Trabajo y Energía.

Muchas veces escuchamos expresiones como "he tenido mucho trabajo", o "qué trabajo  tan extenuante" ó "mañana tengo que presentar un trabajo de química". En física  el significado de la palabra trabajo se relaciona con la fuerza ejercida sobre un objeto y con el desplazamiento producido por dicha fuerza. Si la dirección de la fuerza  es igual a al fuerza del desplazamiento, la fuerza realizar un trabajo mecánico, en este caso el trabajo se calcula como el producto de la fuerza por el desplazamiento. 

el trabajo se calcula mediante la expresión:

Trabajo = fuerza * desplazamiento En el sistema de medida internacional la unidad en que se expresa el trabajo se llama Julio (J), un (1)Kg de fuerza equivale a una fuerza de 9,8N (Newtons), es decir cuando sostienes en tu mano 1 kilo de sal ejerces una fuerza de 1 kg-f lo que equivale aproximadamente a 10N. si subes el kilo de salm a una altura de 1 metro ejerciendo sobre él una fuerza  de 10N, para esta situación  el trabajo que realizas es: Trabajo = Fuerza * Desplazamiento  Trabajo =  10 N * 1 m  = 10J Estos dos conceptos (Trabajo y energía) (2) se encuentran relacionados. Podemos decir que trabajo es todo proceso que implique demanda de energía; entendiéndose como demanda el suministro, consumo o acumulación de energía.  De la misma manera se denomina energía a la capacidad que tienen los cuerpos o partículas para realizar un trabajo.  Ejemplos Ejemplo1 Si se tiene un cuerpo en una posición A y al trasladarlo hacia una posición B, el trabajo realizado para vencer las fuerzas de rozamiento que se oponen al desplazamiento implica un consumo de energía (realmente lo que ocurre es una transformación de energía); por lo tanto en el punto B el cuerpo tendrá menor cantidad de energía. Todos los procesos que impliquen rozamiento producen una transformación de energía en calor y como éste no se puede aprovechar decimos que se consume energía.  Si tenemos una partícula que se mueve una distancia s=AB bajo la acción de una fuerza constante F, el trabajo realizado se define de la siguiente forma  Trabajo = Fuerza × Distancia  W=F · s  El trabajo hecho por una fuerza es igual al producto del desplazamiento de la partícula por la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento. Ejemplo 2 Si tenemos un plano inclinado sin rozamiento, al tener un cuerpo en el punto A se le debe suministrar una cierta cantidad de energía para trasladarlo al punto B, en el cual el cuerpo poseerá mayor cantidad de energía. En este caso se ha efectuado una acumulación de energía.  Como Fs=F cos θ  W = F s cos θ  Ejemplo 3 Otro caso de acumulación de energía ocurre cuando se comprime un resorte, el cual al estar comprimido contiene la energía suministrada para comprimirlo.  Formas de energía La energía recibe diferentes nombres de acuerdo a la forma como se manifiesta Tipo de energía Forma en que se manifiesta Lumínica Luz Sonora Sonido Eólica Viento Mecánica Disponible en un eje Potencial Posición Cinética Velocidad Eléctrica Electricidad Latente Combustibles Se denominan transductores a los dispositivos que convierten una forma de energía en otra por ejemplo  Lámpara Eléctrica => Lumínica Micrófono Sonora => Eléctrica Parlante Eléctrica => Sonora Motor Eléctrico Eléctrica => Mecánica

La Tabla Periódica.

La tabla periódica* se ha vuelto tan familiar que forma parte del material didáctico para cualquier estudiante, más aún para estudiantes de química, medicina e ingeniería. De la tabla periódica se obtiene información necesaria del elemento químico, en cuanto se refiere a su estructura interna y propiedades, ya sean físicas o químicas. 

La actual tabla periódica moderna explica en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos químicos, tomando como base a su estructura atómica. 

Según sus propiedades químicas, los elementos se clasifican en metales y no metales. Hay más elementos metálicos que no metálicos. Los mismos elementos que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral. El estudiante debe conocer ambas clases, sus propiedades físicas y químicas importantes; no memorizar, sino familiarizarse, así por ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metálicos y no metálicos, no en forma individual o aislada, sino por grupos o familias (I, II, III, etc) y de ese modo aprender de manera fácil y ágil fórmulas y nombres de los compuestos químicos, que es parte vital del lenguaje químico. 

	Historia de la tabla periódica Los seres humanos siempre hemos estado tentados a encontrar una explicación a la complejidad de la materia que nos rodea. Al principio se pensaba que los elementos de toda materia se resumían al agua, tierra, fuego y aire. Sin embargo al cabo del tiempo y gracias a la mejora de las técnicas de experimentación física y química, nos dimos cuenta de que la materia es en realidad más compleja de lo que parece. Los químicos del siglo XIX encontraron entonces la necesidad de ordenar los nuevos elementