldescoberta, com ho pateixen els pagesos i els mariners.
23
Hi ha agents cancerígens relacionats amb alguns tipus de feina, per la qualcosa cal prendre les precaucions adequades, encara que siguin un xicincòmodes. Com el càncer es manifesta molt més tard és difícil demostrar queha estat a causa de la feina i cobrar indemnitzacions.
Això és una visió en “tall” del tòrax.
Usar una máscara apropiada hauriaevitat a aquest trebllador respirarl’amiant i per tant el creixement deltumor de la imatge.
Es pot identificar el tumor que ocupael pulmó de la dreta
Vértebrahttp://images.google.com/imgres?imgurl=www.xray2000.f9.co.uk/ibase3/chest1/chest_asbestosis_axial_ct.jpg&imgrefurl=http://www.xray2000.f9.co.uk/ibase3/chest1/ALBUM1.HTML&h=500&w=500&prev=/images%3Fq%3Dasbestosis%26svnum%3D10%26hl%3Dca%26lr%3D%26ie%3DUTF-8%26oe%3DUTF-8
Les radiacions ionitzants (indústria nuclear, guerra nuclear i radiologia mèdica)també poden generar càncer.
Hi ha, també, factors hereditaris que fan que unes persones siguin mésvulnerables que d’altres. Entre la informació genètica d’un ésser humà,formada per milers de gens, n’hi ha que afavoreixen el creixement cel·lular ialtres que el limiten. Si aquest equilibri es trenca apareixen els tumors. Algunesfamílies són molt més afectades de determinat tipus de càncer, com el demama.
Que podem fer?
Amb un estil de vida apropiat reduïm força el risc de patir càncer, però nol’eliminem. Ben segur que convé evitar els agents cancerígens, dels quals eltabac és el més habitual i prendre precaucions al treball si cal. Està ben clarque l’obesitat i l’alimentació pobra en fibra vegetal augmenten el risc d’algunscàncers.
És fonamental detectar els tumors a temps per tenir èxit contra el càncer. Si eltumor és petit la cirurgia serà menys destructiva. Tan homes com dones, apartir de certa edat, han de fer-se revisions periòdiques. Algunes tan senzilles–però importants- com l’autoexploració del pit en les dones, que permet trobarels tumors quan encara són petits i salvar així moltes vides.
Exercici 5: El càncer fa caure el cabell? Quina explicació té?Exercici 6: En fòssils d’animals ben antics també s’observen tumors en ossos.
24
Que et fa pensar això?Exercici 7: Explica quins agents cancerígens evites amb la teva conducta.Exercici 8: Explica les conductes de risc d’exposició a agents cancerígens quevegis al teu voltant.
25
Diabetis
Ben segur que haureu sentit parlar d’una malaltia en que es “té molt sucre a lasang” o diabetis.
En la sang sempre hi ha glucosa a disposició de les cèl·lules del cos. El cervellvol sempre un subministre de glucosa. Per això si el nivell de glucosa baixamassa la persona es sent molt cansada. Si el nivell és massa alt durantbastant temps es tracta de la malaltia de la diabetis.
Els símptomes de la diabetis són l’excessiva set , aprimar-se i un excés degana. Després poden aparèixer complicacions com per exemple la lesió delsvasos sanguinis de la retina, que pot provocar ceguesa; o lesions als ronyonscomportant graus variables d'insuficiència renal.
De vegades, no sols amb la diabetis, els ronyonsno poden netejar bé la sang i cal fer-ho ambl’hemodiàlisi, una depuració sanguínia perseparar les substàncies nocives contingudes enla sang per difusió a través d'una membranasemipermeable, substituint la feina que fa elronyó.
Hi ha diferents tipus de diabetis, però la més comuna és produïda fer faltad’insulina, la hormona del pàncreas que permet que la glucosa entri a lescèl·lules. Sense insulina el nivell de glucosa en la sang augmenta perillosamenti arriba a excretar-se en l’orina. De fet l’observació que als gossos els agradaval’orina dels malalts de diabetis va portar als metges grecs a descobrir aquestamalaltia.
El tractament es basa en una dieta adequada, la pràctica d'exercici físic, en elmanteniment del pes ideal i en l'administració, quan calgui, de les dosiscorrectes d'insulina.
Si el nivell de glucosa en sang és alt la persona diabèticanecessitarà injectar-se insulina. Però si la dosi injectada ésmassa alta podria deixar molt poca glucosa en sang iproduir mareig i fins i tot coma.http://www.healthkeeperz.com/medequip.htm
26
S’estan començant a implantar pàncrees artificials, uns petits aparells quevessen a la sang a cada moment la quantitat d'insulina necessària. Tambés’està fent el trasplantament de pàncrees o de les cèl·lules que produeixen lainsulina.
Exercici 9: Si van a prendre una beguda, les persones diabètiques sovintdemanen cervesa o tònica. Per què?
Exercici 10: La melmelada i els turrons per a diabètics són distints delshabituals. Quina és la diferència?
Exercici 11: Busca a internet informació sobre páncrees artificials
27
Les malalties mentals
Una cosa és el retard mental i una altra distinta són les malalties mentals. Lesdiferents malalties mentals afecten permanentment un 3% de la població alspaïsos desenvolupats, encara que fins un 25% en pateix una o més durantalguna època de la vida. Afecten el normal funcionament del cervell, percauses ambientals, orgàniques o la mescla d’ambdues.
Testimoni del germà d’un malalt
En Joan tenia vint-i-cinc anys quan les coses li van començar a anar malament dedebò. És el tercer d’una família de cinc germans de classe mitjana amb els paresraonablement ben avinguts i una infància aparentment prou feliç. Mentre eraestudiant de psicologia i treballava, el superior del Joan a la feina estava admirat dela gran energia demostrada pel noi, que s’anava fent conscient que patia alguntrastorn mental lleu. La seva vida alternava períodes d’eufòria i expansió amb altresde molt tristos. Aquests darrers anys, a la fase maníaca (la de l’eufòria) sembla queestigui feliç –en comparació amb la tristor i l’atonia de les depressions-, amb unaactivitat i unes expectatives desmesurades que fan que topi contínuament amb elslímits que imposa el món real; de vegades també pot estar agressiu i pot ser detracte difícil.
En un viatge anant sol es va desorientar totalment i va començar a delirar,necessitant l’ingrés en un hospital psiquiàtric. Allà va començar un tractamentfarmacològic per aturar aquest deliri. Va estar uns vuit dies i a partir de llavors vaanar experimentant, cada any, el cicle maníaco-depressiu. Quan arribava laprimavera anava sortint de la depressió i s’anava accelerant cada cop més fins quearribava un moment que calia medicar-lo per “frenar-lo”. I tornava a caure a ladepressió hivernal i passava a prendre antidepressius. A la primavera següent esrepetia el cicle. Ara pren una altra medicació, està més estable i no pateix lespujades i baixades tan fortes dels primers temps. Va trigar molts anys a acceptar queestava “malalt”. També, potser per la seva formació en psicologia, donava mésimportància a factors psicològics que biològics com a causants de la seva malaltia,cosa que jo crec equivocada.
Tenir un cas tan proper de malaltia mental m’ha fet adonar que les malalties mentalsgreus no tenen res d’heroic ni de romàntic. Les persones que les pateixen no són enabsolut uns il·luminats. I si han fet alguna cosa de bo a la seva vida –ara em ve alcap el cas de la Virginia Wolf o Van Gogh- ha sigut malgrat la malaltia, en elsperíodes en què la malaltia els ha deixat fer alguna cosa.
També opino que les persones que estan contra els tractaments farmacològics, els“antipastilles” són uns irresponsables o uns ignorants absoluts. No crec queactualment hi hagi cap psiquiatre que no utilitzi els recursos de la farmacologia comuna part –i segurament la base- del tractament. Les persones que pateixen malaltiesmentals greus solen perdre les parelles i els amics, i en molts casos només elsqueda el suport de la família. El motiu d’això és com resulta de difícil conviure amb ofins i tot tractar persones amb aquests problemes. La meva mare que ha sigut la queha conviscut més amb el meu germà ha patit molt i ha hagut de suportar coses quenomés suportaria una mare.
Ara en Joan –i la mare- estan millor. M’agradaria que els que llegeixen això recordinque aquestes persones han d’estar ateses i que, en principi, ni ells ni les famílies sónels “culpables” de la seva malaltia. Remarca això si us plau.
28
Les malalties mentals greus afecten força gent, no són gens estranyes. En el meucercle més íntim d’amics hi ha hagut dos casos més.
Eladi
La terminologia que tradicionalment s’ha fet servir per les malalties mentals,que ben segur que anirà canviant, és la següent:
Les Psicosis són les malalties mentals més greus. S’altera molt la personalitati es confon la realitat amb la fantasia, és a dir, es delira. El malalt generalmentno té cap consciència de la malaltia. Són psicosi malalties coml’esquizofrènia (400.000 casos a tot l’estat espanyol), o la paranoia, ambdeliris persecutoris –pensen que tothom els espia, per exemple- o bégrandiosos –creure’s Jesús o Napoleó. Hi ha diferents graus d’intensitat en eltranstorn psicòtic. Molt sovint comencen amb un episodi agut de desorientacióabsoluta, de bogeria, anomenat brot psicòtic. Necessiten tractar-se ambmedicaments per controlar els símptomes. La medicació no cura encaraaquestes malalties, mal conegudes, i sovint cal medicar-se de formapermanent. Amb la medicació adequada molts tornen a fer una vida gairebénormal. Hi ha cada cop més proves que aquestes malalties augmenten per l’úsde drogues recreatives. És clar que les pastilles que es prenen els caps desetmana poden desencadenar brots psicòtics. Així que cal recordar-ho molt imolt bé.
El segon grup són les neurosis, molt més comunes. Les persones afectadespateixen una manifestació neuròtica, com una fòbia o una obsessió, però estanben connectades a la realitat i són responsables dels seus actes. S’ho passenmalament. Sovint demanen ajut i se’ls tracta amb teràpia psicològica, ambmedicació o ambdues.
La psicopatia és un trastorn de la conducta social que no comporta capalteració intel·lectual, per la qual cosa també n’hi ha de ben intel·ligents. Nopateixen com els neuròtics sinó que fan patir als altres. No sentenremordiments ni imaginen el dolor aliè. Se’n troben en qualsevol grup que usala violència. Són els típics personatges malvats de molts telefilms.
A continuació descrivim la depressió, el transtorn mental més estès.
http://www.parkviewpub.com/newsletter/page4.html
La Depressió
Està considerada el trastorn mental méshabitual. Tot i que és totalment normalque la pèrdua d’una persona estimada, undivorci, problemes familiars, etc provoquintristesa, quan aquests símptomes detristesa persisteixen durant setmanes omesos, pot ser indicatiu de depressió. Ladepressió s’ha de tractar, pel patimentque ocasiona i pel risc de suïcidi en casosgreus.
29
Un dels indicatius principals al moment d'avaluar si una persona sofreix dedepressió és que pot sorgir sense raó aparent. Pot ser que una persona tinguiuna vida normal, sense majors preocupacions i problemes, i no obstant això,se sent constantment trist, perd l'interès per les activitats que abans limotivaven, com treballar, anar de compres o practicar el seu esport favorit.
Més de 20 de milions de persones als Estats Units –d’un total de 275 milions-pateixen de depressió. A la UE no és gaire distint. Afecta a persones de totsels països, edats, nivells culturals i grups ètnics. Estadísticament les donespateixen més de depressió que els homes. La depressió sovint és recurrent sino es tracta adequadament.
Entre els símptomes més comuns es troben: Tristesa constant, ganes deplorar tot el temps. Cansament extrem i falta d'energia. Manca d'interès perles coses. Canvis en els patrons de somni (això inclou insomni total, parcial oestar dormint tot el temps). Dificultat per a concentrar-se. Sentiments deculpa, inutilitat i frustració sense raó aparent. Sentiments de desesperança.Preocupació extrema per problemes quotidians
Causes: No sembla existir una causa única i clara que desencadenidepressió. De vegades apareix després d'una situació d'estrès extrem,encara que en molts altres casos la depressió sorgeix sense raó aparent.Sembla haver una vulnerabilitat genètica en els individus que la pateixen,essent heretable. La manca de serotonina, un neurotransmissor, en zones delcervell està clarament relacionada amb la depressió i altres alteracions del’estat d’ànim (ansietat, obsessions..)
Actualment hi ha medicació antidepresiva, que triga 4-6 setmanes en ferefecte i que no és addictiva ni crea dependència.
Quan algú pateix depressió ha de buscar ajut.
Exercici 12. Les malalties mentals poden tractar-se amb medicaments. Que etfa pensar sobre la naturalesa del que anomenem “la ment”?
Exercici13. És el mateix un psicòleg que un psiquiatre? Averigua que facadascun.
Exercici 14. En un judici per una actuació violenta, si l’advocat que defensal’acusat pensa que té un transtorn mental, intentarà que el seu client siguiconsiderat psicòtic o bé psicòpata? Quina importància té en la responsabilitatdels seus actes?
30
LA GENÈTICA A LES NOSTRES VIDES (1 PART)Introducció
Hi ha trastorns de la salut humana que són clarament heretats. Alguns sónconeguts des de l’antiguitat per la seva gravetat.
El nanisme dels jugadors de la imatgeté una causa genètica. Hi haesperances de corregir aquesta menade defectes en el futur per enginyeriagenètica.
Aquests problemes no s’encomanen, perquè no estan causats permicroorganismes. Davant d’una infecció podem recuperar la salut amb l’úsd’antibiòtics adients (o altres medicaments), però en el cas dels defectesgenètics, un cop desenvolupats poden tenir una correcció amb medicació (perexemple el cas de la diabetis) o bé danyar definitivament el cos humà, com elcas del nanisme de les fotos.
En canvi, si les detectem a temps es poden prendre mesures correctores, comveurem a continuació. Si teniu un fill o filla li faran una prova quan el nadó téunes hores de vida amb una gota de sang, generalment del taló.
Obtenint una petita mostra de sang del nadópodem detectar algunes malalties genètiques.http://www.reviewjournal.com/lvrj_home/2003/Jun-19-Thu-2003/news/21558860.html
Hi ha errors en el metabolisme d’algunes persones que són veritables malaltiesgenètiques, que afecten, molt aproximadament, a un nascut de cada 10.000.La medicina té tractaments per alleujar els símptomes d’aquestes malalties quesovint són molt eficaços, encara que actualment (2004) no podem solucionar
31
l’origen de les malalties genètiques, és a dir no sabem evitar que s’heretininstruccions equivocades.
Però les noves tècniques d’enginyeria genètica podrien en el futur modificar elmaterial genètic, corregint així els problemes hereditaris. Malgrat els aspectepositius que tindria, això obre tantes portes noves que provoca moltadesconfiança en la societat. Es farà només un bon ús?
El diagnòstic per la imatge prenatal s’ha afegit a la possibilitat de poderdiagnosticar malalties genètiques futures, greus i lleus, en les anàlisi als fetus,amb proves que es fan amb mostres de cèl·lules de l’embrió, el fetus o el nounat. El coneixement durant l’embaràs podria generar un nou problemad’increment d’avortaments a la recerca dels fills perfectes. De fet, en algunsllocs de l’Índia les ecografies ja han afavorit l’avortament selectiu de fetusfemenins. Un cop més la ciència pot aportar solucions tècniques, però nocriteris ètics. Amb tota certesa haurà fortes polèmiques si xoquen les llibertatsindividuals amb les normes col·lectives.
Exercici 1: Feu dues llistes, una dels d’arguments possibles d’uns pares quevolen triar tenir una nena, no un nen. I l’altra dels problemes socials si esgeneralitza la tria del sexe dels nadons.
Exercici 2: Uns pares volen clonar les cèl·lules del seu fillet mort en accident.Llisteu arguments dels pares i de les lleis que ho prohibeixen. Tens mésinformació a l’apartat següent “La clonació humana”
Exercici 3: Suposem un cas, imaginari encara, en que una empresa s’oferís amillorar, pagant una enorme fortuna, el patrimoni genètic d’una parellamilionària, retocant en l’òvul i espermatozoide els gens que farien que el fill fosuna mica miop, probablement diabètic, calb, risc de càncer de colon i de pellmolt fosca. Discutiu si això es podria autoritzar i si s’hauria de pagar ambdiners públics per a tota la població (apujant els impostos, és clar).
Els fonaments de la genètica
Cada espermatozoide (300 milions fabricats diariament en un home sa) portala meitat de la informació genètica. Tots ells són distints entre si. Cada òvul (uncada 28 dies en la dona) també duu la meitat de la informació. La uniód’aquestes dues cèl·lules, anomenada fecundació, origina, lògicament, unacèl·lula amb la quantitat normal de material hereditari (ADN, en forma decromosomes).
De manera que dels 30.000 gens que rebem d’herència, en tenim dos jocs, unde la mare i un del pare. A les cèl·lules del cos s’expressa normalment un delsdos, l’altre hi és i es podrà transmetre a la descendència, per això de vegadesels nets s’assemblen en alguns detalls als avis saltant-se als pares
32
La imatge de l’ esquerra mostra,ordenades, les 23 parelles decromosomes de les cèl·luleshumanes.
La de la dreta mostra que elsgens són trocets delcromosoma. Els mamífers tenimuns 30.000 gensFont imatges:http://soko.com.ar/Biologia/celula/http://www.harcourtschool.com/glossary/science/define_spn/gr5/gene5a.html
Un exemple: la detecció de la malaltia fenilcetonúria
Les reaccions metabòliques al nostre cos estan determinades genèticament, és adir, heretem dels pares la informació correcta o alterada que determinarà si lesreaccions del metabolisme es realitzen sense errors. Si heretem de tots dos paresuna informació errònia o parcialment alterada (que és molt habitual en alguns puntsdel metabolisme, com és el que causa la PKU), aquest punt concret funcionaràmalament i es pot arribar a produir una malaltia metabòlica congènita.
En el cas de la fenilcetonúria ( o PKU) el nadó neix totalment normal, ja que fins elmoment del part és la seva mare la que s’encarrega de metabolitzar tots elscompostos i ella ho fa bé, encara que sigui portadora d’una informació errònia(capaç de transmetre la PKU).
Quan el nadó comença a alimentar-se, les proteïnes de la llet es degraden ialliberen tots els aminoàcids, que es metabolitzen correctament, cada un seguint laseva pròpia via. No bstant, la fenilalanina tindrà interferida la seva via detransformació a tirosina, ja que la fenilalanina hidroxilasa no s’ha format bé enaquesta malaltia genètica, i començarà a acumular-se, generant problemes. Latirosina, en canvi, no es formarà en quantitat suficient per a poder utilitzar-se en lasíntesi d’altres proteïnes que necessita el cos del nadó per a créixer.
Les conseqüències com el retard mental, són molt greus i abans no es detectavenfins passats uns mesos. Per això cal d’actuar el més ràpidament possible(diagnòstic precoç) i instaurar un tractament. Aquest es basa en evitar ques’acumuli en grans quantitats la fenilalanina, suprimint-la en la mesura del possiblede la dieta. Al mateix temps, s’afegeix tirosina a la dieta per evitar la sevadeficiència. D’aquesta manera s’aconsegueix novament l’equilibri que s’haviatrencat en interrompre una via metabòlica, i tot el metabolisme torna a funcionarcorrectament. Tant la fenilalanina com la tirosina són aminoàcids indispensablesper a la formació de proteïnes que constituiran el cos del nounat, per la qual cosa larestricció de fenilalanina ha de ser l’adequada per a cada nen, de manera que laconcentració en sang i teixits sigui la correcta.
33
Exercici 4:Suposem que al nostre país vivim uns 80 anys. Llavors cada any 1/80 dels 6milions d’habitants de Catalunya es mor i, com que no creix el nombre d’habitants,vol dir que neix un nombre aproximadament igual. Si un de cada 10.000 nascuts,molt aproximadament per facilitar el càlcul, pateix la fenilcetonúria, una malaltiagenètica, calcula quants afectats d’aquesta malaltia es poden descobrir anualment.Si tens un fill t’asseguraràs que li facin la prova?
Enginyeria genètica : Una mica d’història...
El 1953 Watson i Crick, del King College de Londres,van fer pública l’estructura de l’ADN a la revistaNature. Des del 1944 ja es sabia que aquestasubstància que forma els cromosomes de les cèl·lulesera la portadora de la informació genètica, però no esconeixia l’estructura ni el mecanisme de transmissió dela informació.
El descobriment de l’estructura de l’ADN en doble hèlix va començar una novaera per a la genètica
L’ADN és a la base de la vida, i conèixer la seva estructura va ser com obriruna nova porta al nostre coneixement. Tota la informació per construir el coshumà (o de qualsevol altre ésser viu) està al material genètic de les sevescèl·lules, a l’ADN.
Les paraules del nostre llenguatge estan formades per lletres i, de manerasimilar, la informació genètica de l’ADN també està expressada per mitjà de“lletres”, però només quatre. Aquestes lletres (A, T, G, C) són les inicials delsnucleòtids, les substàncies químiques que formen part de l’ADN. Està presenta totes les cèl·lules del cos i en la gestació de qualsevol ésser viu. Segons comes combina produeix una o altra característica del nostre cos. La característicames remarcable d’aquesta estructura, l’ADN, és que transmet la informaciómolt bé quan la cèl·lula que la porta es reprodueix, per tant també de generacióen generació al llarg de la història de la vida en el planeta. L’ADN es la peçabàsica pel desenvolupament de la vida sobre la terra.
Si poguéssim mirar l’ADN en l’interior de la cèl·lula quan es reprodueixveuríem, en el nucli de la cèl·lula, uns filaments molt fins embolicats sobre ellsmateixos. Aquests filaments s’anomenen cromosomes i les cèl·lules delséssers humans en tenen 23 parelles. L’ordre de les ‘lletres’ (els nucleòtids)d’aquest filament d’ADN, fa que porti una informació o una altra.
En conèixer la seqüència de nucleòtids de l’ADN dels humans (projecteGenoma Humà) s’ha vist que es força semblant a la dels altres mamífers comel ratolí. Això, en realitat no és tan estrany, pensis en un cas com el de la
34
construcció de vivendes: les peces usades per fer una casa petita no són gairedistintes de les que s’usen en edificis grans.
La informació genètica es el manual d’instruccions de com s’ha de construir elcos. Les zones del filament d’ADN on estan unes instruccions determinadeses diuen gens. Per exemple, tenim un gen per determinar el color dels ulls. Siun gen o un altre es posa a funcionar es comença a construir el cervell o unbraç.
Però si hi ha alteracions en la seqüència prevista apareixen els problemes, lesmalalties genètiques. Ara els investigadors intenten corregir lesequivocacions en la seqüència d’ADN per eliminar així la malaltia queprovoquen. Per això era del tot imprescindible realitzar la seqüenciació de tot elgenoma humà, establir l’ordre de les ‘lletres’ (nucleòtids) de l’ADN. Sequenciar-lo ha estat com dotar-nos del manual d’instruccions del nostre cotxe,imprescindible per fer-hi reparacions i entendre com funciona. Ara sabem queles instruccions del nostre cotxe estan repartides en 30.000 gens, queexpliquen com fer les peces del cotxe, però encara no sabem quina funció fanla majoria d’elles. Això necessitarà molts més anys d’investigació que elprojecte Genoma Humà que es va acabar el 2001. La situació actual és quetenim, per exemple, el volant d’un cotxe però no sabem com ha de connectar-se amb les altres rodes per a que el vehicle funcioni. Ara ja tenim lesinstruccions –els gens- però encara no les entenem bé, no sabem com això esconverteix en un organisme. És el repte pel futur de la investigació.
La informació genètica dels humans ha resultat bastant similar a la d’altresorganismes. Trobar poca diferència entre els genomes (les instruccions del’ADN de cada espècie) fa pensar als científics que la natura, desprès de moltsanys en que potser havia altres formes de transmetre la informació, ha trobaten el sistema basat en l’ADN el que ha funcionat millor. Per això ara tota lavida del planeta es basa en ell. L’ADN ens ha mostrat que tots els éssers viustenim un únic origen i, també, ens permet comparar el grau de similitud entreels éssers vius. Una prova més de l’evolució.
Els nostres parents
Entre els ximpanzés i els humans sols hi ha un 1% de gens diferents. La restasón idèntics. Aquesta extraordinària semblança (usen les mateixes ‘peces’ queel nostre cos) és deguda a que fa relativament poc temps que les duesespècies tenien un avantpassat comú, encara que cinc o deu milions d’anys al’escala de la vida humana sembli molt de temps.
35
Molts dels gens que compartim són idèntics, indistingibles. Ara caldrà trobar onhi ha les diferències rellevants en el genoma d’ambdues espècies, perquèevidentment les diferències han de ser-hi, però deu ser un nombrerelativament petit de canvis genètics molt significatius. També s’ha constatat lapoca diversitat genètica entre la població humana, la diferència entre unhabitant d’Àsia i un europeu és només d’un gen de cada mil. Tota la humanitatactual té una diversitat genètica menor que un grup de ximpanzés. L’explicacióés que els humans som el resultat d’una evolució recent parint d’un gruprelativament petit de ‘fundadors’, que han tingut un gran creixement depoblació, de manera que la humanitat actual som moltes còpies dels gens queexistien fa poc temps.
Encara no és té un coneixement prou aprofundit de la informació genètica i jaes planteja, per raons com la lluita contra determinades malalties, la necessitatde modificar-la. Això és una empresa arriscada, pretenem entrar a modificarpàgines en una biblioteca de milers de volums... que no hem llegit. En realitatno sabem què significa la major part de l’ADN, però els nous avenços tècnicsfan que el que fa pocs anys semblava impossible ja que el volum d’informacióde l’ADN és colossal, ara es faci de forma ràpida i automàtica.
Tal vegada en unes dècades es puguin detectar i curar moltes malalties. Peròtambé s’obren molts interrogants. Prenent com exemple el cas del càncer decolon, del qual es coneix alguna mutació que el provoquen. Això fa que amb untest genètic actualment ja es pugui diagnosticar, però... tothom vol saber lesmalalties que patirà? Al 2004 ja es coneixen les mutacions responsables del5% de càncers hereditaris o de desenvolupament precoç. Per fer front a aquestproblema ètic el que es fa és informar, donar l’anomenat consell genètic i elciutadà és qui decideix si es fa o no la prova. En cas de fer la prova pot, o bédescartar ésser portador d’aquell defecte genètic o posar en marxa lesmesures mèdiques per fer front a la malaltia. Per exemple treure els ovaris ofer una mastectomia preventivament, millorar molt el seguiment d’aquestspacients o bé assajar tractaments preventius, encara en fase experimental. Hiha casos terribles en que es pot afirmar que algunes persones patiran lamalaltia d’Alzheimer als 45-50 anys, sense que ara per ara ho puguem evitar.El test es pot aplicar als descendents... si volen.
Pocs pacients volen saber que estan determinats. Al Regne Unit s’ha plantejatfer un test genètic a tots els nadons, cosa que significaria una millorcomprensió de moltes d’aquestes malalties... però hi ha qui tem per laseguretat i l’ús d’aquestes dades. Quedaran individualitzades? Qui donariauna assegurança de salut, de vida o una hipoteca a algú que emmalaltirà pocsanys després? Estarem obligats a comunicar-les? I si les empreses arriben aconèixer aquestes dades? Sembla que el debat s’ha de centrar en el controllegal i la privacitat d’aquesta informació més que en l’interès de fer el testsgenètics. Aquestes recerques aniran endavant, la història no mostra cap casen que es pugui aturar una investigació per temor; però la societat ha degarantir-ne el bon ús.
Es coneixen més de 6000 malalties genètiques. Algunes són molt rares, peròaltres són tan freqüents com la diabetis. Els malalts de malalties en que s’ha
36
reconegut el gen que la provoca han incrementat les seves esperances desolució. Però aquesta no és gens fàcil, ja que de vegades a part del genclarament implicat n’hi ha d’altres encara sense localitzar que juguen un papersecundari. Les parelles portadores actualment poden decidir una fecundacióassistida en que es pot buscar un donant per òvul o espermatozoide peraconseguir un embrió sense la malaltia.
La fibrosi quística , la malaltia de Huntington, o l’atròfia muscular espinal (150famílies afectades a Catalunya) són exemples de malalties genètiques queesperen una solució. Els gens implicats semblen ja identificats però lessolucions aniran apareixent al llarg dels propers anys.
La teràpia gènica consisteix a introduir el gens sans per a que tot funcionicorrectament. Però això és ben complicat ara per ara.
La clonació humana
Lectura:Clonació i ficció:
Llegir és una forma excel·lent i divertida d’aprendre ciències. “El tercergemelo” és una novel·la de ficció de Ken Follet que ha tingut bona acollidaentre els lectors. En l’argument de l’obra un estudiant és acusat d’un intentde violació, tot sembla acusar-lo, però llavors comencen a aparèixercontradiccions. L’explicació és que forma part d’un clon i és idèntic a altresindividus, però malgrat compartir els mateixos gens, la conducta delsgermans és diferent segons on els han criat. La mateixa impulsivitat que unsgermans han canalitzat cap a l’esport a d’altres els ha donat problemes ambla justícia, etc.
Per si t’interessa llegir el llibre té l’ ISBN: 843970240X. , sense versió catalana al febrer de 2004
Clonació i realitatUn equip de científics sud-coreans han fer un gran pas cap a l'obtenció iproducció de cèl·lules mare embrionàries, la gran promesa per a laregeneració futura d'òrgans i teixits danyats. Els investigadors hanaconseguit, per primer cop, obtenir cèl·lules mare a partir d'embrions humansclonats, una fita inèdita que demostra que l'anomenada clonació terapèuticaés viable, malgrat la polèmica que suscita.Els investigadors, que publiquen el seu estudi a la revista Science (2/2004),han aconseguit el que cap grup havia pogut fer abans: obtenir línies cel·lularsa partir de trenta embrions creats per tècniques de clonació. Cap dels treballsanteriors fets en aquesta direcció no havien superat la fase en què l'embrió esdivideix en 16 cèl·lules.Els resultats d'aquesta nova recerca permeten pensar en un futur en què seràpossible tractar malalties gràcies a l'obtenció de cèl·lules i de teixits cent percent compatibles amb els pacients. "Aquestes cèl·lules tenen el mateixmaterial genètic [del donant] i podrien ser trasplantades sense crear capmena de rebuig immunològic", apunta el professor i director de l'estudi, Woo
37
Suk Hwang, de la Universitat Nacional de Seül.
Transferència nuclearLa investigació va començar amb l'extracció de 242 òvuls de setze dones.Cada òvul va ser desproveït del seu nucli -on hi ha el material genètic de lacèl·lula-, que va ser substituït pel nucli d'una altra cèl·lula de la mateixa dona.El procés de transferència nuclear es va fer seguint un procediment químic.D'aquesta manera, s'aconsegueix que cada òvul contingui tots elscromosomes necessaris per esdevenir un embrió, però sense passar per unafecundació ordinària amb un espermatozoide. De fet, el material genètic del'embrió és exactament el mateix que té la donant a cadascuna de les sevescèl·lules.Finalment, trenta embrions van arribar a la fase de blastocist - embrions ambuna setmana d'evolució -, moment a partir del qual ja és possible extreurecèl·lules mare que poden ser cultivades per obtenir teixits. Aquestes cèl·lules,també anomenades pluripotencials, tenen la capacitat d'especialitzar-se endiferents teixits de l'organisme humà. Tot i que els científics només vanobtenir una línia cel·lular, que va donar lloc a cèl·lules de teixit ossi, musculari cerebrals, la fita s'ha de considerar tot un èxit, ja que cap investigacióanterior havia arribat a estadis tan avançats, superant els obstacles que finsara han impedit tots els intents de clonació en humans i en primats.
Nou mètodeEls autors d'aquest gran avenç atribueixen el seu èxit al fet d'haver usat unnou mètode per extreure els nuclis que resulta molt menys agressiu per alsòvuls. A més, destaquen que l'ús d'òvuls molt frescos i la rapidesa amb quèes va fer la transferència nuclear també han estat factors decisius peraugmentar el percentatge d'èxit. Amb tot, el professor Hwang i el ginecòlegShin Yong Moon, coautor del treball, creuen que la majoria dels blastocistsque finalment no van donar lloc a línies cel·lulars van patir problemescromosòmics, tal com ha succeït en anteriors intents de clonació de primats.Fins ara, l'intent de clonació d'embrions humans que havia arribat més llunyva ser l'anunciat el desembre passat per la companyia nord-americanaAdvanced Cell Technology, que tan sols va poder obtenir alguns embrionsque van morir abans de poder extreure'n cèl·lules mare.
Sense cap dubte, l'avenç publicat ahir a Science reobrirà amb força el debatsocial, ètic i legal sobre la clonació amb fins terapèutics. Els científics sud-coreans es van manifestar ahir totalment en contra de dirigir les sevesinvestigacions cap a la clonació reproductiva, és a dir, d'humans.
http://www.avui.es/avui/diari/docs/index4.htm. 13-2-2004
38
Com has vist a la lectura anterior, aquesta qüestió aixeca una gran polèmica;social i ètica més que científica. Amb la clonació del primer mamífer (l’ovellaDolly) es va encetar una cursa entre grups d’investigació d’arreu del món quehan usat la tècnica de la transferència nuclear per clonar ovelles, cabres iratolins. Es va fer evident que s’estava ben a prop que algú ho intentés ambhumans. Clonant cèl·lules humanes i fent créixer els embrions fins al final de lagestació obtindríem un altre, -o molts-, éssers humans (nadons, no l’adults)amb la mateixa dotació genètica, idèntics. Els bessons univitelins, o elstrigèmins, són clons.
Clonació terapeutica
Però per a la comunitat científica el gran interès mèdic de la clonació és per aobtenir cèl·lules mare, d’enorme interès en medicina per a obtenir tota menade teixits per fer ‘recanvis’ de les parts de l’organisme humà que no funcionen isense problemes de rebuig.
A grans trets, la aplicació seria iniciar la clonació amb una cèl·lula del malaltper, aprofitant que l’embrió humà fa cèl·lules joves i sanes que podenreproduir-se bé, utilitzar-les com a recanvi en el mateix malalt sense temor delrebuig . Per algunes malalties avui incurables podria significar que es disposade teixits propis per substituir els danyats. Els embrions humans que cal crear,potencials bessons del malalt, no passarien de unes desenes de cèl·lules enforma de boleta, però desfer-se’n desperta la nostra sensibilitat, ja que és unembrió humà.
39
Clonació reproductiva
L’altre vessant de la clonació, molt més polèmic, ve causat perquè hi ha gentdisposada a pagar per una clonació humana. Per alguns pares desesperatsper la mort del seu fill és una molt discutible esperança de recuperar-lo, perquèencara que tot funcionés correctament i el fill fos clonat amb èxit a partir decèl·lules del seu cos que s’han conservat, com que la personalitat es forma enla interacció amb el medi, no seria com el fill perdut ni, òbviament, tindria laseva edat.
A l’inici del 2004 a internet hi ha ofertes, que se sàpiga sempre fraudulentescom demostra el periodisme d’investigació, per a clonar humans. Però enaquests camps les coses estan succeint molt ràpid...
La semiclonació és una tècnica derivada de la de la clonació que permetràfabricar òvuls en força dones que no podien fer-ho. Els òvuls creats no tenenperquè fecundar-se per anar investigant, per tant no hi ha embrions. Un altredebat per a la bioètica....
“ Científiques espanyoles aconsegueixen crear òvuls a partir de cèl·lulessanguínies. La tècnica mostra semblats amb la clonació i ha estat assajada aPortugal i Brasil.Les dues científiques han obtingut bons resultats amb una nova tècnica per agenerar òvuls en dones que d'una altra manera no podrien produir-los. Latècnica comença de manera molt similar a la clonació, però no pretén en capmoment crear un embrió clònic, sinó només un òvul que contingui el materialgenètic de la dona, i que després pugui ser fecundat in vitro per mètodesconvencionals. Els assajos s'han fet a Portugal i Brasil per a evitar problemeslegals, però les científiques van a demanar permís al febrer per a fer-los aEspanya. La llei espanyola de Reproducció Assistida prohibeix la clonació,però no havia previst aquest tipus de mètode.”(El País04-01-2004 )
40
Els organismes transgènics
Transgènic prové de trans (creuar d'un lloc a un altre), i gènic, referit als gens.Un organisme transgènic és una planta, un animal, un bacteri o un altreorganisme vivent al que s’ha modificat artificialment el seu ADN per un procésanomenat enginyeria genètica, usant l'ADN dels gens d'un organisme iintroduint-lo en un altre (animal, planta, bacteri, etc.) per produir unacaracterística desitjada.
Esquema de la modificaciód’un ésser viu per laincorporació de gens d’altresespècies (transgènia).
En aquest cas per adisminuir el greix de llet dela llet de vaca
http://www.xtec.es/~lvallmaj/palau/bioetic2.
Els aliments transgènics s'elaboren a partir d’éssers vius (llavors per exemple)modificats per mitjà d'aquest procés. Els cultius transgènics més estesos són elde la soja, el blat de moro, la patata i el tomàquet; que serviran per a elaboraraliments tant per a humans com per a animals. La modificació genètica de lesplantes es realitza per augmentar la resistència a las plagues i els herbicides.
Per a la lluita contra les plagues s’ha desenvolupat el gen autoinsecticida, queés el fonament dels vegetals transgènics. S'incorpora a les plantes lainformació per a generar una toxina, anomenada toxina Bt, que elimina elsinsectes nocius pel cultiu modificat. Aquesta toxina ja s'utilitzava anteriormentcom a insecticida, de forma que l'únic que s'ha canviat és la via de dosificació.
El gen de resistència a herbicides permet utilitzar major quantitat d'herbicidesper eliminar les plagues sense que el vegetal conreat es vegi afectat.
El gen que dóna resistència als antibiòtics es un cas diferent. No el posenperquè sigui útil al pagès, no fa rendir més la planta. S’afegeix aquest gen enla resta d’ADN que volem incorporar a la planta per a poder diferenciar lesplantes (cèl·lules) que han estat modificades de les que no ho han estat,perquè la presència de l’antibiòtic mata a totes les cèl·lules que no han estatmodificades, que no tenen la resistència. Permet per tant, en el procés deselecció en el laboratori, deixar vives només les cèl·lules que s’han modificat.Per això es comercialitzen amb aquest gen ja inútil.
41
Aquest gen incorpora tradicionalment informació de resistència de l'ampicilina,encara que també s'utilitzen altres antibiòtics utilitzats en medicina humana.Com que això té el risc que el gen ‘salti’ a altres espècies perilloses i les faciresistents, llavors els antibiòtics no matarien els bacteris causants de malalties.Aquesta tècnica per seleccionar les cèl·lules modificades s'està millorant per tald'utilitzar com a marcador un antibiòtic present a la natura i no un principifarmacològic.
De vegades també s’altera deliberadament la reproducció de las plantestransgèniques, esterilitzant les seves llavors i impedint així que els agricultoresles tornin a sembrar i hagin de pagar-les de nou. Popularment se’n diuenllavors "Terminator".
Es calcula que el 60% delsaliments processats contenensoja o blat de moro, que jatenene moltes varietatstransgèniques.
www.ms.gov.br/projetos/retomadadesen/desen_ag...www.gencat.es/darp/ c/formacio/stt/sttjt92.htm
Cada cop hi ha més aliments que contenen ingredients modificatsgenèticament o derivats d'ingredients modificats genèticament.
Per alguns aquesta tecnologia és perfectament segura, però per a d’altres ésun risc. A la Declaració de Río de 1992 (Cimera de la Terra), es diu que elsgoverns han "d'anar amb compte" en referència als riscs que pugui haver pelmedi ambient i la salut, obligant als productors de transgènics a comprovar laseguretat a llarg termini dels seus productes.
En canvi, tant la indústria biotecnològica com moltes agències reguladores,defensen que la composició química dels aliments transgènics no éssuficientment diferent de la dels aliments convencionals com per suposarperills o que s’alteri el seu valor nutritiu. Per tant, des del seu punt de vista, norequereixen ser sotmesos a proves especials per a determinar la sevaseguretat, ni ser etiquetats. Això últim perquè temen que els consumidorstinguin un actitud de prevenció cap a l’ús alimentari dels transgènics
a) Els avantatges dels organismes transgènics
Es basen essencialment en dues idees: una major productivitat i la possibilitatd'acabar amb la fam al món. La incorporació de l'insecticida a la mateixa plantafa que sigui més eficient la lluita contra determinats paràsits com el corc delblat de moro, que no són combatuts de forma eficaç per la distribució
42
d'insecticides per via externa. L'augment de productivitat actual dels agricultorsnord-americans que els usen es situa en un 9% segons les empresesproductores. A més aquesta nova tècnica de distribució de l'insecticidarepresenta una utilització molt més localitzada ja que el fabrica la mateixaplanta, evitant que es dispersi l’insecticida en el medi ambient.
En teoria es pot esperar un increment en les collites basades en vegetalstransgènics, cosa que milloraria la fam al món.
Però cal recordar que el problema de lafam no és tant la manca de recursosactual, sinó la seva distribució. El mónpot seguir amb la fam actual, malgratels vegetals transgènics, si no esdistribueixen millor els l’aliments.
www.afrol.com/.../ env047_grasslands.htm
b) Els riscos i les queixes sobre els aliments transgènicsPoca informació al consumidor: vegetals transgènics, com soja i blat de moro,s'estan utilitzant barrejats amb altres no modificats. La manca de legislaciósobre control i etiquetatge d'aquests nous productes, fa que els consumidorsno poden tenir el dret de saber què mengen ni escollir si volen consumir o noaliments transgènics. A més, també s'utilitzen per a alimentació animal, cosaque desperta pors en consumidors que volen saber com han estat alimentatsels animals que consumim.
Altres crítiques als aliments transgènics fan referència a la manca denecessitat i per tant manca de sentit ètic per a la manipulació genètica enl’agricultura, que dona prioritat als interessos de grans empreses abans que elbenefici de la població.
Pot haver riscos medioambientals si la generalització d’unes poques varietatstransgèniques substituís els centenars de varietats actuals de l’arrós actual, perexemple. La raó és que en el nostre planeta, tan canviant, la variabilitat d’unespècie l’ajuda sobreviure quan alguna plaga afecta la majòria dels individus.La informació genètica introduïda en els vegetals transgènics té una petitíssimapossibilitat de migrar, talment com si es tractés d'un virus, i instal·lar-se ennous organismes que es farien resistents als antibiòtics utilitzats per a laselecció dels organismes modificats. També podrien aparèixer noves plaguesresistents als mateixos insecticides i/o herbicides que les plantes conreades.
Quan el consumidor es menja el vegetal, que han fet resistent a l’herbicida perpoder-ne posar més, potser ingerirà més herbicida que abans. A més arribaranmolts més herbicides al medi ambient (contaminació).
43
Testimoni real:
“Som un matrimoni de metges, cosa que no ens ha estalviat moltesperipècies amb la salut del nostre fill gran. En Daniel va néixer l’any 1989 i ésun bon esportista. Ha de vigilar molt el que menja per que és al·lèrgic aalguns aliments: ous, nous i probablement altres. La darrera vegada que, perequivocació, li van donar un aliment que contenia ou, en el menú d’unacompetició esportiva, va estar a punt de patir una reacció molt perillosa (unshock anafilàctic). Quan el sistema de defensa del cos del Daniel trobaproteïna d’ou fa una mena d’alarma general pel cos. S’inflamen molt algunesparts com els bronquis i no pot respirar bé, hi ha risc real d’ofec. Vam haverde córrer molt cap a urgències aquell dia!
Com és natural en Daniel ja vigila molt bé que pren fora de casa i pot triar quèno menja. Però ara ens temem que pugui haver problemes derivats de lamanca d’informació en l’etiquetatge dels aliments. Un exemple ho farà mésclar. Fins ara podies refiar-te que el tomàquet duia només proteïnes pròpiesde tomàquet. Però si algú introdueix, en alguna varietat de tomàquetinformació genètica d’un organisme al qual en Daniel n’és al·lèrgic, .... com hopodem saber si no ho etiqueten clarament?
Ni que es faci amb la millor de les intencions per millorar el producte elsconsumidors i els professionals de la salut tenim el dret i el deure de saberque contenen els aliments que mengem o que indiquem als pacients.
Remei i Jesús
Els crítics diuen que els productes genèticament manipulats tenen mes riscosque els tradicionals. Els processos d'enginyeria genètica poden produirinvoluntàriament nous al·lèrgens en els aliments. Ja s'ha trobat una llavor desoia, genèticament manipulada, que causa serioses reaccions al·lèrgiques
Exercici 5: llegeix aquestes informacions i discuteix la importància que té lamanca d’etiquetatge. Busca a quins aliments s’afegeix soja.
“Genes de nueces de Brasil fueron incorporados a la soja transgénica. Lacombinación resulto ser muy alérgica para algunas personas. No teníanninguna manera de saber que tendrían una reacción alérgica a la soja, y aún sihubieran sabido que eran alérgicos a las nueces de Brasil--no se hubieranenterado porque la soja genéticamente alterada está por ley exenta de laetiquetación.” http://ww2.grn.es/avalls/bt_8.htm
..............“Es clou a Kuala Lumpur (Malàisia) la primera Conferència Mundialsobre Bioseguretat, una trobada internacional que ha servit entre altres cosesper tancar un acord sobre un sistema d'etiquetatge internacional delsorganismes modificats genèticament que es posarà en marxa a partir de l'any2005. L'acord no s'adopta per unanimitat, però, ja que la delegació dels EstatsUnits, exposa mitjançant un comunicat el seu "decreixent interès" per a acatarla nova normativa. (Acord sobre etiquetatge dels transgènics, 02.04)”
44
El vessant social i polític des transgènics
Fins ara els agricultors podien usar les seves pròpies llavors. Els països pobresno havien de comprar les llavors als països rics del nord. Amb les patents delsvegetals transgènics en mans dels països rics això pot canviar.
Hi ha el temor que amb el cultiu de les varietatstransgèniques, més rendibles, vagi desapareixent ladiversitat en les variants dels organismes actuals.
Aquesta diversitat, però és el resultat de milions d’anysd’evolució, de lluita contra els fongs i els insectes, pera diferents condicions de la vida al planeta Terra.
Perdent diversitat l’agricultura és més vulnerable.
En ocasions s’exigeix la signatura d’un contracte als agricultors que comprenles llavors. Així se li prohibeix reservar part de les llavors obtingudes per l’anyvinent, per tant és l’obligació d'utilitzar els herbicides de la mateixa casacomercial. El futur per assegurar les vendes és que aquestes plantestransgèniques facin llavors estèrils de forma i calgui cada any comprar novesllavors. ... un gran negoci. L’agricultor ha de descomptar de l’increment de lacollita els nous costos dels transgènics: llavors més cares i major consumd'herbicides.
Les regles de mercat actuals faciliten periòdicament la destrucció d’alimentsper a evitar les baixades dels preus o el limitar voluntariament la producció pera no superar les quotes marcades des de la UE. En aquest panorama, a la UE,és prioritari usar els organismes transgènics per produir més?
Exercici 6:Busca en els diaris notícies relacionades amb la genètica. Fes una llista de lesparaules pròpies de la genètica usades i busca el seu significat.
Exercici 7:Prepareu exposicions orals de deu minuts sobre els punts principals delstemes següents:Medicina forense i genèticaCriminologia i genèticaGrups sanguini i paternitat.
Exercici 8:Busca a internet si existeixen ofertes per a la clonació humana. Et caldràbuscar en anglès.
45
LA GENÈTICA EN LES NOSTRES VIDES (2ª part)
Amb el coneixement delcodi de la vida el futurens durà grans novetats
L’ADN de cada persona és un carnet de identitat molt precís.
Sabem que la informació genètica que tenim els diferents éssers humanss’assembla força, però no és idèntica. Això ha permès posar a punt les provesque presentarem a continuació per discriminar (diferenciar) una persona d’unaaltra.
Aquestes tècniques són molt útils per aclarir paternitats, identificar resteshumanes en accidents, en criminologia i en estudis històrics. Per caracteritzaruna persona podem utilitzar mostres seves de sang, però també serveixenrestes de pell, cabells amb l’arrel o ossos. Qualsevol part del cos que continguiADN
Els investigadors estan treballant de valent per aconseguir trobar allò diferenten la informació genètica de cada persona, ja que l’ADN ocupa l’equivalent de6.000 llibres gruixuts, escrits només amb quatre lletres. La major part ésidèntica en tota la humanitat i fins i tot moltes instruccions importants sóncomunes a molts éssers vius.
Buscant els gens malalts amb ‘Sondes Moleculars’
Pels metges que buscaven els gens responsables de les malalties la situaciótampoc era gaire fàcil. A la informació genètica d’una cèl·lula humana semblaser que hi ha unes 30.000 instruccions, anomenades gens. Però una malaltiagenètica sovint és només una alteració molecular, de vegades ben petita. Comdetectar-la?
46
Detectar en la immensitat de l’ADN d'una persona el gen causant d'unamalaltia específica és utilíssim en medicina preventiva, encara que una micacomplex. Vegem un exemple clàssic pas a pas amb personatges de ficció:
“ A finals del segle passat a la Vinyet l el Quim els van aconsellar ques’asseguressin de si el fill que ja esperaven seria sa o estaria afectat per untipus d'anèmia molt greu (l’anèmia de Cooley) que havien tingut dos dels seusavantpassas. Vaja, que volien averiguar abans del naixement si el fetus tenia elgen correcte pel tipus d’hemoglobina que falta en aquests malalts.L’hemoglobina és molt important per a la salut, perquè és la proteïna de lasang que transporta l'oxigen per tot el cos.
A la Vinyet no li va fer gaire gràcia la idea, ja que les proves per obtenirmaterial genètic del fetus són molestes per a la dona embarassada, però sabiaque així anirien sobre segur amb la salut del seu fill.. o filla, amb les proves depassada també sabrien si era nen o nena.
Es van posar en contacte amb uns genetistes per tal de detectar si aquest genresponsable de fer hemoglobina correctament hi era en el fetus (i el nadó seriasa), o bé aclarir que no hi era i el nadó patiria en el futur aquesta malaltia. Vanhaver de fer el següent:
1er pasCom que es coneix bé la clau genètica (o codi genètic), els genetistes vanpoder deduir la seqüència d’ADN de l’hemoglobina, la proteïna que volienassegurar-se que fabricaria correctament el fetus de la Vinyet Van fer-li lamolesta prova per obtenir cèl·lules del fetus, ... Les cèl·lules del fetus s’obtenende diferents maneres, per exemple, amb una punció en el líquid amniòtic quel’envolta l’embaràs. A veure si tot anava bé i esta sa, els animaven. Aracomençava la part més difícil pels científics: calia comprovar que el fetus teniala seqüència buscada, el gen que permet fer hemoglobina correctament, cosacomplicada d’aclarir perquè tenim uns 30.000 gens. Com trobar-lo?
2on pasPer solucionar-ho es va aprofitar que ja sabem tallar l’ADN a trocets pel lloc onacaben els gens, sense espatllar-los (usant enzims de restricció). De maneraque van convertir l’ ADN d’una cèl·lula obtinguda del fetus en un batibull detrocets amb els 30.000 gens. I amb aquest embolic que en farem?-pensaven.
3er pasA continuació es van separar els gens obtinguts. Com? Una bona manera ésclassificar-los per grandària, fent-los avançar a través d'una substància similara la gelatina a la qual s'aplicava un corrent elèctric. Els fragments més petitsd’ADN travessen la gelatina més ràpidament que els més grans, de forma queels fragments d’ADN dels distints gens acaben en posicions diferents. Ja estenen els gens separats sobre la gelatina.
3er pasDesprés es treu la gelatina dels fragments ja separats en un full de papersense canviar les seves posicions relatives. La Vinyet i el Quim no veien res
47
clar encara, unes ratlletes negres en un paper no són gens espectaculars ! Laciència de vegades no és gaire vistosa... (mireu més avall).
4rt pasLa còpia en paper de la gelatina amb tots els gens se submergeix en unasolució que conté molècules de l’ADN que busquen els investigadors (enaquest cas de l’hemoglobina). En realitat, per fer que aquesta sonda d’ADNreconegui i s’enganxi en el gen de la hemoglobina que tenim en el paper, es faque sigui complementària del trocet d’ADN que estem buscant, com si uséssimel motlle d’una cara per trobar algú a les fosques. Per a poder controlardesprés on s’ha enganxat aquest ADN el fem radioactiu, així el podrem seguir,i s’anomena “Sonda d’ADN”.
En la imatge el bri negre és la “Sonda”, noteuque en aquest cas es complementa amb untrocet d’ADN. Significa que la sonda ha trobatel que buscava.
En Quim comentava que la medicina fa un bon ús de la radioactivitat.
Exemple d’un resultat d’electroforesi. Jaes tenen els gens separats sobre lagelatina.
http://whyfiles.org/126dna_forensic/4.html
5è pas.Com que les sondes són radioactives, als llocs en que s'uneixen al paper,emeten uns senyals que es poden veure en radiografies. Només s’obtenensenyals si la sonda ha trobat el que buscava. Si és aquest el cas i la sonda hatrobat el gen normal per l’hemoglobina, la malaltia ja queda descartada, elnadó fabricarà durant la seva vida l’hemoglobina que necessita, perquè en té elgen sa.
-Bufa, ens hem tret un pes de sobre,- van dir la Vinyet i el Quim en conèixerque el gen havia estat trobat”
Aquest mètode descrit va permetre als investigadors detectar un únic fragmentd’ ADN del gen de l’hemoglobina entre els milers de fragments que havia
48
mesclats en la gelatina. Seguint aquests passos va ser com es vadesenvolupar històricament una prova prenatal per a l'anèmia de Cooley.Passat un temps i amb el mateix mètode, es va usar per a altres malalties pocfreqüents de les quals ja es coneixen les seqüències d’ADN.
Buscant proves de paternitat i altres
Com que cada cèl·lula del cos humà porta el nostre “DNI” els científics vanposar-se a treballar per poder decidir, a partir de unes restes humanes, sipertanyen o no a determinada persona. I cal fer-ho molt bé, estar molt segur deles conclusions, perquè podrien en casos d’assassinats enviar a la presó (o ala pena de mort als USA) a un innocent.
El problema dels investigadors que van posar la prova a punt era trobar quinesregions de l’ADN d’una persona són les més variables. Moltes altres regionssón massa semblants per ser útils. T’imagines que fossis sospitós per tenirl’ADN que codifica la hemoglobina? Tots el tenim aquest ADN! Detectar-lo noserviria per a res!
La història de les aplicacions forenses es va iniciar en 1984 quan Weller icol·laboradors van descobrir prop (tècnicament: en una part considerada inútildel material genètic anomenada intró) del gen de la mioglobina (una proteïnamuscular que tots tenim) una regió hipervariable en l’ADN de 33 parells debases i aviat es van trobar més casos com aquest. Això era molt interessant,perque aquesta regió seria diferent en persones no emparentades.
De manera que es van preparar sondes múltiples que, si s’enganxaven, ensindicaven que els dos ADN eren idèntics. Per tant eren de la mateixa persona od’un familiar, recordem que heretem l’ADN dels pares. Serien característics decada individu, constituint el que s’ha anomenat "empremta dactilar d’ADN(DNA/ fingerprint en anglès), molt usats en aclariments de paternitats.
Buscant assassins i identificant restes humanes
Dels accidents o de les escenes dels crims sovint no es poden recollir bonesmostres per fer les identificacions, de vegades només queda una taca de sang,unes dents, uns cabells, caspa, una mica de saliva en un sobre de carta....tenir tan poca cosa fa uns anys impedia usar-los per analitzar-ne l’ADN. Peròaquest camp es va revolucionar amb la tècnica de la PCR, que permet, ambl’ajut d’un enzim, fer moltes còpies d’un trocet d’ADN, com ara del trobat enl’escena del crim.
Per mentalitzar-se en la conservació del medi ambient, no està de mésrecordar aquí que sense una varietat d’aquest enzim de la PCR molt resistent ala temperatura que es va trobar en uns organismes que per sort encara no hemextingit, tot aquest camp estaria sense desenvolupar.
49
La técnica PCR (reacció en cadena de la polimerasa) s’usa molt encriminologia perquè es pot realitzar, com hem dit, a partir de quantitats moltpetites d’ADN de la mostra (taques de sang o semen, per exemple). Laidentificació dels sospitosos, si es dóna, és molt fiable. Utilitzantsimultàniament quatre zones de quatre bases s'aconsegueix un poder dediscriminació superior al 99,9 %.
S’ha usat amb èxit en l'estudi de nensde pares assassinats o desaparegutsdurant la dictadura militar argentina,comparant l’ADN dels nens amb elsdels seus presumptes avis.
A la foto, les mares de la “Plaza deMayo”, a Buenos Aires.
Un altre cas espectacular va ser la identificació el 1994 de les restes òssies dela família de l'últim tsar de Rússia (Nicolás II, la seva dona Alexandra i tresfills) que havien estat assassinats el 16 de Juliol de 1918 però no es sabiasegur on estaven enterrats. Es va usar com a mostra comparativa ADN del'actual Duc d'Edimburg (espòs de la reina Isabel d'Anglaterra) emparentat ambla família imperial russa per via materna (besnét de la mare de la tsarinaAlexandra) i va coincidir amb les restes humanes trobades en una amagadacova prop del lloc dels fets. També va permetre aclarir que una suposadafamiliar supervivent era una impostora.
Un altre cas espectacular va ser laidentificació el 1994 de les restes òssiesde la família de l'últim tsar de Rússia(Nicolás II, la seva dona Alexandra i tresfills) que havien estat assassinats el 16de Juliol de 1918 però no es sabiasegur on estaven enterrats.
www.profesorenlinea.cl/.../ image001.jpg
50
Exercici 1: Fem de detectiusEl cas real que exposem es va resoldre gràcies a la prova de sota. Va haver unassassinat violent, probablement la víctima es va defensar. El sospitós tenia elseu barret (Hat, H a la imatge) i els pantalons texans (Jeans, J) tacats de sang.Deia que s’havia fet mal i que no sabia res del mort. Ara mira’t la provaforense, sembla confusa però amb alguns aclariments el resultat està ben clar:
La columna V indica ADN de la víctima.La columna S indica ADN del sospitósLa columna Hat indica ADN de la sang del barret (Hat).La columna Jeans indica ADN de la sang dels pantalons (Jeans)
Imatge obtinguda de http://www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia/forensetec.htm
a)La sang de pantalons i barret coincideix horitzontalment. Es de la mateixapersona?
b)La víctima i el sospitós tenen el mateix patró? Mira si coincideixen elsindicadors dels dos horitzontalment
c)L’ADN de la sang de pantalons i barret a qui s’assembla? Pot ser del mateixsospitós? o és de la víctima? si estiguessis en un jurat tindries dubtes?
51
Exercici 2:
El president americà del partit demòcrata Bill Clinton (fotodreta) començà un segon mandat el 1996.
Els electors havien aprovat la seva gestió fins aquellmoment, però ja no es va poder tornar a presentar a lareelecció en acabar per un escàndol extraconjugal.
Malgrat les precaucions que va prendre per amagar la seva relació amb unabecària, i que no mantenir-hi mai relacions sexuals complertes, va haver deconfessar el que havia passat, obligat per l’amenaça de les proves d’ADN. Maiabans un president havia pogut estar fiscalitzat així. Informa’t sobre quinesproves tenien els seus opositors republicans i quines anàlisi d’ADN pensavenusar contra ell.
Exercici 3: identificació de restes humanes en catàstrofesDesgraciadament cal identificar els cadàvers d’accidents o atemptats en queno es sap segur qui estava allà. Sovint l’aspecte del cos és irreconeixible, aixícom les empremtes dactilars.
Les proves d’ADN permeten, cada cop més ràpid, aclarir si una part d’uncadàver pertany a una determinada persona. Aquest tema té una granrepercussió social, ja que sense identificar correctament el cadàver, no hi hacertificació de la mort, ni l’atorgament de la nacionalitat que es va fer el 3-2004als treballadors sense papers morts, ni pagament d’assegurances, ni espaguen les herències, ni cerimònies religioses adients a cada víctima, etc.
A rel dels atemptats del 11 de març de 2004 la policia va recollir mostres ontrobar ADN en les peces de la furgoneta que es va usar en l’atemptat. Duesqüestions:
3.1 aquest ADN dels culpables, permet descartar que pertanyi a d’altressospitosos detinguts?3.2 si l’ADN trobat pertany a persones que no estan detingudes, permet trobaren unes hores a qui pertanyen tal com seria el cas si és tractés de lesempremtes dactilars d’uns ciutadans espanyols? perquè?
Simultàniament els forenses van recollir moltes mostres de fragments delscossos sense identificar dels éssers humans destrossats per l’explosió. Algunstotalment indocumentats, treballadors sense papers. Els forenses esperaven lavisita preocupada de probables familiars de les víctimes als llocs d’identificaciódels cadàvers restants, on els visitants han facilitat mostres biològiques perbuscar els seus parents, si hi eren. S’han anat solucionant casos amb l’ajut detècniques d’ADN. Com es deu demostrar? I si no hi ha cap familiar? serveixun company de feina o un bon amic?
52
Exercici 4.Consulta a Internet l’accident de l’avió Yakolev 42. Va haver una gran polèmicaen la identificació dels cadàvers.
Descobreix-la i digues quin paper hi ha jugat la genètica en l’esclariment delcas. Quines conseqüències va tenir en la societat aquest cas?.
Exercici 5Identificant assassins
L’assassí després de matar una dona va llençar la punta de la cigarreta que esva fumar allà mateix. Aquest detall va ser molt important. Reconstrueix comdevia ser l’aclariment del cas usant les proves d’ADN.
53
Enginyeria genètica i medicina
És un fet indiscutible que la l’enginyeria genètica ha permès produir moltessubstàncies útils en medicina. Per exemple, l’hormona del creixement queabans s’aconseguia en petites quantitats dels cadàvers ara la produeixen mésfàcilment bacteris genèticament modificats. O la insulina pels diabètics, quefins fa uns anys s’obtenia del pàncreas dels animals. És obvi que el risc decontagi dels agents infecciosos que podia tenir el cadàver o l’animal despareix.
Però malgrat els molts beneficis per a la salut humana, també es coneix alguncas desastrós del qual cal d’aprendre quines noves precaucions cal afegir. Defet els científics sovint aprenen més coses noves quan es troben amb lasorpresa d’un fenomen inesperat que quan tot surt bé.
La primera malaltia causada per l’enginyeria genètica
Un dels primers productes produïts per enginyeria genètica que es vacomercialitzar és l’aminoàcid L-triptòfan. Els aminoàcids són els componentsde les proteïnes, absolutament necessàries en la nostra alimentació. Eltriptòfan és l’aminoàcid menys freqüent en la dieta tot i que és molt importanten el funcionament del cos humà.
Com que sembla ser beneficiós com a suplement de la dieta d’algunespersones, en la dècada dels 80, la companyia japonesa Showa - Denko vacomençar a fabricar L-triptòfan utilitzant bacteris genèticament modificats(Bacillus amyloliquefaciens), reduint un parell de passos de filtració durant elprocessament del producte. Els bacteris tenen grans avantatges per fabricarmedicaments (barats, sans, productius, patentables...) però tambél’inconvenient que muten molt més que les nostres cèl·lules.
Tornem al triptofan. El triptofan produït per enginyeria genètica es va vendreals Estats Units a partir de 1989. Ningú sospitava que els bacteris quesintetitzaven el triptòfan, degut a una mutació, també estaven sintetitzant unaaltra substància que estimulava el sistema immunològic del cos, provocant unamalaltia aparentment nova coneguda ara com EMS. En el termini d'uns mesos,moltes persones que havien pres el suplement van començar a sofrir la EMS osíndrome de miàlgia eosinòfila, que incloïa problemes neurològics iautoimmunes crònics
Al voltant de 5.000 persones van ser hospitalitzades, almenys 1.500 vanquedar discapacitades permanentment i 37 van morir. Al començament de1990, la FDA (Departament d'Alimentació i Medicaments dels Estats Units) vatreure el L-triptòfan del mercat. Si hagués estat etiquetat com transgènics'hagués accelerat la identificació de la font del problema. El L-triptòfan“transgènic” contenia petites quantitats d’un contaminant tòxic que podia haverestat causat per alguna mutació en la població de bacteris genèticamentmodificats, per la reducció de la filtració, o d'una combinació d'ambdues. Degutal fet que el stock de bacteris genèticament modificats va ser destruït en unincendi del laboratori, la causa exacta del problema mai es coneixerà.
54
L'empresa va anar a judici per mes de 2.000 milions de dòlars per part de lesfamílies dels afectats.
Cal fer controls exhaustius per garantir que fenòmens similars no es doninamb altres productes. Així, es demana que es controli millor la producció deaspartame, un edulcorant molt investigat i en teoria segur, però que devegades té efectes adversos sense explicació clara.
La FDA americana va permetre posar el nou triptòfan en el mercat sensesol·licitar prova alguna. Calia? Després de tot el triptòfan era encara triptòfanencara que produït d'altra manera. Poc després passà la catàstrofeesmentada. Com que tot el laboratori es va destruir miseriosament, no sabemsi la manipulació genètica que havia permès al bacteri produir mes aminoàcid Ltriptòfan tenia relació amb la mutació que va produir la toxina que estavapresent en el producte.
Ara, a casa nostra, el triptofan que podem comprar a les botigues de nutriciós’obté a partir de la remolatxa.
No cal dir que la producció bacteriana de productes mèdics ha d’estar molt imolt filtrada per evitar problemes com aquest.
L’enginyeria genètica i el dopatge
Com a exemple de les coses que poden passar exposarem un relat de ficcióadaptat de “Bioquímica del rendimiento atlético”. Investigación y ciencia,novembre de 2.000”
Situacions similars a la de sota es poden donar en l’esport en els propers anys,ja que aquesta mena de dopatge probablement no serà detectable:
**** Dopatge genètic en l’atletisme del futur?****
Imaginem la final de 100 metres lliures dels Jocs Olímpics d’un Jerusalem enpau l’any 2012. Un atleta poc conegut, Doeson, ja ha batut el record olímpic enla semifinal. Per a la final ha declarat als periodistes que pulveritzarà elregistre.La raó? Resulta que un any abans dels jocs un metge sense escrúpolsproposà a Doeson millorar la seva velocitat fent que els seves cèl·lulesmusculars expressin en més gran quantitat una l’anomenada miosina IIb, queés una proteïna muscular que fa unes contraccions fortísimes, com les delsmúsculs de mamífers com les rates quan fugen; però que es fabrica en pocaquantitat en els humans. A més, les proteïnes produïdes així serien bennaturals i per tant no sospitoses de dopatge. De forma natural un campióolímpic de velocitat, que és qui més en té, no arriba a un 35% en el seusmúsculs. “Tú en tindràs moltes més” li van prometre.
Doeson va acceptar, van injectar-li una petitíssima quantitat de un factor quefaria expressar als principals músculs de cames i cul la miosina “superràpida”
55
Ara ja està convocat a la final Olímpica dels 100 metres lliures.Doeson s’encamina a la pista, s’ajup, posa els dits a terra i elspeus al dispositiu per sortir més ràpid, des del carrer 4rt, elcentral. És el favorit. La jutgessa diu “preparats, llestos,...BANG!”
Dos segons més tard ja treu dos metres al pilot, un avantatge que va enaugment ja que les seves gambades són més poderoses i ràpides que les delsrivals. Arribat als 65m, quan la seva victòria sembla segura, nota unaestrebada en el múscul popliti, que es fa insuportable. Una dècima de segondesprés el tendó rotulià cedeix, incapaç de resistir les enormes forcesgenerades pel seu múscul quàdriceps . Llavors el tendó tiba tant que fractural’ós de la tíbia, i alliberat, el quàdriceps sencer s’arronsa tot al llarg del fèmur.Doeson cau, la seva carrera deportiva ha acabat definitivament.
56
EL DIAGNÒSTIC MÈDIC PER LA IMATGE.(1ª PART)Introducció
Totes les tècniques per diagnosticar problemes en el cos humà que explicarema continuació tenen aplicacions habituals en medicina, però cap d’elles té totsels avantatges. Algunes estan encara a pocs hospitals i són, de moment, moltcares. Com que els pressupostos per a la salut són limitats també influeix enles tècniques que s’apliquen. Els metges trien unes o altres en funció delsteixits a explorar, de la precisió en el diagnòstic, els possibles riscs, els preusde les proves, etc. Anirem explicant les més habituals en l’ordre en que s’hananat aplicant a la sanitat. Ben segur que en els propers anys noves aplicacionsde la ciència permetran fer-ne de noves o integrar les actuals per aprofitar elsavantatges de cadascuna, com ja s’està fent.
Els Raigs X
Testimoni real
“..el passat dia 15 d'octubre, tornant de l'institut, vaig relliscar en el paviment mullatper la pluja a uns 50 m de la porta de casa. Se'm va torçar el turmell i, com aconseqüència es va trencar el peroné i un lligament. A la imatge que hi ha acontinuació es por apreciar la fractura.L’endemà, a la clínica vaig ser operat , amb el resultat que es mostra a la imatge dela dreta. Com es pot observar tot ha tornat al seu lloc.
Ara estic de baixa sense poder posar el peu esquerre al terra, sembla que per unesquatre setmanes. Haig de caminar amb crosses però, encara que amb mobilitatlimitada, vaig fent..Com que em sobra temps m’he entretingut en escannejar les radiografies i enviar-les a algunes de les persones que m’envien correu habitualment. Veieu els clausque m’han posat a la radio de la dreta? (Alfonso)”
57
Qui no ha anat a la consulta del metge a fer-se una radiografia o qui no hapassat la maleta en l’aeroport pel detector de raigs X?. Molta gent ha sentitparlar dels raigs X, però què són?
L’any 1895 W.C.Röntgen va descobrir per casualitat els efectes d’aquestaradiació aquesta radiació i com que ignorava què era la va anomenar “X”,desconeguda. Ara sabem que els raigs X són radiació electromagnètica, comla llum visible, però de molta major freqüència, i, per tant, porten molta mésenergia. Aquesta radiació és invisible i s’emet quan els electrons d’un àtom sónexcitats per la radiació i en al nivell habitual emeten raigs X.
Els raigs X penetren en el cos humà i per això s’usen en medicina, en elsdetectors dels aeroports, en l’estudi dels cristalls i en la identificació de lessubstàncies químiques.
Detectors de metalls Radiografia dental, amb empastes blancs, opacs a laradiació. L’aire
http://www.cnn.com/US/9804/12/school.crime/ http://www.sobrape.org.br/academicos/dr_irineu_gregnanin_pedron/editorial/proc_perio_conserv/fotos/joaomedeiros0.gif
58
Els raigs X es produeixen per l’impacte sobre platí o tungstè d'electrons moltaccelerats, a l'interior d'un tub de vidre tancat on s’ha fet el buit. Llavors els raigX travessen el cos, interrompent-se amb ossos i dents i impressionant la granplaca de pel·lícula fotogràfica que hi ha al darrera.
Les imatges que els raig X permeten obtenir de l’interior del cos són plans moltbàsics: frontals, laterals, etc, sense la sofisticació de la tècnica del TAC ques’explica més endavant. Però en comparació a les tècniques més modernessegueix essent la més ràpida, còmoda pel pacient i la més econòmica.
El seu ús en medicina ha anat en dues direccions distintes: una és la millora enel diagnòstic de diferents malalties amb dosis de radiació cada cop menors.L’altra són els nous mètodes de teràpia del càncer basats en destruir lescèl·lules cancerígenes amb raigs X.
Els raigs X quan travessen l’aire deixen la radiografia negra, perquè res elsinterromp i la radiografia (que és una pel·lícula fotogràfica) queda totalmentimpressionada pels Raigs X. Però quan els raigs X troben ossos en el seucamí, deixen una part de la pel·lícula fotogràfica de la radiografia més o menysblanquinosa perquè no han pogut passar bé. Els objectes metàl·lics, que sónmolt opacs a la radiació, no deixen impressionar la radiografia i queden blancs.
Exercici 1: Es convenient exposar els rodets de fotografies a l’escàner delsaeroports?Exercici 2: Durant l’embaràs es fan radiografies del fetus? Per quina raó?Exercici 3: Quan es fan radiografies de l’abdomen o del tòrax es tapen elsgenitals dels nens amb una planxa de plom. Perquè? Amb nenes la planxacobreix, a més, part de l’abdomen. Justifica-ho. Els treballadors que fan lesradios porten uns davantals de plom que pesen moltíssim. Per què?
Exercici 4 Busca informació sobre Marie Curie. Intrepretaaquesta radiografia pionera que ella mateixa es va fer a la sevama.http://www.aip.org/history/curie/resbr1.htm
Exercici 5: Interpreta les zones negres de les radiografies que guardes a casateva. Record que els pulmons i l’estómac contenen aire.
59
Exercici 6: Aquest infant de dos anys ha fet una entremaliadura. Observeu lesradiografies, llegiu més avall i proveu de deduir quina ha estat... Haurem d’usarel que ja hem après en aquesta unitat.
6.1 Recordes quina mena de materials quedaven blancs en la radiografia? Imés foscos?
6.2 Com pots veure a la part de sota de les radiografies, es van fer el 9 i del17juny. La rodona blanca, que no ha pogut ser atravessada pels raig X,està a l’aparell digestiu. S’ha mogut del dia 9 al 17? Que s’havia menjatprobablement aquest infant?
6.3 Es cordava els pantalons amb tirants o amb cinturó? Pots saber-hointerpretant la peça blanca que es veu a l’esquerra de les dues radiografies.
6.4. A la del 9 de juny es veu clarament un quadrat opac sobre els genitals.De quin tipus de material està fet? Perquè serveix?
6.5. Els pares del nen entremaliat van poder descansar uns dies més tardquan van escoltar el “clinc” en l’orinal. Reconstrueix tota la història perescrit.
60
Raigs X en dosi baixes: les mamografies
http://www.imaginologia.com.br/pacientes/exames/imagens/mamog2.jpg
Una mamografia és un examen amb raigs X dels pits. S'usa per a detectar i diagnosticarmalalties a les dones que hi tenen problemes, com un bony, dolor o secreció del mugró.Permet detectar tumors encara que siguin petits i no es puguin palpar.La mamografia es duu usant més de 30 anys, i en els últims 15 anys els avenços tècnicshan millorat molt, tant la tècnica com els resultats. Avui en dia, l'equip de raigs X permamografia està molt especialitzat, usant-se únicament per a aquesta tècnica, produintestudis d'alta qualitat però baixos en dosi de radiació. Els riscos de radiació es considereninsignificants.
El pit es col·loca entre les dues plaques de la unitat de mamografia, i s'aplica pressió pera comprimir el teixit. Això és molest però necessari a fi d'obtenir la millor imatge amb lamenor quantitat de radiació possible. Se li demana a la pacient que aguanti la respiraciódurant uns pocs segons mentre s’irradia. El tècnic se situa darrere d'una finestraprotectora i pren la imatge.
Cada any es diagnostiquen gairebé a la UE més de 100.000 nous casos de càncer depit, amb una taxa de curació entre el 70 i 80 % . Una de cada deu dones potdesenvolupar càncer de pit. En els homes és més rar.
Per sort la mamografia pot detectar més del 90 per cent dels càncers de pit abans que estornin prou grans per a palpar-los o provocar símptomes. S'ha descobert que el 70 percent de les dones a les quals se'ls ha diagnosticat el càncer del si no tenien factors de riscsignificatius. Això significa que tan l’autoexàmen mensual dels pits, com les mamografiesi els exàmens clínics són molt importants en la detecció primerenca del càncer de pit.
61
Notícia: Un prototip de mamògraf redueix en 50 vegades la radiació emesa en lesmamografies
Investigadors del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), en col·laboracióamb la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i l'Hospital de Sabadell, treballen en unprototip de mamògraf que mitjançant un sistema de conversió directa podria deixar ennomés un 2% la radiació emesa amb els sistemes tradicionals. Manuel Lozano, científicque hi treballa, explica que es tracta d'un mètode completament digital, basat en un xipque és capaç de comptabilitzar individualment el 99% dels fotons. Amb aquest sistemas'aconsegueix més definició i contrast, i es disminueix un dels principals inconvenientsdels sistemes actuals. Els mamògrafs tradicionals requereixen dosi de radiació altes per aaconseguir imatges definides, la qual cosa perjudica la salut de la pacient si la sevaexposició és perllongada. Els avanços en la qualitat dels raig-X i les pel·lículesfotogràfiques han millorat l'efectivitat d'aquestes tècniques, però encara hi ha molt camíper recórrer; en concret, respecte a la quantitat de radiació necessària per a produirimatges i a la reducció de l'inevitable “soroll”, el factor més important a l'hora d'aconseguircontrastos. El sistema no està encara disponible i els investigadors segueixen realitzantproves. Si es té en compte que a partir dels 40 anys és convenient que una dona es faciuna mamografia anual, la seva exposició a la radiació amb el nou mamògraf disminuiriade tal forma que una sola sessió amb el sistema tradicional equivaldria a una vidasencera de revisions aplicant la nova tecnologiahttp://www.csic.es/prensa/Noticias%202004/febrero/2febrero.html
Exercici 7: Que vol dir l’expressió ‘soroll’ en el text?. Per què la tècnica no està encaradisponible si va tan bé?
62
T.A.C. o Tomografia axial computada
Testimonis reals:
En Sergi havia estat nedador. Ara, vint anys després d’haver-ho deixat, vol travessarl’estret de Gibraltar nedant, una gran aventura per a ell i que demana una llarga i intensapreparació. Malgrat que l’estret medeix 14 km, cal nedar-ne 20 fent un arc decircumferència per aconseguir que els corrents et duguin a terra. Ha començat a entrenarfa sis setmanes progressivament però potser ha augmentat massa ràpid el quilometratgenedat. Una espatlla li fa molt de mal i no es desinflama del tot en descansar ni ambmedicaments. Ha anat al traumatòleg a fer-se proves i el metge ha triat que la tècnicamillor per visualitzar la zona dolorosa i fer un bon diagnòstic, (oferint una bona relacióqualitat preu) serà un TAC o Tomografia axial computada.
Ha estat la primera vegada que en Sergi es sotmet a un TAC. No li ha fet por el tub on elvan fer estirar, senzillament va tancar els ulls i recordà coses agradables de la seva vida.
Amb les imatges s’ha descobert que un canal de l’articulació de l’espatlla pel qual passaun tendó del braç, és una mica més estret del normal. Per tant no és difícil que elproblema es torni a repetir. El TAC li ha aclarit la situació que no es veia a les radiografiesnormals. “Hauré d’oblidar el meu projecte, això sí que m’emprenya. Però no perdré més eltemps, ja sé quin problema tinc...(Sergi)”
Aparell per reaitzar TAC. El pacient estirat s’introdueixdurant una estona en el seu interiorhttp://usuarios.lycos.es/cedico/tac.gif
La història d’aquesta tècnica té una curiositat “musical”:L’inventor del TAC no va ser cap metge sinó un físic, GeoffreyHounsfield, que treballava en la casa discogràfica EMI.Un dia, preparant tubs de buit pels aparells de so, se li vaacudir que si detectava els raigs X en diferents plans dedetecció al voltant del pacient, obtindria una imatgetridimensional i més rica en informació que no les plaquessimples de raigs X. Així es va inventar la tomografia (tomos engrec significa ‘tall’), obtenint el premi Nobel en 1972.
Aquesta tècnica permet obtenir imatges radiogràfiques del cos humà, però elgran avantatge és que podem obtenir qualsevol secció del cos humà, tambéinclinades, ja que amb l’ajut d’un ordinador es poden “computar” i donar formad’imatge als resultats, presentant també imatges tridimensionals. Aquestatècnica treu molt partit als raig X, encara que la prova és més engorrosa, méslenta i més cara.
63
El procediment consisteix a fer passar a través del cos del pacient un feix deraigs X en forma de ventall que són recollits per un seguit de captadorselectrònics situats a l'altra banda del cos; l'emissor i els captadors són situatssobre un mateix pla transversal, i el conjunt gira uns 180° entorn d'un eix fixque es fa coincidir amb el centre de la secció del cos que hom vol estudiar, queroman immòbil. El pacient no es pot moure per res, ni per gratar-se, per moltestemptacions que tingui en la llarga prova!. La intensitat del raig rebuda pelscaptadors, que depèn de la densitat dels teixits que travessen (hom atribueix elvalor -2 000 a la de l'aire, o a la de l'aigua i 2 000 a la dels ossos), genera uncorrent elèctric proporcional a aquesta que és diferent per a cada posició del'emissor. Aquesta informació és recollida i sintetitzada per un ordinador queproporciona directament una imatge sobre la pantalla d'un monitor de televisió,però també pot ésser fixada, si convé, sobre pel·lícula fotogràfica.
Per saber-ne méshttp://www.grec.net/cgibin/heccl2.pgm?NDCHEC=0214233&PGMORI=A
64
Ressonància magnètica nuclear (RMN)
Testimonis reals:Javier, escalador
“ fa molts anys vaig tenir un accident d’escalada a Montserrat en que vaig cauredret a terra des d’uns cinc metres d’alçada. Una vèrtebra de la columnavertebral es va aixafar cap a darrera i cap al costat dret, “acuñar” em diu elmetge. Sempre m’està molestant, especialment en llevar-me al matí i cada copmés.
El metge pensava que els discs podien estar amb el pas dels anys encara mésatrotinats i, a més, podia haver alguna compressió medul·lar. Malgrat que jatinc una bona col·lecció de radiografies el metge ha considerat que la tècnicamillor per visualitzar la zona dolorosa serà una Ressonància magnètica nuclear oRMN.
Ha estat la primera vegada que me la fan, l’aparell sembla el del TAC, però famolt més soroll, em van donar uns auriculars protectors i un botonet avisadorper si m’agobiava, ja que necessitaven 45 minuts per fer-me tota la columna.
Les imatges m’han dit que els inclouran en un material per a estudiants, emsembla molt bé”
Nota: Les RMN del Javier estan dues pàgines més endavant, aprofitades per a unexercici
La R.M.N. o “Ressonància”, com sovint s’anomena la prova mèdica de“Ressonància magnètica nuclear, és ara un dels millors mètodes de diagnòsticen medicina. D’entrada fa una mica de por a algunes persones, ja que calposar-se a l’interior d’una mena de tub sorollós durant molta estona. Té unaspecte similar a l’aparell per fer el TAC.
Aquest tub, una mica clasutrofòbic per algunes persones, és del tot necessarija que conté un gran imant circular dins el qual és introduïda horitzontalment lapersona. A l'interior de l'imant, unes bobines a banda i banda del cos creen uncamp electromagnètic que va variant.
Modificant la radiació electromagnètica es pot aconseguir que en una regió delcos del pacient hi hagi prou camp magnètic perquè els nuclis dels àtomsd'hidrogen que hi ha en totes les cèl·lules del cos n’absorbeixin l'energia.Llavors, en aturar de sobte el camp electromagnètic (els pacients noten que lamàquina canvia el soroll que fa), es permet que els àtoms d’hidrogen retornena l’estat energètic anterior i alliberen l'energia que acaben d’absorbir, que seràproporcional a la densitat d'àtoms d'hidrogen presents aquella zona del cos.
En el mateix aparell aquesta energia “de rebot” és captada i mesurada, i laseva magnitud i localització espacial és enregistrada per un ordinador, queprocessa la informació corresponent i en genera una imatge de síntesi.
65
La RMN permet visualitzar les parts toves delcos. Notis que, a part d’ossos es veu elcervell i altres òrgans tous. Fixeu-vos lazona del nas que només té aire...
Font:http://www.drscope.com/privados/pac/generales/radiologia/f27.jpg
Aquesta tècnica té distints avantatges. D’una banda permet d'obtenir dadesprecises dels teixits tous, a diferència dels raig X, que sols mostren parts durescom els ossos. Per altra, en usar un camp magnètic enlloc de radiacionsionitzants (com en els raig X o el TAC), es considera un procedimentabsolutament innocu.
Com que aconsegueix imatges radiogràfiques fàcilment interpretables dequalsevol pla del cos humà, la qual cosa li confereix avantatges sobre altrestècniques que, malgrat que també ho fan, usen radiacions com el TAC.
Una important aplicació de la ressonància magnètica nuclear és l’estudi delslíquids orgànics. La RMN diferencia els nuclis dels àtoms d'hidrogen que hi haen els líquids en moviment d'aquells que estan aturats. Així possibilita l'estudide líquids orgànics, com ara la sang o el líquid cèfalo-raquidi del sistemanerviós la sang, sense necessitat d'utilitzar substàncies de contrast.
També permet estudiar el metabolisme humà directament sobre el cos humà,(in vivo), com ara la contracció muscular o l'activitat del teixit cerebral, perexemple, sense provocar-hi interferències i sense necessitat d'utilitzartècniques agressives. Això permetrà avançar en l’estudi del cervell, tan en lasalut com en les malalties
En medicina també s’utilitza per detectar teixits tumorals, que són transparentsals raigs X, però essent més rics en aigua —i, per tant, en àtoms d'hidrogen—que els teixits contigus, es destaquen amb la RMN.
Per tot això la ressonància magnètica nuclear s'ha convertit en un estudi deprimer ordre en la diagnosi de la patologia del sistema nerviós (és considerat jaun procediment de primera elecció per a l'estudi de la patologia de la medul·laespinal i de la columna vertebral, i també per a la localització, delimitació idiferenciació dels tumors intracranials) i del sistema músculo-esquelètic(múscul, cartílag, lligament, tendó), i cada cop té més aplicacions en altresregions corporals (tòrax, cor i grans vasos, abdomen).
A l’octubre de 2003, L'Institut Karolinska d'Estocolm atorgà el premi Nobel demedicina i fisiologia als científics Peter Mansfield, britànic, i Paul C.Lauterbur,nordamericà) per la seva aportació en el camp de la visualització de lesressonàncies magnètiques nuclears en el camp de la medicina.
66
Per saber-ne més:Font: http://www.grec.net/cgibin/heccl2.pgm?NDCHEC=0154207&PGMORI=A
Exercici 8: Compara les imatges següents:8.1 Quines correspon a Raig X convencionals i quines a RMN. Com ho
saps?8.2 Quins avantatges té la segona tècnica?8.3 Observes alguna anomalia en la columna estudiada?
Un exemple de l’estranya història de la ciència
Paul Lauterbur i Peter Mansfield van ser premiats amb el Nobel de Medicina el 2003 pelsseus treballs de 30 anys abans, que han permès obtenir imatges usant el fenomen físicde la ressonància magnètica nuclear (RMN).
La revista Nature, que va publicar el treball, ha recordat que primer li va rebutjar ja que laopinió d’altres científics que havien vist l’article havia estat desfavorable.
Aquest cas es suma a molts altres en que van estar rebutjats treballs que posteriorment,quan es van publicar en una altra revista, van rebre fins i tot el premi Nobel. Per exemple,els treballs amb el cicle de Krebs que ara s’estudia a la Biologia del Batxillerat o laradiació del forat negre del conegut científic Stephen Hawking, van ésser treballs rebutjatsen principi. Eren massa innovadors pel seu moment i els altres científics que fan d’àrbitrea les revistes per decidir quins articles es publiquen no els van considerar apropiats.
Quan els historiadors i filòsofs han estudiat els detalls de la història de la ciència han vistque avança d’una forma sorprenent: períodes de treball normal interromputs perveritables novetats. Succeeix que durant un temps els científics van treballant aportantcoses que són la continuació de les que ja se sabien... fins que un dia apareix unaproposta realment nova. La major part de les ocasions no prospera, generalment perquèno explica millor la realitat, però alguna vegada la proposta nova supera les objeccions iuna nova concepció s’obre camí: una revolució científica.
Per saber-ne més sobre les revolucions científiques pots buscar informació sobre T. S.Kuhn, que és qui va proposar aquesta interpretació de la història de la ciència
67
EL DIAGNÒSTIC MÈDIC PER LA IMATGE. (2ªPART)
Gammagrafia
És un mètode d'exploració clínica, fonamentat en l'administració endovenosa(injecció) en una vena perifèrica d'una substància radioactiva, que es va fixantd'una manera selectiva sobre les cèl·lules de l'òrgan que cal estudiar. Si tenenel metabolisme molt actiu, com en el cas dels tumors, les cèl·lules del qualcreixen més ràpid que les normals, es fixen més allà. Les substànciesemprades són substàncies radioactives de vida curta. Els òrgans generalmentestudiats amb aquesta tècnica són els pulmons, la tiroide, els ronyons, el fetgei els ossos. És una prova llarga, encara que sovint el pacient queda ‘lliure’després de la injecció fins al moment de comprovar on s’han dipositat lessubstàncies radioactives.
Aquest estudiant de 3er d’ESO tenia unbony en un dit d’un peu que va aconsellarfer una gammagrafia per descartar untumor.
Les cèl·lules d’un tumor creixen més ràpid iper tant tenen un metabolisme més actiuque es pot detectar amb aquesta prova. Ales imatge de l’esquerra (gammagrafies) noes va observar res d’estrany.
“Després d’injectar-me el marcador em vanfer beure molt de líquid per orinar molt,suposo que per expulsar la substànciaradioactiva. Vaig podr sortir de la clínica finsdues hores més tard. La prova és llargaperò no fa mal” va explicar després aquestnoi.
La zona d’os deformat, un dit del peu, nopresenta cap tumor.
Gammagrafia de les cames amb leucòcits marcats. Els leucòcits sóncèl·lules encarregades de la defensa del nostre cos.S'aprecia amb la taca fosca una alta captació dels leucòcits en elgenoll dret del pacient.
http://www.oc.lm.ehu.es/Fundamentos/patologia/Imágenes/Osteomielitis.htm
68
Tomografia d’Emisió de Positrons (PET o TEP)
Testimoni real:
L’Isaac va patir un càncer i aquesta tècnica ha ajudat a viure més tranquil.
“ .... Vaig tenir una intervenció quirúrgica per càncer de colon al febrerdel 2000. En posteriors analítiques per veure si el càncer havia desaparegut deltot, els oncòlegs de l’Hospital Germans Trias i Pujol (Can Ruti) van veure queels nivells de l’antigen CEA sempre estaven dins de la normalitat i altresproves com el TAC, la ressonància i les ecografies no manifestaven activitattumoral. Tot això estava bé.
Però sempre sortia alterat un altre indicador: l’enzim LDH, (lactatdeshidrogenasa) que tenint els valors de referència entre 95 – 420, sempresortia i continua sortint per sobre de 1300, i en alguns casos per sobre de3000. Això era preocupant.
De manera que els metges van demanar la realització d’una PET al juny del 2001per trobar o descartar cap focus neoplàsic, cap grup de cèl·lules canceroses.
Aquesta prova va ser denegada en dues ocasions per la “Comissió d’assistènciasanitària per a convenis i prestacions de caràcter excepcional”. Així que, perquedar tranquil, vaig realitzar la prova pel meu compte al CETIR CENTRE MÈDICS.A. pagant 1.083 €.
Evidentment la sol·licitud de rescabalament de despeses que vaig fer desprésdavant del Servei Català de la Salut em va ser denegada, ja que s’haviademostrat que jo estava sa i la prova del TEP era ‘innecessària’, de la qualcosa me n’alegro molt, doncs només me l’hauríen acceptat en el cas que la provahagués demostrat el seu error: la presència de neoplàsia, de càncer.
Si aquest relat té utilitat en un curs de ciències, me n’alegraré.
Isaac “
La tomografia per emissió de positrons (T.E.P, més coneguda com a P.E.T. enanglès) mesura l'activitat metabòlica de les cèl·lules. S’utilitza sobretot enpacients que tenen malalties del cor, del cervell i càncer. La PET ajuda avisualitzar els canvis bioquímics que tenen lloc en el cos, com el metabolismedel múscul cardíac.
El procediment consisteix a administrar al pacient una substància que utilitzal'òrgan que es vol estudiar, però marcada amb isòtops radioactius de vida curtaque emeten positrons. Posteriorment, mitjançant amb la càmera especial quees posa al voltant del pacient estirat es detecta la radiació produïda per lacol·lisió entre els positrons emesos i els electrons de la matèria circumdant.Amb el processament informàtic de les dades s’obtenen les imatges queindiquen la utilització de la substància administrada. Per exemple, una cèl·lulacancerígena usa molt ràpid la glucosa, així podem seguir en l’organisme viu elseu metabolisme. Un altre cas és l'estudi de l'activitat cerebral d’una personaviva, subministrant glucosa marcada, i les imatges obtingudes seran diferentssegons que el pacient estigui parlant, dormint o efectuant diverses accions
69
Al principi, els procediments de la PET es realitzaven només en centresespecialitzats. L'equip utilitzat en aquests centres és bastant car. No obstantaixò, una nova tecnologia permet que els sistemes de càmeres gamma (undispositiu que explora a pacients als quals se'ls han injectat petites quantitatsde materials radioactius), com els usats en altres procediments de medicinanuclear, siguin adaptats per al seu ús com escàners de PET, amb un preu moltmenor.
Per fer una PET no cal l’ingrés del pacient ni és necessari dejunar abans del'examen; no obstant això, se li pot aconsellar al pacient que s'abstingui deconsumir alcohol, cafeïna, alguns medicaments i tabac. Encara que cadahospital pot tenir protocols específics, normalment es segueix aquest procés:El pacient es fica al llit en una taula que es llisca fins la meitat de l'escàner dePET. S'injecta una petita quantitat de material radioactiu en la vena. L'escànerdetecta la radiació emesa i projecta una imatge de l'àrea, permetent veure laubicació del procés metabòlic. Per exemple, mostrarà l'àrea on la glucosa estàsent utilitzada en el cervell, el cor o un tumor creixent. El procediment pot durarde 30 minuts a 2 hores.
Exercici 9: El preu actual de la PET déu ser més alt o més baix que el delrelat? Perquè? Una persona del curs pot preguntar a la Seguretat Social siencara cal autorització especial quan un metge encarrega una PET.
10: Busca quants anys fa que es va investigar què eren els positrons. En aquellmoment es sabia que podria salvar vides humanes?. Que et fa pensar sobre lanecessitat de investigació bàsica que no té un aplicació clara?
Exercici 11: La despesa pública mundial en física de partícules és molt alta.Explica dos arguments en favor de augmentar-la i dos per estancar-la.
Exercici 12: En el relat del testimoni apareix terminologia científica que sovintcal que entenguin els ciutadans. Defineix colon, antígen, enzim, oncòleg,neoplàsia, metàstasi.
Exercici 13: Comparació de l’estat del pacient abans i després del tractamentd’un tumor pulmonar mitjançant radioteràpia. Per comprovar si queden cèl·lulescanceroses, s’injecta un marcador (FDG o fluordeoxiglucosa), que s’eliminadesprés del cos. A la bufeta de l’orina i al sistema circulatori es detecta lapresència del marcador, cosa ben normal.
El tumor pulmonar està assenyalat amb la fletxa del tractament. (DavidTownsend, Universitat de Pittsburg,http://www.uv.es/metode/numero27/40_27.html)
70
13 a.- Mira amb atenció les dates de les dues imatges. Ha desaparegut eltumor?13 b.- La fletxa blava indica un lloc del cos on s’acumula el marcador del líquidinjectat. Quin lloc del cos és?
Exercici 14. Diagnosticar amb rigor demències com l’Alzheimer en una personaviva no és fàcil. Les imatges de sota, obtingudes mitjançant una TEP,representen el grau de metabolisme cerebral en un jove sa, en un ancià sa i enun ancià afectat per la malaltia d’Alzheimer. Les imatges de la part inferior esvan prendre simultàniament mitjançant ressonància magnètica (RMN). (DavidTownsend, Universitat de Pittsburg) http://www.uv.es/metode/numero27/40_27.html)
14a.- Quin cervell presenta menys activitat? Quina prova ho demostra ambmés claredat?
Exercici 15. Resumiu la notícia de la pàgina següent, en que s’informa d’unanova tècnica disponible a l’Hospital de Bellvitge a finals del 2003.
71
72
Ecografia
Testimoni imaginari:
“... Abans del naixement del Marc vaig haver d’anar a la ginecòlogaben espantada. Estava amb l’embaràs ja molt avançat i aquell dia nosentia que el fetus es mogués gens. No sabia si em podi tornar a mirarcom estava el fetus. La ginecòloga em va explicar que no havia caprisc en fer més ecografies de les habituals ja que aquesta tècnicanomés envia ones sonores i en recull el eco per dibuixar la forma delfetus. No se li envia cap radiació. La eco va quedar molt bé.. mireu asota com en Marc es mama el dit!”
http://www.consumatori.it/rivista/articoli/ecografia.jpg
http://www.medicina.unal.edu.co/ginecologia/ecografia.jpg
L’ecografia permet la localització d'objectes enviant ones ultrasòniques através de la pell cap a l'òrgan a estudiar. Després han estat reflectides, com uneco, es recullen i es forma la imatge, no sempre fàcil d’interpretar. Per facilitarel pas de l’ultrasò al cos del pacient s’unta amb una mena de gelatina, com esfa en la foto superior. Coneixent com és la imatge ecogràfica d’un òrgan sa espot distingir les variacions patològiques.
En l'actualitat s'ha convertit en una prova indispensable en ginecologia i altresdiagnòstics pel seu baix cost i el seu caràcter innocu. També és una ajut perorientar als metges mentre fan una punció en el cos humà per tal d'obtenirmostres o bé per a drenar el pus.
73
Exercicis finals
Exercici 1: Un esportista s’ha esquinçat un múscul. Li serà més útil unaradiografia o una RMN? Justifica la resposta.
Exercici 2. Les proves diagnòstiques basades en les imatges permetenobservar el comportament dels teixits dels éssers vius “in vivo”, és a dir, sensehaver-los de preparar fora del cos ni posar-los al microscopi. Quina utilitattindrà això?
Exercici 3 Fes un quadre comparant les tècniques estudiades.
Exercici 4:Dividiu-vos en grups per buscar informació sobre el descobriment dels raigs X ila radioactivitat. Aquest tema va estretament lligat a la figura de Mme Curie. Hiha moltes fonts d’informació, des d’enciclopèdies en paper a llocs webd’internet. Aprofiteu per fer una reflexió sobre el paper de les dones en lahistòria de les ciències. Escriviu, sense copiar ni una sola frase, un informesobre el tema.
Exercici 5:Entrevista a un professional del diagnòstic per la imatgeAbans de començar cal preparar molt bé l’entrevista per obtenir la informaciórellevant i no ocupar gaire temps a la persona entrevistada i no provocarsuspicàcies en el personal mèdic. Ells no tenen res a guanyar, només ho faransi tot està ben clar i no suposa cap problema.
Anar a l’hospital adequat, identificar-se correctament amb un curta nota escritaen paper del vostre centre pel vostre professor/a. Pot ser de l’estil de
“Els estudiants -----, de ---,curs estan realitzant un estudi sobre el diagnòsticper la imatge. Agrairé l’ajut que els hi pugui donar”. Amb la identificació delprofessor i la seva signatura.
Un cop a l’Hospital, explicant el motiu, demanar per la persona responsable delservei de diagnòstic per la imatge o d’un col·laborador/a . Podeu demanar eltelèfon per poder preguntar al dia següent si voldrà contestar.
És convenient deixar-li l’enunciat de les preguntes que li volem fer durantl’entrevista en una carta al seu nom. Se li pot dir que un cop transcrital’entrevista (usareu una gravadora si ens autoritza) podrà supervisar el texttranscrit en paper. També pot afegir temes ell mateix. Explicar-li si desprésserà publicada en la revista de l’institut.
Dividits en grups redacteu a classe les preguntes. No pregunteu les coses quees poden trobar fàcilment en una enciclopèdia, us pot donar altresinformacions. Per exemple, sobre els riscs –si n’hi ha- i les precaucions quecal observar amb els pacients i amb ells mateixos, com aprenen les novestècniques, que va d’estudiar de jove, quines són les tècniques més usades
74
actualment, qui les paga, les tècniques amb més futur i la raó, on es llencen lesproves, etc.
Un cop discutides les preguntes a classe redacteu el qüestionari (s) definitiu.
Exercici 6:Interpretació d’imatgesEs poden treure d’internet, usant un buscador com Google/imatges. Peròpotser serà més profitós fer-ho amb les que aporteu de la classe.
Primer caldrà demanar a casa les proves diagnòstiques que hagin conservat:raigs X, TAC, RMN, etc. Triar-ne una feta en cada tècnica, les que visualmentsiguin més evidents per interpretar a classe. Preguntar a la família si les podeuusar, tapant prèviament amb un retall de paper enganxat amb cello el lloc onsurt el nom del pacient. Molta cura en no perdre-les, són importants!
Porteu-les per grups en dies diferents i poseu-les a les finestres per interpretar-les una mica durant uns minuts entre tots. Amb una càmera digital seria moltrecomanable fer fotos i, un cop classificades organitzar, per exemple, diferents"“power point" per exposar el que heu après a altres persones o fins i tot fer unweb.
Exercici 7:Ampliació: imatges de malalties cerebralsNavega per la pàginahttp://braininspect.com/spect_lib/spid.php?cat=addadderall&lang=EN&theme=MOK
Vistes les imatges que hi ha, traieu conseqüències per a la filosofia, lapsicologia, la medicina...
75
L’AIRE QUE RESPIREM (I)
Europa va registrar el 2003 els índexs més elevats de contaminació de l'últimadècada
Els resultats preliminars d'un estudi de l'Agència Europea de Medi ambient (EEA/, enles seves sigles en anglès) revelen que en l'estiu passat es van registrar els nivellsmés alts de contaminació atmosfèrica a Europa de, almenys, l'última dècada. Més dela meitat dels països estudiats, i especialment, Bèlgica, França i Espanya, vansuperar el llindar de precaució amb nivells superiors de contaminació alsrecomanables per a la salut humana. La calor estival, combinat amb les emissionscontaminants, com les del trànsit i la indústria, ha tingut unes repercussionsdràstiques per al medi ambient europeu. A més dels greus incendis que van acabaramb milers d'hectàrees forestades, i la forta sequera, la contaminació atmosfèrica,causant de gran nombre de malalties, es va disparar.http://www.prevencionintegral.com/Default.asp?http://www.prevencionintegral.com/Noticias/Noticias.asp?ID=3958
Introducció.
L’aire que respirem, especialment a les ciutats, és motiu de preocupació perpart dels ciutadans i les autoritats sanitàries. Malalties pulmonars com l’asma,l’enfisema o la bronquitis s’agreugen amb l’atmosfera contaminada.
Es defineix la contaminació atmosfèrica com la presència en l'aire de certessubstàncies en concentracions prou elevades sobre el nivell ambiental natural,com per a produir un perjudici en la salut humana, animal, vegetal o alsmaterials. Aquestes substàncies poden tenir un origen natural (volcans,oceans, etc.), o poden ser introduïdes per activitats humanes(antropogèniques). Tenint en compte que cadascú inspira diàriament 17.500litres d'aire, és evident que la qualitat de l'aire és una qüestió important.
Existeix una gran varietat de substàncies presents en l'atmosfera, encara quemoltes d'elles estan en molt baixa proporció. El procés que provoca la majoriadels fenòmens de contaminació atmosfèrica és la combustió de carbó oderivats del petroli, que llança a l'atmosfera, entre altres, tones d'òxids desofre, fums negres, partícules en suspensió i òxids de nitrogen. En cremaraquests combustibles es generen els contaminants abans esmentats, a mésdel diòxid de carboni, que és el principal responsable de l'escalfament delplaneta.
Actualment, la qualitat de l’aire està molt influïda pels vehicles a motor i laindústria.
En el passat, accidents com el de Sevesso o el de Bhopal van ser dos casosen que es va produir una gravíssima contaminació atmosfèrica d’origenindustrial, amb pèrdua de vides humanes i molta població afectada.
76
Peu: Malgrat la contaminació, l’ús de filtres no ésactualment tan important per a la salut de ciclistes imotoristes com el del casc. La qualitat de l’aire hamillorat en ciutats com Barcelona els darrers vintanys, en traslladar la indústria, crear rondes i millorarla qualitat dels combustibles dels automòbils icalefaccions
Font imatge ciclista: http://news.bbc.co.uk/1/hi/health/1330222.stm
Font imatge grafica prevalença:http://www.cdc.gov/nceh/airpollution/spanish/images/asma.gif
Què ens diu la ciència?
Hi ha moltes substàncies contaminants afegides a l’aire per la indústria i elsautomòbils. Les més habituals són els gasos monòxid de carboni (CO), eldiòxid de sofre (SO2), els òxids de nitrogen (NO2), l’ozó (O3) i les partícules ensuspensió.
A l’atmosfera reaccionen amb l’oxigen, amb el vapor d’aigua de l’aire i entreells. Així es produeixen nous contaminants. Més informació en el quadre de lapàgina següent.
Relacionant ciència i societat
L’estil de vida de la població a les ciutats depèn cada cop mes de la mobilitat.Des de fa bastants anys la població tria feines allunyades del seu domicili odels llocs on li cal anar a comprar, escull escoles allunyades, etc. Tot això faque la població es desplaci molt més que en el passat, sobretot usant vehiclesa motor.
Malgrat l’evidència dels problemes generats per la gran quantitat de vehicles amotor, és un tema complicat d’arreglar pels conflictes d’interessos que hi ha.Per exemple entre els drets individuals i el bé de la comunitat. Els cotxesparticulars, que donen mobilitat i privacitat a tants ciutadans, són una de lesfonts principals de contaminació atmosfèrica.
77
Actualment ja hi ha la tecnologia per aconseguir que les fàbriques nocontaminin, però fa que els productes siguin més cars, i per tant que esvenguin amb més dificultats. Això dóna avantatge a les empreses méscontaminants o als productes importats dels països on no s’internalitzen elspreus dels danys medi ambientals dels residus.
Als quadres següents estan els principal contaminants que es mesurenactualment, amb els seus orígens i els seus efectesCaracterístiques i les fonts principals dels contaminants més importants que esmesuren actualment.
SO2 (diòxid de sofre)
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Gas incolor i d’olorforta i sufocant
� En una atmosferahumida es transformaen àcid sulfúric i causala deposició àcida
� A partir deconcentracions >0.1ppm es produeix unaimportant reducció dela visibilitat
� Refineries de petroli� Transport:
principalment vehiclesde gasoil
� Centrals tèrmiques� Combustió de
carburants: líquids isòlids
� Cimenteres
NO2 (diòxid de nitrogen)
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Gas de coloramarronat i d'olorirritant
� Tòxic a altesconcentracions
� Intervé en la formacióde la boira fotoquímica
� Transport� Centrals tèrmiques� Combustió de
carburants: gasnatural, líquids i sòlids
� Incineradores� Cimenteres� Fàbriques de vidre� Refineries
O3 (ozó)
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Gas incolor i d’oloragradable
� Molt oxidant i irritant
� És un contaminantsecundari, és a dir, noés emès per cap focus
� D'origen fotoquímic, ésa dir, es forma perl'acció de la llum solar ien presència d'òxidsde nitrogen ihidrocarburs
78
H2S (sulfur d'hidrogen)
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Gas incolor i amb fortaolor (olor a ous podrits)
� Límit olfactible moltbaix (a partir de 2 ppb)
� Tòxic a altesconcentracions i aexposicions curtes detemps
� Fabricació de pasta depaper
� Refineries� Indústria de curtits� Depuradores d’aigües
residuals
CO (monòxid de carboni)
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Gas inodor i incolor� Tòxic a altes
concentracions i aexposicions curtes detemps
� Gran indicador deltrànsit
� Transport:principalment vehiclesde gasolina
� Centrals tèrmiques� Combustió de
carburants: gasnatural, líquids i sòlids
� Incineradores� Cremacions agrícoles� Refineries� Cimenteres� Fàbriques de vidre i de
ceràmicaPST (partícules totals en suspensió)
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Matèria en suspensió al’aire
� ST: partícules dediàmetre <30µm
� PM10: partícules dediàmetre <10µm
� FN (fums negres):partícules de diàmetre<1µm
� Centrals Tèrmiques� Foneries� Processos de
molturació� Incineradores� Plantes asfàltiques� Fàbriques de vidre� Fàbriques de ceràmica� Combustió de
carburants: líquids isòlids
� Transport:principalment vehiclesde gasolina
� Cimenteres i mineries� Extracció d'àrids� Cremacions agrícoles
79
� RefineriesHCT (hidrocarburs totals)
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Família de compostosformats per hidrogen icarboni
� Intervenen en laformació de la boirafotoquímica
� Combinats amb altreselements, provoquenproblemes de malesolors
� També anomenatsVOC (CompostosOrgànics Volàtils)
� Evaporacions icombustions dematèria orgànica
� Transport� Fabricació de pintures� Pèrdues en processos
industrials� Refineries� Indústria química� Depuradores d'aigües
residuals� Indústria de curtits� Indústria que utilitza
dissolventsPb (plom)
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Metall pesant, sòlid,que queda ensuspensió amb lespartícules
� Tòxic a altesconcentracions
� Indicador del trànsit devehicles lleugers(benzina)
� Vehicles de gasolina� Foneries de
recuperació de plom� Fàbriques de ceràmica
Cl2 (clor)
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Gas de color groc-verdós i d’olor sufocant
� Tòxic a altesconcentracions
� Petroquímiques� Indústria química
HCl (clorur d’hidrogen)
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Gas incolor d’olorintensa i irritant
� Petroquímiques� Indústria química� Processos de neteja i
decapat de metalls� Incineradores
Metalls pesants
80
Característiques Fonts emissoresantropogèniques
� Sòlids que queden ensuspensióamb les partícules
� Presenten diversatoxicitat depenent delmetall
� Fàbriques de vidre� Foneries� Incineradores
[font Departament de medi ambient] http://www.gencat.es/mediamb/aire/contaminacio.htm#3
Les autoritats de cada país fan unseguiment de la qualitat de l’aire ambuna xarxa d’estacions de mesura,com la de la il·lustració adjunta. Amés de contaminants també recullendades meteorològiques per a laprevisió del temps.Font: http://www.gencat.es/mediamb/aire/graf/xarxa1.jpg
De vegades també s’utilitzen unitats mòbils peral control de la contaminacióFont: http://www.gencat.es/mediamb/aire/c_umobil.htm
Sovint aquestes estacions, repartides per tota la geografia del país, envien deforma automàtica les dades per disposar de dades actualitzades dels gasos entot moment, encara que la recollida de partícules és més lenta. Cadascunanalitza, contaminants habituals com ara:
� Diòxid de sofre (SO2)
� Òxids de Nitrogen (NOx)
� Monòxid de Carboni (CO)
� Ozó (O3)
� Sulfur d'Hidrogen (H2S)
81
� Partícules en suspensió (PST, PM10)
� Hidrocarburs (HCT)Amb aquestes dades les autoritats poden comprovar si les polítiquesanticontaminació estan funcionant i prendre les mesures adients per a corregirla contaminació. Si hi ha situacions de risc s’avisa a la població. D’entre lesPST (partícules en suspensió totals) les partícules menors de 10 micròmetres(una centèsima de mil·límetre) anomenades PM10 estan essent objecte demolta atenció ja que arriben directament als pulmons, sense poder retenir-se alnas ni als cilis dels bronquis i probablement són responsables d’algunesmalalties pulmonars.
Pots trobar més informació ahttp://www.gencat.es/mediamb/revista/rev31-5.htmhttp://www.gencat.es/mediamb/caire_i.htmhttp://www.gencat.es/mediamb/aire/cqaire.htm
Exercici 1: Busca informació sobre els accidents de Sevesso o el de Bhopal.En el món actual aquesta mena d’accidents on es fabriquen substànciesperilloses seran més probables a la UE o al tercer món? Relaciona-ho amb lesnormatives ambientals, els salaris i el risc de determinades indústries.
Exercici 2: Per fer experiments sobre la inversió tèrmica:http://www.airinfonow.org/espanol/pdf/CurriculaConvectionWithGraphic.PDF
Com pots veure a sota, hi ha més estacions, proporcionalment, en les zonesurbanes i industrials, pel risc que tenen de patir alteracions en la qualitat del’aire.
Xarxa de vigilància i previsió de lacontaminació atmosfèrica deCatalunya (2003) http://www.gencat.es/mediamb/aire/cqaire.htm
82
Exercici 3: Busca el significat del termes següents: ITV, internalitzar,catalitzador, diesel, prevalença d’una malaltia.
Exercici 4: Observa a la gràfica que ja coneixes del l’inic de la unitat sobre laprevalença de l’asma:
a) La malaltia es cada cop mes freqüent o menys?b) A quines edats és manifesta mes sovint?c) Pot haver alguna relació amb la contaminació? Es fàcil demostrar-ho?
Exercici 5. La unió Europea importa de països pobres productes més baratsdel que els podem produïr nosaltres. Això estimula la seva economia, però esprodueixen sense gaire protecció ambiental (ni laboral, ni de menors). Això fauna competència molt gran a les empreses dels països que fan complir lalegislació medioambiental. Documenteu-vos i discutiu la situació
Exercici 6: En determinades ciutats quan hi ha massa contaminació alternen lacirculació dels vehicles amb matrícula parell o imparell. Discutiu com decidirentre els drets de la llibertat individual i el dret a la salut pública.
Per què cremar els combustibles embruta l’aire?
Els combustibles derivats del petroli i el carbó, són la principal font decontaminació atmosfèrica. El carbó conté bàsicament àtoms de carboni. Elpetroli, i els seus derivats com la gasolina, estan formats per una mesclad’hidrocarburs, uns compostos que només tenen dos elements químics: carbó ihidrogen.
En cremar-se la gasolina, és a dir al combinar-se amb l’oxigen, els àtoms dehidrogen (H2) que conté esdevenen aigua (H2O). D’altra banda, els àtoms decarboni (C) que reaccionen amb l’oxigen (O2) esdevenen diòxid de carboni(CO2)
83
Els químics fan models de les reaccions químiques i els representen mésfàcilment usant el llenguatge de la formulació química. Sembla difícil però ésmolt lògic, senzill i internacional permet entendre’s entre els científics dedistints països.
Quan un hidrocarbur es crema reacciona amb l’oxigen formant aigua i diòxid decarboni. Notis que els àtoms no s’han destruït i podran convertirse en altresmolècules]
Exercici 7: Dibuixa les molècules que es formaran en cremar un combustiblecom l’antracita, gairebé tot carbó. Els dos tipus d’àtom (carboni, oxigen) ha dedur un color distint. Comencen separats i acabaran junts, en la proporció queja saps
Document: Prendre les dades correctes
Les dades que prenen els científics poden presentar diferències amb elsvalors reals. Això és degut als factors que no controlem, que podem dir-neatzar. Per a minimitzar els errors sovint es pren la mateixa mesura diversesvegades i es fa un promig, que s’acosta més a la realitat.
Altres errades en les mesures són degudes a realitzar sistemàticamentalguna cosa malament. Llavors no millora la precisió encara que es repeteixi.Cal usar altres aparells per comprovar que la mesura és correcta.
Una altre qüestió a tenir ben present és prendre unes mostres que puguemconsiderar representatives de l’aire que volem analitzar. Per exemple, a quinadistància dels tubs d’escapament dels vehicles cal fer les mesures? A quinahora?. Si les mesures es prenen de nit i en zones jardinades els valors de lacontaminació seran menors que prenent les dades de dia en carrers plens detrànsit. En qualsevol cas, només si es prenen sempre al mateix lloc es podencomparar els resultats, un cas similar al de pesar-se cada dia en la mateixabàscula, encara que no sigui perfecta.
Altres fonts d’error venen del mètode de recollir les mostres i tractar-les. Potpassar que els contaminants reaccionin entre sí, o siguin absorbits pels tubsusats en la recollida de la mostra. Els instruments han d’ésser calibratsperiòdicament, per exemple, un termòmetre ha de seguir marcant 100º C enl’aigua bullent.
Per aconseguir unes mesures fiables i comparables entre si cadacontaminant té un mètode d’anàlisi legalment previst, un mètode homologat.Com a exemple per a l’anàlisi del SO2 de l’aire vegis els requisits ahttp://www.miliarium.com/Paginas/Leyes/atmosfera/estatal/orden10-08-76.asp , apartat 1.8
84
Com contamina un motor
Els motors de combustió poden contaminar a l’aire per tres raons
1. Si el combustible conté impureses. Per exemple el carbó sovint conté sofreen quantitat variable que en cremar-se fa òxids de sofre i provoca la plujaàcida
2. Si el combustible no es crema totalment, llavors es llencen a l’atmosferahidrocarburs.
3. Si el motor treballa a temperatures i pressions prou altes com per a quel’oxigen i el nitrogen de l’aire reaccionin i formin òxids de nitrogen.
font imatgehttp://www.siemenstraffic.com/d/auth.rpl?m=cat&catid=253
Exercici 8. Si el catalitzador de la imatge funciona correctament escriu quinstres gasos principals sortiran del tub d’escapament i quins contaminants s’hanreduït.
L’ozó, un contaminant a les ciutats
Tots hem sentit parlar que el nostre planeta té la capa d’ozó danyada. A granalçada l’ozó té un paper destacat en protegir la vida del planeta. L’ozó (O3) ésun gas format per oxigen. Passat un temps es torna a convertir en oxigen‘normal’ (O2).
Però al nivell del mar l’ozó és un dels gasos més tòxics per als éssers vius. Éstant tòxic que també se l’utilitza per desinfectar quiròfans o per esterilitzaraigua. En quantitats molt menor que altres contaminants perjudica seriosamentplantes i animals. A les ciutats forma part d’aquella mena de boira, la calitja,dels dies d’estiu.
Les activitats humanes no llençen directament ozó a l’atmosfera. Aquestcontaminant es forma posteriorment, a partir d’altres gasos, en condicions deforta insolació, per això és més freqüent a l’estiu, especialment a les hores demigdia i tarda.
Exercici 9: L’accés als quiròfans d’un hospital està molt restringit. Exposa tresarguments per fer-ho.
85
Exercici 10: Fa uns anys en els vestidors d’un gimnàs de Barcelona van retiraruns aparells que llençaven ozó per desinfectar i eliminar les olors. Argumenta afavor y en contra.
Com afecten els contaminants a la salut
Investigar amb rigor els efectes de la contaminació no és senzill. Doscontaminants poden tenir uns efectes per separat i uns altres afegits actuantconjuntament (sinèrgia). Els efectes també variaran segons el lloc on visquinels subjectes que s’estudien ja que hi ha barris més o menys contaminats. Amés els contaminants no afecten per igual a tothom. Hi ha persones méssusceptibles que d’altres, com per exemple els fumadors, o els qui pateixenasma o bronquitis.
Que dos fenòmens vagin associats no demostra que un sigui la causa del’altre. Per exemple, la major freqüència d’algunes malalties en la gent que viuen àrees urbanes contaminades respecte dels que viuen al camp, podria noestar causada per la contaminació sinó per la manca d’exercici, per l’estrès oper la dieta. En fer aquesta mena d’estudis cal, per tant, planificar molt béquines dades epidemiològiques es compararan i com.
Ara ja es sap amb certesa que la contaminació atmosfèrica produïda pelsmotors és especialment perjudicial per a les persones amb problemespulmonars (asma, bronquitis..) i els nens. Estudis que han durat 23 anys hanestablert que la contaminació respirada a les ciutats europees disminueixentre dos i tres anys la vida de les persones. Aquest dany és causat,principalment, per les partícules molt petites que no es deturen fins al fons delspulmons transportant adherides molècules de contaminants, sovint substànciesque provoquen càncer.
La forma d’afectar la salut es coneix molt bé en alguns casos. El monòxid decarboni (CO) del fum dels vehicles sense catalitzador té una afinitat centvegades mes gran que l’oxigen per unir-se a la hemoglobina. En altresparaules, la hemoglobina de la nostra sang, que hauria de transportar l’oxigenper tot el cos, no ho fa, sinó que transporta CO i queda ‘embussada’ d’aquestamarea durant varies hores. Això limita el transport d’oxigen. La concentració deCO als carrers dels dies de molta contaminació provoca mal de cap i unamesurable disminució del rendiment intel·lectual. En ambients com túnels igaratges mal ventilats, una alta concentració de CO pot arribar a provocar lamort.
86
LECTURA: L’EFECTE SEGADORL'impacte de la contaminació atmosfèrica sobre la salut, repercuteix sobre els anyspotencials de vida perduts, o simplement mata gent ja malalta i a punt de morir?. Aquestefecte de escurçar les vides dels malalts, anomenat efecte segador és el que realmentpassa amb la contaminació? La resposta en un o altre sentit no és una curiositat estadística,sinó que té implicacions molt diferents en la duresa de les lleis per protegir-nos de lacontaminació.
Cal observar les dades històriques per comprovar-ho. En l'episodi de Londres de 1952, no esva veure una disminució del nombre de morts esperats un cop acabat l'episodi, cosaesperable si ja s’havien mort tots els malalts. Ans al contrari, aquell hivern hi va haver unaugment notable de la mortalitat, com si l'episodi de contaminació no només hagués tingut unefecte agut, sinó també a mitjà termini. Això mateix es va observar a Alemanya després deldarrer episodi de contaminació durant el desembre de 1985. L'efecte segador no pot explicarl'augment de mortalitat en els estudis de seguiment de gent sana, ni l'augment de prevalençade malalties. Així, un escenari versemblant és que els efectes aguts de la contaminació esprodueixen sobretot en gent susceptible, perquè ja pateixen un trastorn de base com unamalaltia pulmonar obstructiva crònica, però que els efectes crònics tenen un impacte en gentsana. Tot això és el que ha fet concloure Kuenzli (1) que el trànsit és responsable de mésvíctimes pel que fa a la contaminació atmosfèrica que pels accidents de trànsit. Això fapensar que els esforços per reduir la contaminació de l'aire de les ciutats han d'esdevenirmolt més ferms per tal de prevenir l'aparició de malalties i l'empitjorament de les ja existents.L'esforç que s'ha dut a terme al nord d'Europa, no s'ha vist correspost en el nostre entornmediterrani, on patim els nivells més alts de contaminació dins la Unió Europea.
(1) - Kuenzli N, et al. «Public-health impact of outdoor and traffic-related air pollution: a Europeanassessment». Lancet 2000; 356: 795-801.
87
La contaminació en interiors
A més d’estar exposat als contaminants atmosfèrics a l’exterior també hoestem als contaminants que s’acumulen als edificis, siguin els domicilis, elsespais públics o el lloc de treball. El tabaquisme és, amb diferència, la principalcausa d’aquesta contaminació d’interiors. Les concentracions d’algunscontaminants poden ser molt més altes que als carrers més contaminats. Caldir, a més, que aquest tipus de contaminació afecta molt més als infants. Coma resultat de tot això es va legislant per protegir la salut de la població eliminantel fum dels espais tancats.
El tabaquisme és el màximresponsable de la contaminaciód’interiors..
http://www.childrensclinicofswla.com/kidshealth%20articles/Passive%20Smoking.htm
http://www.farmaceuticonline.com/familia/tabac_salut.html
88
L’AIRE QUE RESPIREM (II)Com garantir la qualitat de l’aire?
En diferents moments de la història ja s’havia legislat per protegir la qualitat del’aire, però va ser amb la revolució industrial, que cremava grans quantitats decarbó, que alguns països van començar a posar controls per garantir un airemés saludable.. Tot i això els problemes han crescut més ràpid que lessolucions, arribant algunes ciutat industrials a situacions límit. Pensis, però,que el fum més aparent, de color blanc no ha de ser el més contaminant, jaque potser vapor d’aigua. El fum tòxic pot ser incolor si s’han filtrat lespartícules.
Aquesta foto de 1963 mostra un fort smog oboirum sobre New York (Foto: AP/WideWorld Photo, EPA Journal Jan/Feb 1990.)
El smog o boirum és una boira amb fumcontaminant. El nom anglès és la contraccióde smoke + fog = smog
http://www.ametsoc.org/sloan/cleanair/cleanairgallery.html
La incineració dels residus ha estat, sobretot amb la tecnologia que s’usava alsegle XX, una altra font de contaminació atmosfèrica per l’emissió de gasosmolt tòxics (les dioxines, dibenzofurans, metalls pesants com Zn, Pb, Cu, As;SO2, NOx, HCl, HF, COVs, CO, CO2, N2O segons l’informe Dobris (1998)),
Ciència i solucions
Però la ciència i la tecnologia ens poden ajudar a millorar la qualitat de l’aire.Però l’estil de vida actual, basat en importants moviments de la poblaciódiàriament, amb les inversions ja fetes en carreteres, autopistes i vehiclesprivats, fa difícil trobar solucions que siguin econòmicament atractives. A mésla mateixa solució potser apropiada només per a les ciutats, no per llocs rurals.A la pràctica cal buscar un compromís entre la qualitat de l’aire i l’economia.Amb la petita incidència que tenen les campanyes a favor del transport públic oalternatiu, una de les principals actuacions de les administracions ha estatdesviar el trànsit del centre de les ciutats, per exemple amb les ‘Rondes’construïdes en moltes poblacions.
89
L’increment de preu dels combustibles ha fet que els fabricants de cotxes, pervendre més que la competència, facin motors cada cop més eficients. reduint-se així la contaminació. Un vehicle de la unió europea consumeixaproximadament la meitat de combustible per km que fa trenta anys, però elparc automobilístic ha crescut tant que el resultat final no millora.
Però el factor que més ha corregit el problema són les normativesmedioambientals. Als anys noranta, amb els nous motors dels vehiclescapaços d’usar gasolina sense plom, es va anar eliminant aquest additiu, queera un focus de contaminació. El plom s’acumula als ossos i ocasionaproblemes de salut, especialment als infants.
Posteriorment també s’ha anat imposant l’ús de catalitzadors en els vehiclesnous. A la imatge de sota hi ha un esquema del catalitzador de tres vies, elmés habitual als automòbils, que elimina tres contaminants: monòxid decarboni (CO), hidrocarburs no cremats (HC) i òxids de nitrogen (NO2). Com espot veure més avall només funcionen correctament quan el motor del vehicle jaha assolit una temperatura alta.
http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi99/autos-y-polucion/cataliza.htm
http://www.nett.ca/es/images/co_chart1.gif
90
Exercici 11 Quan els ciutadans usen el vehicle per trajectes curts elcatalitzador funciona bé? Observa la gràfica i explica la raó
Exercici 12. El CO2 no és tòxic a concentracions normals, però l’escalfamentglobal es degut, parcialment, a l’increment d’aquest gas a l’atmosfera. Elscatalitzadors dels automòbils poden millorar aquest problema? Perquè?
Els catalitzadors dels cotxes contenen metalls molt cars, com el platí, encaraque en quantitats molt petites, per transformar ràpidament els gasoscontaminants en gasos inofensius. Afortunadament els catalitzadors no esconsumeixen mentre fan la seva feina, però necessiten unes condicionsapropiades per afavorir les reaccions químiques que faran dels gasoscontaminants altres d’inofensius. Si la capa de metall s’embruta més del previstel catalitzador s’embussa.
Queda pendent la comercialització d’un bon filtre de partícules petites per alsvehicles diesel, que semblen ser els principals responsables de molts delsproblemes de salut associats a la contaminació atmosfèrica.
Una mica d’història de la contaminació atmosfèrica
La història de la contaminació atmosfèrica és tan vella com la humanitat,sobretot des del moment que s’utilitza el foc com element necessari per a lasubsistència. Ja existeixen referències del segle XIII a Londres, on va serprohibit cremar carbó doncs es considerava perjudicial per a la salut. Al 1661,John Evelyn va escriure un assaig sobre el problema dels fums i olorssulfurosos a Londres. En 1820 apareix la primera reglamentació oficial sobre elcontrol de combustibles industrials. No obstant això, el problema és greu a la fidel segle XIX amb l'inici de la primera Revolució Industrial a causa del úsgeneralitzat del carbó com combustible produint-se emissions de gasossulfurosos i fums negres. En 1881 s'estableix la primera llei nord-americanasobre el control de fums negres a Chicago.
L'aparició de l'automòbil a principis d'aquest segle ha provocat una nova etapaen la història de la contaminació atmosfèrica, amb nous contaminants lamajoria dels quals són de composició mal coneguda, resultat de les reaccionsentre els contaminants emesos pels tubs d'escapament dels automòbils.
Poc abans de la primera guerra mundial (1914-18), sorgeix a Londres laparaula "smog", (boirum en català), paraula formada per la contracció de "fog"(boira) i "smoke" (fum), i que actualment s'utilitza en la major part dels païsosindustrialitzats per a designar a qualsevol zona sotmesa a un problema decontaminació atmosfèrica. En 1947 apareix la primera legislació en la ciutat deLos Angeles per al control de compostos de sofre i fums negres als quals,erròniament, es va atribuir com causants de la boira grisa que cobreix gran partde la ciutat. En realitat el problema que apareix en aquesta ciutat, i en aquellesciutats amb alta densitat de tràfic i situades en latituds on la radiació solar ésintensa, és el preludi d'un nou tipus de contaminació desconeguda fins
91
aquelles dates com a conseqüència de l'ús massiu dels automòbils, lacontaminació fotoquímica. Els automòbils treuen, a través del tubd'escapament, barreges de gasos i partícules entre els quals els més conegutssón els òxids de nitrogen, monòxid de carboni, plom i compostos orgànicsvolàtils. La reacció dels òxids de nitrogen amb els compostos orgànics volàtils(VOC's) en presència de llum solar intensa genera un nou tipus decontaminació (smog fotoquímic) el màxim exponent de la qual és l'ozó.Diversos han estat els episodis de contaminació coneguts en el transcurs delsúltims 50 anys. Entre ells cap destacar els següents:
� Desembre de 1930: Valle del Mosa (Bèlgica). Es produeixen 63 morts icentenars de malalts amb afeccions pulmonars agudes per acumulacióde compostos sulfurosos, fums negres i àcid fluorhídric, durant cinc diesd'estabilitat atmosfèrica.
� 1948: Donora (Pennsylvania). Es registren 20 morts i prop de 6.000malalts sobre una població de 12.000 habitants. Això va motivar elsestudis i preparació que van conduir a la constitució de la EnvironmentalProtection Agency (E.P.A), organisme depenent de l'administració delsEstats Units i la missió de la qual és impulsar actuacions contra ladegradació ambiental.
� En el transcurs dels anys cinquanta i seixanta es produeixen diversosepisodis de contaminació en la ciutat de Londres: * 1952 (desembre):mort de 4.700 persones en 4 dies. * 1956: mort de 1.000 persones *1962: mort de 300 persones. Amb motiu del primer episodi esdevingut aLondres, el Parlament Britànic va aprovar la Clean Air Act que es vaconvertir en la primera llei europea que va combatre aquest fenomen ique va acabar amb aquest tipus d'episodis de contaminació en la capitalanglesa. Tots aquests episodis es van produir sota condicionsmeteorològiques adverses (inversió de temperatura, situacióanticiclónica persistent, etc.), que produeixen l'acumulació delscontaminants emesos per les fonts emissores i que a causa de aquestasituació meteorològica no poden dispersar-se en l'atmosfera, esconcentren prop del sòl barrejant-se amb l'aire net i provoquenfenòmens de contaminació de l'aire.
També té la seva història la lluita contra la contaminació. En la dècada delsanys seixanta es produeix una gran activitat de les agènciesgovernamentals i es consoliden programes globals estrictes contra lacontaminació atmosfèrica tant ais EUA, on es va crear la E.P.A., com enaltres països.
Actualment tots els països industrialitzats compten amb normativesmedioambientals, generalment més estrictes que al món en vies dedesenvolupament.
Exercici 13: Llegeix la notícia següent (El Periodico, 24 de febrer de 2004) icontesta les preguntes del final
“BCN redueix un 50% l'asfixiant contaminació que va patir als 80
92
La contaminació atmosfèrica de Barcelona que als anys 80 va obligar aposar a punt un sever pla d'emergència en previsió de situacions extremesque, llavors, es temien immediates, ha caigut passats 20 anys a la meitaten diversos dels seus indicadors de referència, com les partícules ensuspensió i el monòxid de carboni (CO), i a valors gairebé inapreciables,com és el cas del plom. La millora de la qualitat de l'aire ha estat tan veloçque Barcelona ja compleix, amb antelació, els nous límits establerts per lanormativa europea per a l'any 2005 en quantitats de diòxid de sofre i plom iper al 2010 en monòxid de carboni.
Als anys 80, el període entre principis de desembre i finals de febrersempre era causa de preocupació entre els responsables de salut pública.Barcelona es quedava aquells mesos atrapada sota una enorme formatgeraclimatològica. La brisa d'altres mesos de l'any no s'emportava elscontaminants. Fruit d'aquesta atípica situació als anys 80 va sorgir lanecessitat de redactar amb urgència un pla per a situacions límit. Delcontingut del protocol d'actuació es dedueix ara que la situació va arribar aser realment molt crítica. Es va preveure, per exemple, des de l'alteració dela freqüència dels semàfors de la ciutat per limitar l'entrada de vehicles finsa la reducció dels horaris d'atenció al públic en oficines i el tancamentd'escoles.
"L'última situació d'alerta, no obstant, es va declarar el desembre del 1985",recorda Pau Rodríguez, director del Servei de Vigilància Ambiental del'Ajuntament de Barcelona. ¿Què ha passat des d'aquella data? Sobretot,que Barcelona s'ha alliberat de dues de les seves tres principals fontscontaminants. El 1984, per exemple, encara hi havia a la ciutat unes 2.000calderes col·lectives de calefacció que funcionaven amb combustiblessòlids. La popularització del gas natural com a font energètica, en aquestsentit, ha estat una de les grans millores consolidades. D'altra banda, lesantigues indústries més contaminants poc a poc han anat tancat les portes .
Així, als anys 80 s'atribuïa al trànsit un 50% de la contaminació; a lesindústries, un 30%, i a les calefaccions obsoletes, un 20%. Es tracta d'unspercentatges que no tenen res a veure amb els de l'actualitat. "Avui en dia,un 85% de la contaminació de l'aire la causen els cotxes i les motos",assegura Rodríguez.
93
Però fins i tot el trànsit és, al cap de 20 anys, menys contaminant que a ladècada dels 80. Primer van ser les revisions de fums per part de la GuàrdiaUrbana (el 1984, un 23% dels vehicles que funcionaven amb gasolinasuperaven el límit permès; el 1988 ja solament n'hi havia un 11%). Després vaser la introducció al mercat de la gasolina sense plom. Aquesta mesura hatingut un efecte espectacular: dels 1,29 micrograms per metre cúbic registratsel 1988 s'ha passat a 0,02 el 2003. 64 vegades menys.
a) Quins són els contaminants que han disminuït?b) On són actualment les indústries que contaminaven tant als anys 80?c) Ara el trànsit causa el 85% de la contaminació atmosfèrica, molt més queabans. Com s’explica si els motors i els combustibles són millors?d) Discutiu perquè els darrers 20 anys s’ha avançat força en el control de lacontaminació atmosfèrica i, en canvi, ben poc en la protecció efectiva del litoral
Exercici 14: Llegeix el text següent contesta les qüestions del final
“La fotosíntesi que fan els vegetals elimina diòxid de carboni de l’atmosfera(CO2) i el converteix en matèria orgànica (vegetació o fruites, per exemple) iallibera oxigen. En tot el planeta se n’elimina 500 Gt en un any, però quan elvegetal es podreix, es crema o és digerit, el diòxid de carboni torna al’atmosfera. Hi ha un equilibri que els humans estem alterant i provocant unaugment de l’efecte hivernacle, amb la conseqüència d’un escalfament global.
Nosaltres afegim unes 20 Gt anuals de diòxid de carboni per la combustió decarbó, gas i petroli. I uns altres 20Gt anuals per destrucció de boscos ivegetació arreu del món. Vaja, afegim 40Gt en total i, com que hem destruïtmolta vegetació, la fotosíntesi planetària va més lenta.Seria una gran troballa poder esbrinar el mecanisme exacte de la fotosíntesiper imitar-lo en sistemes artificials que, eliminant diòxid de carboni, de passadaens subministrarien aliments i combustibles“
Contesta:a- Quin percentatge representa 40 Gt sobre 500 Gt? És un 8%? 12%? 20% 40%?b- Si augmentés el diòxid de carboni així de ràpid es doblaria en molt pocs
anys. Amb l’ajut del professorat feu hipòtesis per explicar quel’increment en realitat és més lent.
c- Digues tres actuacions que farien disminuir el CO2 atmosfèric
94
RESIDUS SÒLIDS I PURINSLa nostra forma de viure genera una gran quantitat de material de rebuig.Actualment ja hem de solucionar que fem amb el quilogram i migd’escombraries diàries que genera l’estil de vida d’un europeu, que és nomésla meitat que el d’un americà.
Escombraria significa alguna cosa que hem escombrat, ja sense valor i de laque cal desfer-se. Abans que existís la indústria i els plàstics els pocs residusque la població generava servien per adobar els camps o alimentar els porcs.Els residus orgànics seguien el cicle de la vida quan servien d'adob o d'alimentper a animals. Els abocaments llançats als rius eren depurats per les pròpiesaigües. Però amb l’increment de l’ús de les matèries primeres les escombrariessón un problema a les ciutats gairebé des de l'origen d'aquestes, a causa del'alta densitat de població i a que es llençaven les escombraries als carrers,produint la proliferació d'insectes, rosegadors i microorganismes patògens,apareixent epidèmies com la pesta.
Els envasos són una partimportantíssima dels residusgenerats. Representen un 40% enpes i un 60% en volum de la brossadomèstica
http://www.ecoportal.net/articulos/residuos.htm
Si no es soluciona la gestió de les escombraries, es deteriora tot l’entorn (aire,aigua i sòl). A Catalunya es produeixen, segons dades de l’Agència deResidus de Catalunya pel 2002, uns 3,7 milions de tones per any. És clar queaquí s’inclouen les recollides selectives (vidre, paper, envasos i matèriaorgànica), els residus de deixalleries i els de neteja municipal, poda i jardineriai altres tries selectives (piles, tèxtil i medicaments). Si excloem les recollidesselectives i els residus de neteja i jardineria la quantitat és d’aproximadament 2milions de tones.
95
Que en podem fer dels residus? Les tres R
Una resposta fàcil de recordar potser “les tres R”: reduir, reutilitzar i reciclar.
El millor pel medi ambient és no generar residus o, com a mínim, reduir-ne laseva producció. Cadascú pensant en la seva vida quotidiana segur que trobafàcilment exemples de productes dels que podria prescindir, o reduir-ne elconsum, sense disminuir la qualitat de vida.
Reutilitzar més les coses. Sovint desestimem productes que estan en bon ús(roba, mobles, envasos). La raó última és que una economia basada en elcreixement necessita que els ciutadans consumeixin a bon ritme per al seu bonfuncionament.. Les modes sovint no representen cap millora sinó nomésajuden a consumir més.La gran proliferació d’envasos es deu a interessos dels productors d’alimentsenvasats de disminuir les despeses de distribució. Les empreses que tenieninstaurada la reutilització dels envasos les han anat eliminant i gairebé noqueden productes amb envàs retornable. Malgrat que abans de reciclar ésmillor reutilitzar, el sistema SIG (sistemes integrats de Gestió) establert per lallei 11/97 d’envasos i residus d’envasos no ho afavoreix suficient. El sistema dedipòsit, devolució i retorn d’envasos és preferible ambientalment, però semblaque no comercialment. L’origen del SIG està a Alemanya, on ara es plantejatornar al sistema de reutilitzar els envasos.
Reciclar: és basa en la recollida selectiva, és a dir, la separació en origen, perexemple als domicilis, d’allò que pot tenir valor (vidre, paper, etc) del que ja nopodem utilitzar i, per tant, considerem residus. Per aconseguir una bonaresposta s’ha de promoure pels ajuntaments i escoles l’educació en beneficidel medi ambient.
http://www.iespana.es/pradesonline/opinio06.htm
A l’esquerra una deixalleria, el lloc ondipositar residus poc habituals, comfluorescents, pintures, etc.
A sota els contenidors que tots usem pelsresidus més freqüents: paper, vidre i plàstic+ metall.
http://ampans.es/selectiva/docs/menu.asp
Les restes de menjar (matèria orgànica) es comencen a recollir en molteszones del país. Malauradament encara no es fa a tota arreu, encara que la llei6/1993 reguladora dels residus diu que tots els municipis de més de 5000 habtenen l’obligació de dur a terme la recollida selectiva de residus orgànics i, de
96
forma voluntària, el vidre, paper i cartró, els plàstics, les piles, els metalls ialtres substàncies susceptibles de valorització. Això era d’aplicació a partir dejuny de 1999. A l’any 2004 el municipi que va més endarrerit en aquestaqüestió és Barcelona. El Prat , l’Hospitalet i Barcelona porten els residus al’Ecoparc de Zona Franca, però mentre que la recollida selectiva de la FORMarriba al 100% en els dos primers, a la capital encara és poca la població quedisposa d’aquesta possibilitat.
Per recollir la matèria orgànica, es dipositen en contenidors en bosses de colordiferent, taronja a Barcelona. Aquesta matèria orgànica s’usarà per fer compostper adobar i gas metà que és un combustible. S’evita així que vagi tantamatèria orgànica als abocadors, on fermentaria i produiria gas metà, un delsresponsables de l’escalfament del planeta. .Un problema detectat és que sovinttroben amb facilitat aquestes bosses, de forma que la gent omple altres menesde bosses que es troben als supermercats. Als Ecoparcs hi ha uns sensorsòptics ben cars per a detectar-les y que ara per ara no s’estan utilitzant.
Que fem amb el que no es recicla?
El que no volem o sabem reciclar va a parar als contenidors de rebuig, com el de laimatge de sota.
mancoribera.sip2000.es/
El seu contingut es carrega en camions que els porten ainstal·lacions com l’Ecoparc o mentrestant als abocadorscontrolats, com el de sota.
Abocador controlat on es dipositen els residus sòlids que nohan estat reciclats pels ciutadanshttp://www.sadeco.es/prestaciones/n_VertSani1.htm
97
Els abocadors controlats es posen en grans forats (valls naturals, pedreresabandonades). Han d’ésser impermeabilitzats abans de l'abocament delsresidus per evitar que es filtrin els líquids contaminants que desprenen lesescombraries (lixiviats). Posteriorment es va recobrint periòdicament de terraper a evitar les males olors. Quan fermenten els residus als abocadors esprodueix molt de gas metà, que cal extreure, eliminant així l’alliberament al’atmosfera d’aquest gas d’efecte hivernacle i el risc d’incendi o explosióespontània de l’abocador. Aquest gas metà es pot aprofitar com combustible.
En un abocador controlat s’ha de conèixer els residus que entren (no potabocar-se tot en qualsevol abocador). El sòl ha de tenir garantia deimpermeabilitat. Cal recollir i depurar els líquids contaminants (lixiviats) queapareixen per sota dels abocadors. Als terrenys més permeables, nos’haurien de crear abocadors, pel risc que hauria en cas de filtració delixiviats. L’abocador de Garraf està en un terreny calcari, permeable, una deles raons que estigui previst clausurar-lo pel 2006 un cop acabada laconstrucció dels tres Ecoparcs. L’abocador del Garraf és el més grand’Europa, amb 18 milions de tones de residus dipositats, amb un incrementde 1,3 cada any. Un cop clausurat seguirà usant-se el biogàs que produeix.Malgrat tot s’està buscant un terreny adient per ubicar un altre dipòsitcontrolat de residus urbans, encara que molt menor.
Figura __Per dipositar residus, domèstics o d’altres tipus,cal impermeabilitzar correctament el terreny amblàmines similars a les de la imatge. Si no es facorrectament, les aigües subterrànies, tanimportants per a regar i pel consum humà, es vancontaminant amb els lixiviats (el “suc”) que fan lesescombraries juntament amb les aigües pluvialsque s’infiltren
Imatge:http://www.akros.cl/img/STARITA/vertedero.jpg
98
El reciclat, recuperant així les matèries primeres, és necessari per a portar aterme el que denominem un desenvolupament sostenible.
El model de l’Ecoparc
A Catalunya s’estan posant en marxa equipaments dedicats al tractamentintegral dels residus orgànics i, en general, de tots els residusdomèstics que no s’han recollit en els contenidors específics per avidre, paper i cartró, i envasos. A la Zona Franca de Barcelona ja enfunciona un, l’Ecoparc, a l’adreça electrònica del qual(http://www.ecoparc.net/base.html) pots realitzar una visita virtual –i inodora!-amb fotografies de tot el procés. A Montcada en fan un altre i a la zona delFòrum 2004 un tercer.
Si els ciutadans dipositen la matèria orgànica en les bosses especials queindica cada ajuntament (per exemple color taronja en el cas de Barcelona) laseparació és més fàcil.
A Catalunya es produeixen 3.700.000 tones anuals. De residus L’Ecoparc enrep una tercera part, que equival a unes 3.300 tones cada dia. En lesescombraries abans de separar els vidres, plàstics i papers, el 40% és matèriaorgànica.
La matèria orgànica que ha estat ben triada pels ciutadans serveix per a fercompost de qualitat per adobar els camps. La resta de matèria orgànica, dequalitat dubtosa per que pot tenir contaminants, no s’usa per fer compost. Enlloc d’això es fa fermentar i s’aprofita el metà produït per fer electricitat, de laque el 40% es consumeix en la mateixa planta. Amb la resta fan l’electricitatque consumeixen aproximadament unes 4.000 famílies. L’Ecoparc usa forçaenergia en el manteniment de la temperatura apropiada per ala fermentació deles escombraries
La matèria orgànica recuperada a l’Ecoparc és de 260.000 kg/dia, és a dir,aproximadament un terç de la brossa orgànica que arriba.
www.ema-amb.com/residus/valoritzacio.html
Les incineradores de residus són una alternativa als abocadors.
La combustió de les escombraries en el seu interior s’aprofitaper fer energia elèctrica. De les cendres es poden recuperaralguns metalls i la resta s’usa com material per reomplir.
Les incineradors han estat molt contestades pels ecologistespel risc d’emissió de substàncies molt tòxiques (dioxines,metalls pesants... ), i per destruir allò que hauria d’haver-sereciclat. També generen un nou residu en forma de cendresmés o menys tòxiques.
99
La ubicació de les instal·lacions relacionades amb els residus sol originaroposició per part del veïnat. Per evitar queixes sobre les pudors la instal·lacióde l’Ecoparc té una pressió interior de l’aire més baixa i així s’aconsegueix queper les portes obertes va entrant aire contínuament enlloc de sortir-ne. Com acomplement disposa de filtres per eliminar les pudors de l’aire que va sortintper la xemeneia de la imatge de sota:
A l’Ecoparc l'aire de totes les naus esfiltra abans de ser alliberat. Primerpassa per un filtre químic i desprésper un filtre biològic que n'eliminatotalment les olors.
http://www.ecoparc.net/visitavirtual10.html
100
La problemàtica dels purins
Els purins són una barreja d’excrements sòlids i líquids del bestiar, les restesde menjar i les aigües residuals de la neteja de la granja.
Tant bestiar produeix tants residus que esdevenen unproblema a bona part de Catalunya, com pots veure a lanotícia http://www.edu365.com/aulanet/comsoc/noticies/aigua/aigua_purins.pdf
http://www.ctv.es/clean_world_hispania/purines-p256-laballenita.htm
“Més de 30 fonts de la comarca d’Osona no són potables”:
El Grup de Defensa del Ter (GDT),un dels grups ecologistes que méss'han dedicat als problemes decontaminació de les aigües dels rius,ha denunciat mitjançant un estudi deles fonts de la comarca d'Osona que31 d'aquestes fonts contenen unaquantitat de nitrats superior a la querecomana l'Organització Mundial dela Salut (OMS) perquè l'aigua esconsideri potable.
Aquest mínim, xifrat en 50 mg/l, és àmpliament sobrepassat per algunes deles fonts més populars de la comarca com la de la Talaia, a Vic (500 mg/l); ladel Ros, a Sant Hilari de Voltregà (284 mg/l); o la del Seminari, a Vic (250mg/l). El GDT atribueix aquesta situació a la contaminació de les aigüessubterrànies produïda per un excés de granges de porcs que, amb els seusresidus (que s'anomenen purins), fan que es produeixi aquest augmentdesproporcionat dels nitrats. El col·lectiu ecologista considera que la solució no es pot fonamentar en laconstrucció de depuradores exclusivament, sinó en un desenvolupament dela comarca més equilibrat.
Això dels purins, cent anys enrera, no era cap problema. La quantitat de bestiarque havia era molt menor i els purins s’utilitzaven com adob, sovint en elscamps propers. Però amb els anys el bestiar a Catalunya – i a molts altresllocs- ha augmentat tant que és un veritable problema què fer amb tants purins.
La gestió tradicional dels purins és acumular-los i abocar-los posterior aterrenys de conreu per a la seva fertilització. Però si la quantitat abocada éselevada, es produeixen excessos de nutrients al sòl de nitrats, fòsfor i potassi.Amb el temps les aigües es contaminen pels nitrats, que causen greus
101
problemes als ecosistemes aquàtics i a més són un risc per a la salut humana,i per fòsfor, que contamina les aigües de rius i llacs.
Fent números rodons, si suposem que a Catalunya es generen uns dotzemilions de tones de purins cada any i som sis milions de catalans... ens‘pertoquen’ dues tones per persona en un any!
El 60% de les explotacions de bestiar són de porcí. Tants porcs hem de criar?Segons com es miri. La veritat es que no ens el mengem pas tots. Sovintarriben porcs petitons d’altres països amb legislacions medioambientals mésestrictes, com Holanda, els criem aquí i els hi retornem amb la mida comercial.Aquí es queden uns diners, els purins i el problema pel medi ambient a lescomarques afectades.
Es fan instal·lacions de tractament dels purins, que els converteixen en unproducte sec útil per a l’agricultura. Per a fer-lo s’aprofita el calor sobrant de,per exemple, la combustió del gas natural per fer energia elèctrica. Aquestsprocessos en que a partir d’una combustió es genera electricitat i calor útil esdiuen de cogeneració.
Planta de tractament de purins.Solen tractar 100.000 Tm/any.N’hi ha, per exemple a lesMasies de Voltregà(Girona) iAlcarràs (Lleida). En calenmoltes més per evitar que essegueixin degradant les aigüessubterrànies.http://www.colvet.es/infovet/jul01/temas.htm
Exercici 1. Les fonts d’Osona superaven el 2004 la normativa ambiental sobrenitrats. Calcula en quin percentatge ho fan sabent que el límit legal és de 50mg/l. Font de la Talaia de Vic (500 mg/l); la del Ros, a Sant Hilari de Voltregà(284 mg/l) i la del Seminari, a Vic (250 mg/l).
Exercici 2. Per veure com està en aquest moment la situació pots visitar la webhttp://www.pangea.org/aeec/ecoilla/breus42.html#purins
Exercici 3. Entre les alternatives per tractar els purins, es preveu el tractamenta escala més petita. Un lloc pioner va ser el “Mas el Cros” per a l’obtenció debiogas. Pots consultar la seva experiència de 16 anys ahttp://www.udl.es/usuaris/lea/archivos%20pdf/Elcros.pdf
Exercici 4. Discutiu amb els companys sobre l’incompliment de les normativesmedioambientals per part de particulars i administracions públiques
102
L'ENERGIA QUE USEMIntroducció
En aquesta unitat veurem algunes fonts d'energia actuals, d’altres que podenser les més usades en el futur i les conseqüències de la tria que es faci. És unproblema molt important pel futur de la Humanitat. Cada estil de vida necessitadistintes quantitats d’energia. Només cal mirar la il·lustració de sota
http://www.nas.com/africa/africacooking.html
L’estil de vida d’una persona europea o americana necessita, en promig,10 vegades més energia que el d’un habitant del tercer món. Però elslímits dels recursos del planeta fan impossible que els 6.000 milions depersones puguin viure consumint energia i recursos naturals tanexageradament com nosaltres. Solucionar això, si en som capaços, téimportants connotacions polítiques, ambientals i econòmiques.
En general els éssers humans volem gaudir dels serveis d’una vida còmoda:vivendes de qualitat, electrodomèstics, vehicles amb motor, Però aquestsserveis necessiten un important consum d’energia.
Les decisions sobre l’energia condicionen molts aspectes del tipus de societat.Segons quina font d’energia triem serà més o menys polucionant, però tambésón importants condicionants els següents:
** preus finals diferents** dependència o no d’altres països.** sostenibilitat o no** producció autònoma o producció centralitzada
Actualment al món ric usem els combustibles fòssils: el carbó, el petroli i el gas.Tenen avantatges i inconvenients, però no són renovables a escala humana.Encara que preveure el futur és ben incert, sembla clar que entre 10 i 30 anys
103
els preus del petroli seran prou alts per a fer possible que altres fonts d’energiael vagin substituint.
Què hi té a dir la ciència?
La ciència està al darrera del nostre nivell de vida, tots els enginys estanbasats en idees científiques aplicades. I només amb l’ús adequat de les einesque ens ofereix la ciència tenim alguna oportunitat de sortir de la situacióactual. Però sense uns valors clars que ens orientin cap a la solidaritat entretota la humanitat i el respecte al medi ambient les eines de la ciència no ensfaran avançar automàticament. Cal no oblidar-ho.
Els combustibles fòssils
Perquè els usem? Ho fem per que l’energia hi està molt concentrada. Demanera que actualment les indústries, els vehicles, l’agricultura... usamajoritàriament els derivats del petroli, el gas i el carbó.
Però tots aquests combustibles tenen, entre altres, l’inconvenient de serlimitats, de manera que tard o d’hora cal buscar recanvis o complements.
Per sort els combustibles no són la única font d’energia del nostre planeta. LaTerra rep una quantitat enorme d’energia del sol, que podem aprofitar perescalfar o fer electricitat. Els vents, les onades i les centrals hidroelèctriquesaprofiten el treball previ que ha fet el sol movent aigua o aire. Fins i tot elscombustibles fòssils contenen una energia que es va fixar de la llum del sol famolt de temps. Però a la nostra escala de temps no són renovables.
Exercici 1. Raona i posa exemples de com pot influir en el futur de la humanitatque les fonts d’energia majoritàriament usades siguin
a) més o menys polucionants,b) amb preus finals diferentsc) dependència o no d’altres països.d) sostenibilitat o duració inferior a cent anyse) producció autònoma o producció centralitzada
104
Figura 1: Les principals fonts d’energia
105
Figura 2: l’energia obtinguda dels combustibles es gasta per exemple així:
Les previsions pel futur de la Terra : xerraires o científics?
A tots els éssers humans ens aniria prou bé conèixer, ni que sigui a a granstrets, com serà el món en el futur, per poder actuar en conseqüència. Quedaràpetroli? s’escalfarà 2ºC?.
Qui pot fer orientar-nosseriosament sobre el futur?
Quin paper hi té la ciència?
106
La realitat és que la ciència pot predir amb molta exactitud fenòmens com lesmarees i els eclipsis, però fracassa si pretén dir amb exactitud avui mateixcoses com si el proper dia de Cap d’any farà sol o estarà núvol o endevinar larelació de canvi entre l’euro i el dólar a 100 dies vista.
Per tot això, les previsions sobre els problemes del medi ambient en el futur,sempre pessimistes, han estat molt discutides. La manca de certesa absolutaha servit d’excusa per a no prendre mesures que garantissin un futursostenible.
El 1972 els científics del “Club de Roma” van editar un informe titulat “Els límitsdel creixement” on advertien que, si no es prenien mesures i l’economiamundial seguia creixent al 4-5% anual, les reserves de petroli durarien entre 20i 50 anys, les de gas de 22 a 49 anys i les de carbó de 111 a 150 anys.
El 1997 el govern anglès va estudiar també el problema, i va proposar 45 anyspel petroli, 65 pel gas y 235 pel carbó. Malgrat tot això, és indiscutible que lesreserves són limitades i no renovables.
Exercici 2:Explica com pot haver fet augmentar l’esperança d’ús dels combustibles fòssilsels factors següents:a) descobriment de gairebé totes les reserves mundials amb la teledetecció.b) Tècniques noves que faciliten i abarateixen l’extracció en jaciments abansdesestimatsc) El desenvolupament de l’energia nuclear i hidroelèctrica.d) Les recessions econòmiques i l’alça de preus.e) els motors més eficients
Exercici 3:En aquests tipus d’estudis suposar que les reserves de combustibles esmultipliquen per 5 no fa que s’esperi tenir reserves per 5 cops més de temps.Quina explicació té?
Exercici 4:Ja és un fet que cada any es pesca menys. També hi ha menys terra cultivablei l’atmosfera s’està alterant, tal com indicaven les prediccions del Club deRoma. Discutiu en grups si hem sobrepassat en aquests temes els límits delcreixement que pot permetre el nostre planeta.
Exercici 5:La gent es malfia de la ciència? Dissenya una petita enquesta entre els teuscompanys/es per comparar la percepció dels aspectes en que la ciència ajudaa la humanitat amb els aspectes que consideren negatius
Exercici 6:En grup, escriu factors que facin la teva vida millor i altres que l’empitjorin.L’increment de la qualitat de vida depèn directament de l’augment dels bensmaterials? poseu algun exemple en que més nivell de vida no comporta mésqualitat de vida.
107
Més informació sobre els combustibles
Quan cremem els combustibles alliberen calor, que de vegades usemdirectament per escalfar-nos, cuinar o fer funcionar un cotxe. Però una partimportant dels combustibles es destinen a fabricar electricitat, que es ransportamolt ràpidament. Aquesta electricitat generada a partir dels combustibles seràla font d’energia per a moltes altres coses. És una font d’energia secundària.
El combustible més probable pel futur, el hidrogen, també seria una fontd’energia secundària, ja que primer cal generar-lo a partir de una font d’energiaprimària, per exemple l’energia eòlica, la solar, o els combustibles.
El consum d’energia en diferents països és molt variable. Una de les raons ésque un clima suau permet usar menys combustibles, però la principal és elnivell de vida, com mostra la gràfica següent:
Energia usada percada ciutadà. (kgde petroliequivalents)
Renda per càpita (en dòlars de 1997)
Fixa’t que, en general, els països que estan més a la dreta de la gràfica (mésrics) estan també més alts en l’altre eix (consum d’energia) i viceversa. Enpodem treure conclusions clares sobre aquesta correlació? Sembla clar que sí,però llegeix el següent document:
DOCUMENT: Una eina per argumentar en ciència: la correlacióObserva en la gràfica que els països no queden col·locats a l’atzar en lagràfica, sinó alineats en la diagonal central. Si la relació entre les dues cosesque volem demostrar es perfecta, formen una recta exacta. Cal fer notar queuna bona correlació ens indica que dos successos es donen junts, això ésuna bona pista pels investigadors, però no sempre un és la causa de l’altre.
108
La correlació ha de donar-se en els dos sentits. En cas contrari podem“descobrir” veritables disbarats. Per exemple: encara que tots els subjectesamb càncer de pàncreas han anat en autobús el darrer any, d’aquí NOpodem deduir que l’autobús en sigui la causa. Per ser-ho caldria ques’observés que un percentatge important dels viatgers té càncer i que els queno utilitzen l’autobús no el tenen.
De vegades dos fenòmens estan junts per una altra qüestió, fins ara oculta ique caldrà relacionar. La correlació no demostra sempre la causa d elescoses, de vegades només aviat dóna pistes als investigadors per formularnoves hipòtesis.
La població mundial va creixent i augmentant el consum d’energia a un ritmemolt ràpid, usant bàsicament les mateixes fonts d’energia: els combustiblesfòssils i nuclears durant els darrers 30 anys. Per poder comparar entre elles lestones de carbó, els litres de gas natural o l’energia hidroelèctrica, solenexpressar-se en el seu equivalent en milions de tones de petroli.
Així, en 24 anys s’ha gairebé doblat l’energia consumida per la humanitat.Els increments següents són a nivell mundial (xifres de la imatge enl’equivalent en milions de tones de petroli):
Fusta i biomassa (en color morat)Hidroelèctrica (blau marí)Nuclear (blau cel)GasPetroli (en color verd)
Carbó (en color negre)
Aquesta informació, que remarca l’alt consum de combustibles fòssils, ens hade fer pensar en dos problemes pel futur:
1er: els combustibles fòssils que usem cada cop més es van esgotant2on: els gasos de la combustió són un problema medioambiental Dels dos problemes, el segon ja ens està afectant, mentre que el primerprobablement ho farà en uns anys, primer pels alts preus, després per lesconseqüències medioambientals.
Les previsions pel futur mostren com el consum d’energia segueix estancat aAfrica i Llatinomaèrica mentre que a Àsia en general , però especialment aXina, no para de crèixer. Al món ric es preveu menys creixement.
109
L’energia consumida actalment en un país europeu, a grans trets, es reparteixaixí: Una tercera part per la indústria, un altre terç per al transport i la restaentre els domicilis particulars i altres.
Estalviant combustibles i energia a casa i al transport
Als nostres domicilis va arribant una nova generació d’enginys per estalviarenergia, com les bombetes de baix consum o electrodomèstics més eficientscom ara frigorífics, microones i cuines millors.
Bombeta de baix consum. És com un fluorescentcompacte. www.tiendaelektron.com/ ilumina.htm
La més gran despesa d’energia en una casa europea és la calefacció, tot i quenomés funciona uns mesos a l’any. Per això és important pel medi ambient iper l’economia familiar tenir estratègies adequades per mantenir l’escalfor alteu domicili
Exercici 7:Compara el consum de gas entre alguns veïns que tenen calefacció de gas iels que sols usen el gas per cuinar i fer aigua calenta. Fes el mateix respectel’electricitat. Si a la teva escala els veïns apunten els consums de gas od’electricitat en un full per facilitar la feina a qui fa les lectures de comptador, etserà més fàcil.
110
Exercici 8:Interpreta la forma de vida de la família de 4 persones de Barcelona quegenera els següents rebuts. Destaca el tipus de calefacció probablementusada, si hi ha o no aire condicionat, les diferències durant l’nay. El preu quepaguen diàriament per ambdós serveis... pots comparar-lo amb el que paguesde mòbil
REBUT DE GAS REBUT D’ ELECTRICITAT
Consum del període 739 kWhA pagar 85,7 Euros
Exercici 9: Sabem empíricament que el termòstat de la calefacció a 21ºC faconsumir un 10% més que a 20ºC. Calcula quants diners i quants metrescúbics de gas estalviaries si en el domicili de l’exemple baixessin un grau eltermòstat. Fes el mateix càlcul per a casa teva.
Hi ha països de climes freds, com Suècia, on l’aïllament de les cases ésexcel·lent, de manera que el consum en calefacció és menor del que tindríemnosaltres si fes una ona de fred als països mediterranis.
En el transport el panorama és més preocupant. Per exemple, els ciutadans esdesplacen 4 o 5 vegades més que fa 50 anys: la feina sol estar més distant, lesvacances, els caps de setmana... Encara que els enginyers facin motors cadacop més eficients, amb més població i més desplaçaments el consum global decombustibles no ha deixat mai d’augmentar. I molt. Alguns ecòlegs comparenaquestes situacions amb el que li passa a Alícia en el país de les meravelles,
111
quan per molt que corri la protagonista en el país de la Reina Roja no avançaja que el terra és mou a igual velocitat però en direcció contrària.
L’ús del bus i del tren a la Unió Europea es manté si fa no fa constant elsdarrers 30 anys, però no així el dels avions i vehicles particulars, que creixenmolt ràpid. L’increment, en cas dels cotxes, tal i com es veu en la gràfica desota, fa que es dobli en 20 anys, el d’avions encara és més ràpid.
Evolució del desplaçament delsciutadans entre els anys 1970 a1997
La gràfica compara la distànciarecorreguda en diferents mitjans detransport des del 1970 al 1997.
Es pot veure clarament quinsmitjans s’incrementen més...
Abans la gent es desplaçava poc, i si ho feia sovint era sense usarcombustibles: a peu, en carro o en bicicleta. L’impacte de cada ésser humà enel medi ambient era molt petit. Però ara hem de desplaçar-nos tant amb l’ajutde combustibles, per anar a estudiar, a treballar, per fer esport, per anar devacances... que farem bé de valorar la eficiència dels distints mitjans detransport. Al diagrama de sota comparem quina distància permet desplaçar-nos cada mitjà de transport.
Avió ple
Cotxe amb1 ocupant
Cotxe ple
Bus ple
Tren ple
Kilòmetres que es poden recórrer per passatger i litre de petroli
112
Exercici 10:Aquesta gràfica de barres, anomenada histograma, dona dos eficiènciesdistintes per als cotxes.
a) Com s’explica?b) Quines conseqüències pràctiques té?
El tren té una eficiència 10 cops millor que l’avió. C) Discutiu sobre l’eliminació de vies de tren al nostre país.
Exercici 11:Tal com pots veure a la il·lustració anterior, viatjar en un avió ple comporta unconsum de combustible per passatger doble que viatjar en un cotxe unapersona sola.
a) Si un viatge d’anar i tornar al continent americà representaaproximadament 13.000 km, calcula a quants km de cotxe equival.
b) Pregunta a la teva família quin kilometratge anual fa el cotxe de casa, sin'hi ha, i el seu consum de combustible cada 100 km. Treuconclusions.
Exercici 12:Repartiu-vos els següents punts de vista per fer un debat:a.- Els cotxes ens permeten llibertat individual i a la gent li agraden. El governha d’ajudar, invertint molts més diners públics en fer més carreteres.b.- la història dels darrers anys mostra en tots els països que ampliar la xarxade carreteres només fa que incrementar el nombre de vehicles. Fins i tot lagent que ja no l’usava per anar a treballar torna a fer-ho.c.- En zones rurals el cotxe permet comerciar, anar a treballar, als estudiantsanar a les escoles, al metge, etc.d.- El transport públic freqüent i de qualitat també és car, per a nens, jubilats ien les hores de nit.e.- Cap solució és bona per a un planeta que té més de 6.000 milionsd’habitants.
Malgrat que els arguments exposats, la majoria de la població prefereix laintimitat del seu vehicle particular a l’ús del transport públic, encara que encotxe perdi temps suportant embussos, sigui més car i perjudiqui la sevaqualitat de vida i la dels altres, pels problemes que produeixen tants vehicles.
113
L'ENERGIA AL FUTUR
Les fonts d'energia primària actuals són: petroli (38%), carbó (28%), gasnatural (21%), hidroelèctrica (7%) i nuclear (6%). És a dir que 87% de l'energiatotal en el món es produeix mitjançant combustibles fòssils (petroli, carbó igas), que són recursos no renovables. Mirat en perspectiva, les generacionsactuals estan consumint una quantitat tal de recursos energètics que lesgeneracions futures poden quedar hipotecades
La figura anterior mostra les reserves mundials de combustibles fòssils i d'urani(el “combustible” nuclear). Entre parèntesi s’indica el consum anual actual, queprobablement s’incrementarà, tret de l’urani. El petroli està seriosament limitattot i que seguim aconseguint gairebé la meitat de l’energia mundial del petroli.El que succeirà és que en disminuir el petroli disponible augmentarà el seupreu. Potser llavors s’usi com matèria primera de la indústria química(principalment per a fer plàstics i teixits de tota mena) i no per cremar-lo.
A banda del problema del subministre de combustible, existeix la problemàticarelacionada amb l’augment de gairebé el 25% del CO2 en l’atmosfera pertorbael seu equilibri tèrmic. Si segueix l’escalfament actual hi haurà grans canvis enel clima i la demografia del planeta.
L'opció d’usar energia solar –combinada com veurem amb piles decombustible- sembla tenir tots els avantatges, malgrat el nivell actual dedesenvolupament tecnològic. L'opció basada en la fissió nuclear es va dur aterme en països com França, els quals extreuen més de 50% de la sevaenergia d'aquesta font; no obstant això, els accidents i els problemes demagatzematge dels residus radioactius segueixen sense solució prou bona.Respecte a la seguretat aquesta ha augmentat força a les centrals més“modernes”, però les antigues són un problema pendent de solució.
114
L’hidrogen: el combustible del futur ?
Segons fonts tan poc sospitoses com la mateixa companyia petrolera anglesaShell, estem davant un imminent esgotament dels combustibles fòssils. En elspropers anys el seu consum encara seguirà creixent, però la pressió del’encariment del petroli, més que la consciència medioambiental, farà que esbusquin alternatives.
En el futur, probablement l’hidrogen serà el combustible que substituirà elpetroli, de la mateixa manera que el petroli va substituir el carbó i el carbóhavia substituït la fusta. La societat de la informació no usarà a mig termini elscombustibles de la era industrial. Realment si s’aconsegueix pot tenir moltsavantatges i la propaganda que se’ns faria podria ser de l’estil de:
“Els presentem un vehicle que no usa gasolina, amb fums d'escapament nocontaminants, que no fa soroll i que té un combustible a preu garantit i ambsubministrament assegurat, sense els ensurts del petroli. Fins i tot potserpodran produir vostès mateixos el seu combustible en cada país, municipi ofins i tot a casa amb una instal·lació solar!. Tindrem hidrogen de formadescentralitzada, a gran o a petita escala,. L'hidrogen és un combustible quecap país o grup de països podrà monopolitzar com ha passat amb el petroli, jaque es podrà treure de l’aigua”.
De fet al principi del segle XXl, la indústria de l'automòbil ja està treballant moltper construir vehicles amb un motor elèctric propulsat per la combustió del’hidrogen, l'element més abundat de l'univers, que quan es crema només faaigua, és a dir, cap gas contaminant. Fixeu-vos:
H2 (hidrogen)+ O2 (oxigen, de l’aire) ----� H2O (aigua pura)
Bé, en realitat un químic escriuria 2H2 + O2 --- 2H2O
Es disposa de tecnologia per produir-lo ‘trencant’ la molècula d’aigua (H2O),usant l’energia del sol , sistema que és el més desitjable, però també s’obtéhidrogen a partir del gas natural o del petroli.
L’hidrogen: ciència i societat
Usar l’hidrogen és una idea tan bona que fa molts anys que s’hi rumia. Però noés fàcil implementar-ho en la societat. Al començament del S XXl es donen tresfactors que poden rellançar l’hidrogen com a combustible, influint en distintssectors de la societat. Vegem les raons que l’havien frenat fins ara.
1. La inestabilitat del món àrab, els principals productors de petroli, no agradagens als països industrialitzats, que recorden el daltabaix dels anys 70 quanva haver fortes pujades del preu del petroli i les grans oscil·lacions de finalsde segle (a sota), i a l’inici del s XXl. Al març de 2004 s’anunciava ambgrans titulars que s’havia pràcticament arribat als 32 dòlars. Una mostra
115
clara de la inestabilitat del preu. La nostra economia depèn del preud’aquest subministre, cosa que pot provocar fins i tot guerres. A l’octubre de2004 s’acostava als 50 dòlars per barril. No té preus estables.
2. La tecnologia que es necessitarà pel seu ús segur –les piles decombustible- sembla estar a punt.
3. La preocupació medioambiental que provoca el canvi climàtic i el paperpositiu que pot jugar l’ús de l’hidrogen com a combustible, ja que la sevacombustió no genera CO2.
Al principi del segle XX l’hidrogens’havia usat per fer zepelins, unsdirigibles gegantins plens del gashidrogen. Comportaven un gran riscd’accidents ja que el gas hidrogen ésmolt inflamable.
http://www.adg.org.br/Images/Desktop%5CDesktops%5Czepelin.jpg
A mida que el petroli en vagi encarint, tant les energies renovables com latecnologia que permet l’ús de l’hidrogen en forma de pila de combustible, seranmés competitives en els seus preus.
116
Informació addicional: Les piles de combustible i l’hidrogen
Una pila de combustible és un petit reactor en què l'hidrogen (que prèviamenthaurem acumulat allà) es combina amb l'oxigen de l'aire convertint-se en aigua.Aprofitem l’energia alliberada per fer electricitat. Per cert, l’aigua obtinguda esben pura i pot tenir altres usos.
De fet les piles de combustible permeten produir electricitat a partir d'una granvarietat de combustibles, no funcionen només amb hidrogen.
Són un sistema ben diferent dels convencionals, ja que converteixendirectament l'energia química en energia elèctrica per combinacióelectroquímica del combustible amb un oxidant. S’obté així un rendiment eldoble del normal perquè s’estalvia el procés clàssic de fer electricitat amb uncombustible: escalfar/ moure la turbina/ obtenir electricitat (tècnicament unaconversió tèrmica del combustible, després mecànica i finalment elèctrica) ontants passos fan que la eficiència final sigui baixa.
A més d’un rendiment proper al 60%, les piles de combustible sónrespectuoses medioambientalment, ja que les emissions de contaminants(òxids de nitrogen o de sofre, monòxid de carboni) són menyspreables oinexistents.
Són modulars, es poden combinar com els mobles moderns del menjador decasa, ja que les seves capacitats poden modificar-se fàcilment des de pocapotència per un domicili fins a molta potència per un autobús.
Un altra avantatge és la gran flexibilitat en la seva utilització en llocs aïllats dela xarxa elèctrica, des d’una masia llunyana o en màquines mòbils (per tantdesconnectades de la xarxa) com els autobusos, els avions, o els vaixells.
Determinat tipus de piles de combustible (amb electròlits sòlids) que funcionena alta temperatura són capaços d'utilitzar combustibles variats, incloent gas,benzina etc. Usen ceràmiques en lloc de metalls per evitar la corrosió i elfuncionament a temperatures tan altes com de 600 a 1000°C permet unacombustió molt ràpida. El calor s’aprofita per generar més electricitat(cogeneració) amb la qual cosa el rendiment de la pila és màxim.
117
Autobusos i cotxes amb motor d’hidrogen
Si, ja n’hi ha per Europa... fins i tot als carrers de Barcelona el 2004!.
Els autobusos moguts amb hidrogen escomencen a veure per la UE, com aquest del’aeroport de Munich a dalt o a Barcelonamateix.Són formidables medioambientalment, peròcal estar ben atent ja que no fan soroll quantse t’acosten ! Són com les bicis!
En els gasos d'escapament d’aquests motors no trobarem partícules ni un solgas contaminant. Només vapor d’aigua. A més, com que una pila decombustible no té elements mòbils, a diferència del tradicional motord'explosió, els motors d'hidrogen tindran una vida pràcticament il·limitada, ambmolt poc manteniment. I no faran soroll.
Encara que poc conegut, el motor d'hidrogen ja és aquí. El 22 de setembre de2003, Dia Sense Cotxes, Barcelona va presentar els primers tres autobusosmoguts íntegrament amb hidrogen, el que pot ser la revolució en el transportdel segle XXI. S’hauran acabat les verinoses bafarades que actualment elsautobusos dispensen a ciclistes i vianants que estan a prop. Si es generalitzaa tot el parc automobilístic la qualitat de l’aire a les ciutats milloraria molt.
Atenció, però , a un escenari que en realitat sols milloraria les ciutats. En casque l’hidrogen es generés a partir del petroli o gas o també usant l’energia
118
obtinguda per la combustió de carbó, estem produint la contaminació desempre, l’únic que fem és contaminar fora de les ciutats. Per tant el camí defrenada del canvi climàtic passa per una producció de l’hidrogenmajoritàriament a partir d’energies renovables: solar, eòlica, etc.
El transport basat en l'hidrogen necessita canvis en dos fronts: el disseny delsvehicles i com assegurar el subministre de combustible, de l’hidrogen.
Ara els vehicles d'hidrogen són molt cars, com ho eren els primers automòbilsdel segle XX. En generalitzar-se la producció els preus baixen molt, es calculaque el preu es dividirà ràpidament per 10 o potser per 20. Piles de combustiblecom la de sota aniran en lloc dels dipòsits actuals de benzina.
[foto de www.oksolar.com/fuel_cell/ verkehrstechnik.jpg]
Pel subministre “net” del combustible hidrogen caldrà produir-lo amb unaextensa xarxa de plaques fotovoltaiques i parcs eòlics. Avui tenen un cost alt acausa de la petita producció. I, per alguns, plaques i molins són molt lletjos!
L’hidrogen i la política
Una economia basada en l'hidrogen com a combustible podria ser més eficient,justa i sostenible que l'actual, basada en el petroli. Els entusiastes del’hidrogen (que n’hi ha) pronostiquen canvis polítics associats que disminuirienles tensions internacionals. Només cal pensar en el paper del petroli i el gas enles guerres de Kuwait, Afganistan i Iraq.
Els problemes
Cal un transport i emmagatzematge segurs de d’hidrogen. Pensis que igualque els vehicles que usen gasolina han perfeccionat força el risc d’inflamaciódel combustible, el mateix està succeint amb l’hidrogen..
Fins ara es trasllada comprimit i molt fred. El transport és delicat ja quequalsevol cop pot resultar perillós. Els nanotubs de carboni de poc més d’unnanòmetre de diàmetre (0,000001 mil·límetres) han estat proposats com acandidats per emmagatzemar grans quantitats d’hidrogen de forma segura.
119
En qualsevol cas, el problema actualment no és tan la seguretat com que noexisteix hidrogen lliure a la Terra (a Júpiter sí...). I fabricar-lo partint delscombustibles actuals no és una bona alternativa ja que és car i no solucionariaels problemes medioambientals per l’excés de CO2. Cal fer-lo a partird’energies “netes” i renovables.
L'hidrogen i les piles de combustible
Hem dit que a la Terra no hi ha llocs on l’hidrogen aparegui sense cap esforç.Ens cal arrencar-lo de la molècula d’aigua (o dels combustibles fòssils), i aixòés costós energèticament. Llavors, on està el ‘negoci’, l’avantatgemedioambiental?
L’hidrogen en realitat no és cap font d’energia, de vegades no es parla ambprou rigor. Més aviat hem de considerar l’hidrogen com ho fem ambl’electricitat. És a dir, el fabriquem perquè és fàcil de transportar. Serà unaforma de traslladar energia (del sol, del vent..) que, sense ser instantània comel corrent elèctric presenta altres avantatges que permeten usar-lo, perexemple, en els cotxes i els altres enginys no connectats a la xarxa elèctrica. Amés malgrat que l’energia elèctrica fa de mal acumular, les piles decombustible semblen una bona solució.
Cal destacar que es pot produir la mar de bé a partir de recursos energèticsrenovables. Això el fa idoni per fonts energètiques fluctuants i noemmagatzemables d’una altra manera com seria el cas de l’energia hidràulica,la del vent o la solar sobrant. Recordem que l’electricitat, a diferència del’hidrogen no es magatzema fàcilment en quantitats importants.
Així, l’energia que sobra en cada moment es pot emmagatzemar com ahidrogen i utilitzar-la després en piles de combustible (o en turbines de gas)per generar electricitat on calgui. En el cas oposat tenim l’energia nuclear, quecom que no permet aturar el reactor gens fàcilment, fa que calgui afavorir elconsum nocturn o la venda d’electricitat.
Les forma d’obtenir hidrogen usant el vent o el sol és generant electricitat quepermetrà ‘trencar’ (fer la electròlisi) l’aigua, obtenint els elements que laconstitueixen: l’hidrogen i l’oxigen. L’hidrogen és el més simple delscombustibles. Com que a diferència del carbó i del petroli, no conté gens decarboni (només és hidrogen !) no farà CO2 (ni monòxid de carboni, un gas que,recordem-ho, és molt tòxic).
Com obtindrem l’hidrogen per cremar-lo en les piles de combustible? Per sortja s’està valorant les energies renovables com a fonts d’energia perpètues queens ajudaran a subministrar electricitat i combustible en forma d’hidrogen.
Dit d’un altre manera, els cotxes que aprofitaran l’energia solar no seran elsprototips amb plaques amb sostre. En absolut. Seran cotxes d’aspecte similar
120
als actuals, però amb una pila de combustible alimentada per hidrogen...obtingut amb l’ajut de l’energia solar o eòlica.
Per aprofitar l’energia solar no caldrà dur lesplaques al sostre. Podreu sortir de nit. Lespiles de combustible alimentades ambl’hidrogen obtingut amb l’ajut del sol seran moltmes versàtils i també respectuoses amb elmedi ambient.www.censolar.es/ solarcar.htm
A més, l’hidrogen pot introduir serveis energètics eficients i nets en llocs aïllatsi amb poca població on el subministrament energètic és més rendible ambenergies renovables que amb les convencionals.
Una de les característiques de la nova economia energètica és que dependràmolt més de fonts d’energia petites i descentralitzades en lloc de fer-hod’alguns sistemes grans i centralitzats. En lloc d’haver-hi poques fontsd’energia molt concentrades, el món tendirà cap a moltes fonts d’energiapetites. Les piles de combustible alimentades amb hidrogen i les turbines degas de cicle combinat d’alta eficiència alimentades per gas natural o hidrogen,seran habituals. Les piles de combustible es poden utilitzar per generarelectricitat per a edificis o per impulsar automòbils.
Les piles microbianes de combustible
“Els enginyers ambientals de la Universitat Estatal de Pensilvania handemostrat, per primera vegada, que una pila microbiana de combustible(microbial fuel cell o MFC) pot generar electricitat mentre que simultàniamentneteja les aigües residuals que s'evacuen pel desguàs o l'excusat. “
Ningú sap encara si el seu ús es generalitzarà. Les piles microbianes decombustible treballen mitjançant l'acció de bacteris que ‘menjant-se’ les aigüesbrutes poden fabricar l’hidrogen que es combinarà amb l’ oxigen de l’atmosferaper a formar aigua.
Bé, l’explicació és un pèl més complicada. Està en aquest paràgraf en cursivai te la pots saltar: els bacteris poden passar electrons a un ànode, l'elèctrodenegatiu d'una pila de combustible. Els electrons flueixen de l'ànode a travésd'un cable, produint un corrent, a un càtode, l'elèctrode positiu d'una pila decombustible, on es combinen amb ions d'hidrogen (protons) i oxigen per aformar aigua. Per a fer això no calen bacteris misteriosos. Els de l’aiguaresidual ja ho fan prou bé. A més, neteja l’aigua de matèria orgànica (oxida laporqueria en el cas de les aigües residuals). Tècnicament es diu que la pilabacteriana disminueix la demanda bioquímica d'oxigen.
121
Com és aquesta pila de microbis?
La pila microbiana de combustible més simple és un cilindre plasticós d’uns 20cm. A dins té uns ‘compartiments’ als quals els bacteris es poden adherir i ferla feina. Com que usa materials com platí de moment seria cara.
Exercici 1En la pàgina www.oksolar.com/fuel_cell/ verkehrstechnik.jpghem trobat aquest avantatges sobre les piles de combustible. Tradueix-les icomenta la relació amb els cotxes elèctrics i les limitacions que tenien
Advantages� 3-5 times longer run-times in comparison to conventional batteries� low weight� easy handling� very rapid recharge� reliable performance� no degradation, longer lifetime than most batteries� low costs
Exercici 2: observa aquests preus del petroli i la benzina
2.1. El 1998 el petroli costava12,72 dolars el barril. A l’hivern de 2004 costa31,03. Quant s’ha pujat? un 18,31%? un 31,03%? un 169,47%?
2.2 Sabem que el barril de Brent conté 159 litres. Pots consultar el seu preuen dòlars al 2004 en la taula de més amunt (1Euro = 1,2 $ aprox).
122
Calcula quina part del preu de la benzina correspon al preu de comprarel petroli.
2.3 Del 1998 al 2004 que s’apuja més ràpid, el petroli o la benzina? quinaexplicació té? et caldrà averiguar perque la gasolina és molt més caraque el petroli. Una pista: a Andorra és bastant més barata.
2.4. La guerra del Golf va ser del 17 de gener de 1991 al 24 de febrer de1991. Mira de relacionar-ho amb la gràfica dels preus del petroli. Hi hacoincidència? per quina raó?
El futur de l’energia. Elaborant models
Tant el Club de Roma com altres grups d’opinió formats per científics, han fetmodels sobre l’evolució futura del consum d’energia. Lògicament, els modelshan d’ésser més simples que la mateixa realitat per facilitar els càlculs.Aquesta simplicitat fa, però, que no puguin predir amb exactitud el futur.
Per fer un model del consum futur d’energia cal prendre algunes decisions.Per exemple, seguirem consumint al ritme actual o bé s’incrementarà? Sis’incrementa ho farà al ritme del segle XX , més ràpid o més lent?
També donem per suposat en fer un model com aquest que la llibertat de lasocietat és petita per apartar-se dels condicionaments que marca la història.Si avui no es pot calcular cap tendència sobre el demà no es pot modelar enabsolut.
El Club de Roma es va fer famós als anys seixanta per la seva obra “Elslímits del creixement”, on s’argumentava amb models matemàtics que, essentels recursos del planeta limitats, el creixement de la població i l’economia nopot ser indefinit.
Els models següents, van ser elaborats pel Club de Roma 20 anys més tard ipublicats al llibre “Més enllà dels límits del creixement”. Ara mostrarem dosdels escenaris possibles pel futur. En la primer cas es fan els càlculssuposant que el futur segueix el ritme de creixement del present
En el segon escenari presentat es suposa que la humanitat reacciona idestina molts recursos per evitar el col·lapse.
La font de dades i gràfics és el llibre“Más allá de los límites del crecimiento”. D.H. Meadows. Ed El País Aguilar
123
Aquesta simulació per ordinador mostra el que pot passar si la humanitatsegueix sense canvis polítics fonamentals. La població i la producció vancreixent fins al col·lapse
124
En aquesta simulació, en canvi, s’han destinat grans pressupostos pel controlde la contaminació, el control de la erosió i en tecnologies eficients en l’ús delsrecursos
125
Exercici 3:La taula següent mostra la energia consumida per persona i, també l’energiaconsumida en relació al producte interior brut. (dades de 1996). Llegeix-la icontesta les preguntes que hi ha a continuació:
Zona Energia consumida(l’equivalent en tones depetroli) per habitant
Energia consumida(l’equivalent en tones depetroli) en relació a lariquesa del país
OCDE (Països rics) 4,6 0,26Antiga URSS (inclouRússia actual)
3,19 1,91
Amèrica Llatina 1,09 0,39Xina 0,9 1,57Àfrica 0,62 0,89Àsia 0,57 0,68
Promig mundial 1,68 0,39
a.- Pots veure a la taula anterior que el promig mundial és 1,68 Tm de petroliper habitant. Et sembla que la major part de la població mundial disposad’aquesta quantitat exactament, en té més o en té menys? Quins països entenen més?b.- En quina zona del món l’energia consumida és menor en relació a la sevariquesa? Com t’ho expliques?c.- En quines zones del món es consumeix més energia en relació a la riquesadel país? Com t’ho expliques? Viuen millor o pitjor?
126
Exercici 4:Comenta aquesta notícia. Tingues present que del 1990 al 2004 els preus detotes les coses és més alt, per tant també és lògic que el petroli vagi pujant.Quina importància té l’afirmació final subratllada?
“El 4 d’agost de 2004 el barril de Brent va arribar al preu rècord fins aquellmoment de 40,99 dòlars el barril, una xifra inèdita des que l'InternationalPetroleum Exchange de Londres va començar la seva activitat el 1988.
Al situar-se en aquest nivell, el petroli va superar el màxim històric registrat el10 d'octubre de 1990, quan es va pagar a 40,95 dòlars poc abans de laprimera del Golf.
La pujada a Londres va coincidir amb els preus rècord de Nova York, on elbarril de Texas va arribar al seu preu més alt en 21 anys al pagar-se a 44,30dòlars el barril.
Les causes de l'encariment del cru són, entre altres, la inestabilitat al PròximOrient i la dificultat d'augmentar la producció per part de l'Organització dePaïsos Exportadors de Petroli (OPEP). “ Font: El periodico 5-8-04
L’alternativa nuclear moderna: l’energia de fusió
L’energia nuclear ha tingut i té mala premsa. El seu ús està en recessió,associat als accidents, al problema de les deixalles radioactives, a l’ús que sen’ha fet per fabricar armament atòmic i al poc clar subministre d’urani.
Però problemes com l’escalfament global poden donar una nova oportunitat aaquestes tecnologies. Això sí, cal entendre que l’energia nuclear que fins aras’ha usat era la de fissió, que ‘trencava’ àtoms d’urani, mentre que la propostapel futur és la de fusió, que crea àtoms més grans fusionant àtoms més petits ialliberant molta energia.
Heu pensat d’on surt l’energia que el sol irradia sense pausa des de fa tan detemps? Com alimenta aquest prodigi? Ara sabem que en el seu interior es fanunes reaccions nuclears anomenades de fusió. Àtoms ‘petits’ es fusionen entresí per fer-ne de més grans, alliberant enormes quantitats d’energia.
Els humans encara no sabem posar en marxa una reacció de fusió nuclear a laTerra. Bé, en les grans instal·lacions de física de partícules es pot fer a moltpetita escala, però com que cal imitar les condicions de temperatura i pressiótan altes del sol, es gasta més energia que la que s’obté a continuació i a unpreu molt elevat.
Part dels esforços dels científics que investiguen la gran alternativa,inesgotable i neta a l'energia de fissió, la fusió, se centren en l'altra variant dela fusió en calent, anomenada "fusió en fred". Potser algun estudiant actualserà qui trobarà la manera de fer la fusió freda?
127
La fusió nuclear actualment més desenvolupada i investigada és la qual uneixels isòtops d'hidrogen triti i deuteri usant altes temperatures (cent milions degraus). L’aigua té, a part dels àtoms d’hidrogen ‘normals’ altres un xicdiferents, els isòtops, que són els que poden fusionar-se.
En el cas de l’anomenada fusió “en calent” cal usar una immensa quantitatd’energia. El problema radica que els nuclis dels àtoms estan carregatspositivament, amb el que a l'apropar-se cada vegada es repel·leixen amb mésforça. Cal acostar-los de tal forma que arriben a unir-se, creant un nou estat dela matèria: el plasma. Per a la fusió en calent hi ha la dificultat d’obteniraquestes temperatures tan altes. Però el més complicat és trobar la manera deconfinar el plasma, és a dir, de trobar “on posar-lo”, ja que a l’alta temperaturaque està tots els materials sòlids es fonen. S’han buscat dues solucions aaquest problema, La del confinament magnètic i l’inercial, que resolen elproblema mantenint el plasma ‘flotant’ aprofitant la repulsió que provoquen elsimants quan s’encaren pel mateix pol.
La fusió freda pot aconseguir-se sense necessitat d'escalfament. Per tantsembla menys perillosa i més econòmica. Com ocorre de vegades en Ciència,els primers resultats es van aconseguir per casualitat. En la dècada dels 80dos químics nord-americans van assegurar haver aconseguit la fusió fredamitjançant un senzill enginy amb l’electròlisi que ‘fusionava’ alguns dels àtomsd’hidrogen de l’aigua, un combustible ben barat!. Però la comunitat científica noes va creure els resultats, ja que va intentar reproduir l'experiment sense èxit.Poc després un científic italià va demostrar que la fusió en freda és possible.En el seu experiment va fer alguns retocs al dels primers investigadors, però elrendiment obtingut és molt menor.
Si s’aconsegueixen resultats semblats als dels americans seria una revolucióen les fonts d’energia. Un sol litre de combustible (amb els isòtops explicatsmés amunt) satisfaria les necessitats energètiques de tot un edifici durantdiversos anys, o d'una família durant tota la seva vida. A més, l'energia de fusiófreda, no només té molt poc risc de contaminar i és inesgotable (com la defusió en calent), sinó que també hauria d’arribar a ser molt més barata. Totesles nacions podrien tenir les seves plantes generadores i es podria arribar apensar fins i tot en vehicles moguts per fusió nuclear, equips generadorsportàtils, aeronaus i vaixells que no necessitessin repostar, colonitzar altresplanetes potser....
Veus ecologistes han destacat els inconvenients d’aquesta tecnologia, enqualsevol cas molt menors que els de la fissió. Caldrà esperar encara unsanys a veure si es troben bones solucions.
Exercici 5Busca amb el Google i resumeix les opinions crítiques sobre l’energia de fusió,per exemple del Dr. Josep Puig i Boix (GCTPFNN)
128
L’energia eòlica
L'energia del vent o eòlica (d’Eol ,déu grec del vent) s'usa des de fa molt tempsper a navegar en vaixells a vela. També permet moure (bombar) l’aiguaaprofitant la força dels molins de vent; o moure l’enorme pedra de molí peraixafar el gra convertint-lo en farina
Més modernament el vent permet generar electricitat mitjançant elsaerogeneradors que veiem aparèixer a les carenes d’algunes muntanyes
http://www.me3.org/issues/wind/mpsturbines.jpg
En els últims anys s'han construït “parcs eòlics” en molts llocs del món.
La força del vent prové de les diferències de pressió atmosfèrica en distintsllocs del planeta. El vent és el moviment de l’aire des de les zones d’altespressions cap a les de baixes pressions. La causa són causades per lesvariacions de temperatura en l’aire ocasionades per l'energia solar. És a dir,l'energia eòlica s’origina en l’ energia solar, encara que necessita unatecnologia molt diferent per aprofitar-la. En els aerogeneradors el moviment dela turbina que hi ha al seu interior genera l’electricitat, el mateix que succeeixen una central hidroelèctrica que usa la força de l’aigua.
DOCUMENT: D’on surt el corrent?
http://www.ua.es/proyecto/curs-de-fisica/AF-english/elecmagnet/fem/fem.htm
Sigui un molí o un embassament...d’on surt el corrent elèctric? Un senzillexperiment ens mostra com apareixl’electricitat:
En treure i posar l’imant dins d’unabobina de fil de coure, es detecta pasde corrent !
Així, movent els imants en l’interiorde bobines es fabrica l’electricitat ales centrals (tèrmiques,hidroelèctriques, nuclears,eòliques...).
129
Els molins eòlics actuals (aerogeneradors) tenen pales molt més grans que lesdels molins clàssics per aconseguir un millor rendiment. Els llocs millors sónles zones planes i ventades, com l'Empordà o el Baix Ebre). Però cal que elsvents tinguin una regularitat (molts dies a l’any) i una intensitat constant . Encas contrari el seu rendiment no les faria competitives. A Catalunya hauràparcs eòlics marins.
Energia solar fotovoltaica
Tot i que el sol és la principal font d'energia en el nostre planeta, fins ara nol'hem aprofitat gaire, tot i que podria fer funcionar tots els nostreselectrodomèstics i màquines. Des dels llums que il·luminen les nostres casesfins els mitjans de transports, sense emissions contaminants. Per aixòconstitueix, per a molts investigadors, la millor font d'energia pel futur.
L’ús modern de l'energia solar ha començat usant-la per obtenir aigua calenta,amb excel·lents resultats en els països amb forta insolació.
Les plaques fotovoltaiques permeten transformar aquesta mateixa energia delsol en electricitat. Les cèl·lules solars utilitzen silici i altres elements compostsque converteixen la llum en electricitat. Les naus espacials van ser delsprimers llocs on es van usar.
Una altra forma d’utilitzar l’energia solar per fer electricitat és concentrantprimer la llum solar, amb mirall parabòlics. L'energia recollida serveix per aescalfar l'aigua de la caldera que funciona llavors com en les centrals de tipusconvencionals. Existeixen diversos projectes per millorar el rendiment i hi haplantes experimentals en nombrosos països que tenen molt de sol
La generalització de l’ús de l’energia solar té diferents inconvenients. Lautilització de pannells fotovoltaics o energia solar fotovoltaica està limitada perl’elevat preu dels pannells, a pesar de la considerable rebaixa del cost per wattde potència generada durant els darrers trenta anys, una tendència quesembla seguir mantenint-se. La inversió inicial per a obtenir una potènciadeterminada és bastant menor si s’opta per un motor tradicional que perenergia solar.
El segon inconvenient és que ens cal una enorme bateria d’acumuladors per aemmagatzemar l'energia generada durant les hores de sol. Si no es fes de nit oquan hi ha dies núvols no tindríem subministre elèctric. El cost delsacumuladors de qualitat és prou alt, i cal fer-los hi un cert grau demanteniment, no és sempre fàcil trobar lloc on posar-los. Per aquestes raons,els sistemes autònoms de generació d'electricitat per mitjà de pannells solarsencara no competeixen amb èxit si també hi arriba la xarxa de distribucióelèctrica convencional, ja que el consumidor decideix generalment amb labutxaca. Hi ha ciutadans que venen l’energia fotovoltaica que produeixen a laxarxa elèctrica i així no cal emmagatzemar-la. Això amortitza la instal·lació enuns anys ja que les companyies són obligades per l’administració a comprar-la
130
a un preu superior al de mercat per estimular aquestes energies “verdes”, comsurt a l’exercici 10.
En canvi, en llocs apartats de la xarxa de distribució una distància superior auns 500 metres, la energia fotovoltaica ja és clarament competitiva i estalviadiners des del principi.
Una utilització de l'electricitat fotovoltaica és l'extracció d'aigua de pous per aregadius o altres finalitats. El mecanisme que fa pujar l’aigua del fons del pouja no el mou un animal lligat sinó el sol. S’aprofita el 100% de l’energia. L’aiguaes pot usar per rec o acumular-la pel futur en basses.
Exemple de extracció d’aigua ambplaques solars, a l’Argentina
http://www.solener.com/agua7.jpg
L'Institut per a la Diversificació i Estalvi de l'Energia (IDAE) ajuda amb préstecsels projectes d'energies renovables i eficiència energètica. Les subvencionssón a fons perdut i els crèdits bancaris a interès bonificat. Per al cas del'energia solar fotovoltaica, en l’any 2004 l’IDAE (en col·laboració amb l’Institutde Crèdit Oficial) està proporcionant una subvenció a fons perdut de fins el20% del pressupost i un crèdit bancari bonificat (2 punts percentuals per sotade l'interès nominal) de fins el 70% del pressupost. Encara cal afegir lespossibles ajudes municipals i autonòmiques que es puguin obtenir.
Exercici 6: Per què a les naus espacials o a la estació espacial internacional nousen combustibles com a font d’energia?
Exercici 7: Si fer arribar línia elèctrica a una casa aïllada suposa uns 35-40Euros per cada metre d’instal·lació, calcula quan costa instal·lar-la en unamasia que està a un km del nucli habitat més proper.
Exercici 8:Observa la imatge de sota
131
Es tracta d’una estació meteorològicaque recull dades i les envia de formaautomàtica. D’on obté l’energia per afer-ho? Perquè han triat aquestaforma de subministre i no una altra?És rendible? Justifica- ho
http://www.leo.lehigh.edu/LEO_weather_stations/lehigh_mon/LUweather3/SolarPower&DavisHealthMonitor.JPG
Exercici 9Discutiu la relació entre l’autonomia de l’energia solar i el seu ús eninstal·lacions de telecomunicació, senyalització de carreteres, instal·lacions deseguretat de centrals nuclears, etc.En aquestes instal·lacions el baix cost és el més important? Per què?
Exercici 10El Pla de Foment de les Energies Renovables de 1.999 fixava una quantitat degairebé 3.000 milions d’Euros per al període 1999-2006 en subvencions a lavenda d'electricitat verda a la xarxa elèctrica nacional. Un Kwh produït perenergia solar el compra obligadament la companyia elèctrica a un preu 10vegades superior al produït en formes convencionals.10.a.) Discutiu avantatges i inconvenients de mesures com aquesta10.b) Si actualment tens una placa solar a casa produeixes un Kwh verd i elvens car, mentre que consumeixes l’electricitat de la xarxa al preu del mercatt’estalvies uns 30 cèntims d’Euro. Et calen dos comptadors a casa, un per avendre el que produeixes i un per pagar el que consumeixes. Si la instal·laciót’havia costat, per exemple 10.000 Euros, quants kWh has de consumir peramortitzar-la? I quan temps cal si consumeixes 400 kwh mensuals?10.c) Consulta el consum de casa teva en electricitat i calcula quants tempstrigaries en amortitzar la instal·lació.
Exercici 11. El Protocol de Kyoto obliga a Espanya a no incrementar lesemissions de CO2 per sobre del 15% en els anys 2008/2012 sobre els nivellsde 1990, estalviant entre 19,5 i 41,5 milions de tones de CO2 per a l'any 2010.Això és moltíssim gas, pensa que cada litre de CO2 sols pesa uns 2 grams!.Desgraciadament sembla que no podrem complir aquestes normesinternacionals. Hi tindria alguna incidència si augmentés molt l’ús de l’energiasolar? Per què?
132
Exercici 12Si cada KWh solar ha estalviat l’emissió, aproximadament, de un kg de CO2 al’atmosfera, calcula quin consum d’energia solar equivalent caldria per estalviar30 milions de Tm de CO2 en un any. I en un dia?
Exercici 13.Si en una vivienda molt ‘ecològica’ sols necessiten obtenir 2 kw de potència jacalen uns 16 m2 de placa fotovoltaica. Si la placa té forma quadrada quinesmides tindria?
Exercici 14.Consultahttp://www.solener.com/tipo.htmlDiscutiu els preus oferts per equipar els diferents tipus de vivenda amb energiasolar. Fixeu-vos en la importància dels electrodomèstics de baix consum.
Un model únic d’ús de l’energia o diversificació?
És obvi per a qualsevol persona que Islàndia, que disposa de molta energiageotèrmica i l’aprofita, difícilment podria sobreviure usant exclusivamentl’energia solar, ja que està prop del cercle polar i la insolació és feble. Tampoces pot esperar que un país com Suïssa visqui de l’energia de les marees....
El més raonable serà desenvolupar per a diferents països diferents alternativesenergètiques que, sense malmetre el medi ambient del planeta –present i futur-permetin a les diferents nacions mantenir una autonomia energètica.
En aquest apartat recollim algunes alternatives energètiques aprofitables solsen alguns països:
Energia geotèrmica:Amb la calor de l'interior de la terra es pot generar energia. Per a obtenir-la, calaprofitar els llocs on és de més fàcil accés, usant també el vapor o aigua jacalenta procedents d'una deu subterrània.
També es podria perforar l'escorça terrestre fins a uns 3000 metres deprofunditat, trobant allà temperatures altíssimes, però això té un cost massa alt.
La forma d'aprofitament actual d'aquest recurs és la injecció d'aigua freda auna certa profunditat, on la pròpia calor terrestre eleva la seva temperatura iquan surt calenta l’energia s’utilitza en un intercanviador de calor.
133
No cal patir per la contaminacióde les fàbriques en aquestapiscina d’Islàndia.... Nomésaprofiten l’escalfor de l’interiorde la terra i el fum és vapord’aigua.
Els banyistes poden gaudir del’aigua calenta en un climarealment fred....
http://www.geographia.com/iceland/blagoon.jpg
Actualment, en uns 176 països es genera electricitat a partir d'energiageotèrmica, per exemple a Islàndia, un país sense gaire alternatives.
Energia de les marees
Les marees són una font neta i inesgotable d'energia. França i Rússia tenenexperiència pràctica en centrals elèctriques que aprofiten les marees. Esconsidera que els llocs més viables per a aprofitar aquesta energia són uns 40,que rendirien uns: 350.000 Gigawats hora GW/h anuals.Construint centrals mareomotrius, ben semblants a les hidroelèctriques, es potobtenir energia de les marees, en la zona on el mar s'uneix amb els rius.La primera planta d'energia mareomotriu fou la del riu Rance (1966), en elnord-oest de França, que va estar funcionant gairebé dues dècades. Consistiaen una presa de 720 metres de llarg, que creava una conca de 22 kilòmetresquadrats.
La imatge mostra la resclosa en unacentral que aprofita les marees
http://www.xtec.es/~jrosell3/alumnes/energiesalternatives/mareomotriz_cat.html
134
L'energia de les marees pot accionar turbines que transformarien aquest recursmecànic en electricitat. La construcció de comportes en àrees amb mareesmolt intenses permetria disposar de molta aigua que s’aprofitaria per ferelectricitat com en els pantans dels rius. Però sense sequera !.
L’inconvenient és que provocaria un canvi dràstic en l'ecosistema costaner, enl’economia dels pescadors i mariscadors, en el turisme... per la qual cosa queté greus inconvenients. A Galícia, les estacions d'aquest tipus sols serienpossible a la ria d’Arousa (Pontevedra), i la seva construcció suposaria ladestrucció de gran part dels recursos de marisc d'aquesta ria.
L'energia de les ones
Els vent provoca les ones a les capes superficials del mar.. L'energia quedesenvolupen les ones és enorme, com ho proven les destrosses que podenfer en la costa en els temporals. En la major part dels casos, la mateixa forçade les ones i l’acció corrosiva de l’aigua del mar acaben destruint les màquinesque en volen captar la seva energia. Hi ha molts projectes en marxa peraprofitar-les, però encara tenen poc pes com alternativa energètica. Pocspaïsos se’n podrien beneficiar.
Experiments per captar l’energia deles ones del mar. De color vermell elsflotadors.
http://www.hydro.com/en/press_room/news/archive/2002_03/wave_energy_en.html
Energia tèrmica oceànica
L'explotació de les diferències de temperatura dels oceans com a fontd’energia ha estat proposada en diferents ocasions. El mes conegut pionerd'aquesta tècnica va ser el científic francès G. Claude, que va invertir tota laseva fortuna, obtinguda per la invenció del tub de neó, en aquesta novaaventura.
La conversió de l'energia tèrmica oceànica és un permet convertir en energiaútil la diferència de temperatura entre l'aigua calenta de la superfície i l'aiguafreda que es troba en profunditat. En les zones tropicals aquesta diferència solésser d’entre 20 i 24º C. Fora dels tròpics no hi ha prou gradient detemperatura. Per a l'aprofitament és suficient una diferència de 20º C. Elsavantatges d'aquesta font d'energia són que és inesgotable imediambientalment molt acceptable. Les possibilitats d'explotació han millorata causa de la transferència de tecnologies desenvolupades en les explotacionspetrolíferes a mar obert, amb plataformes profundes i la utilització de materials
135
i noves tècniques d'unió que faran possible el disseny d'una plataformaapropiada, però el màxim inconvenient és encara l'econòmic. Pocs països se’npodrien beneficiar.
Exercici 15:Busca informació sobre la màquina tèrmica de Claude, el savi que va invertirtota la seva fortuna en aprofitar la diferencia de temperatura entre el fons delmar i la superfície.Busca també ahttp://nti.educa.rcanaria.es/blas_cabrera/TER/MARIN/MARIN13.htm
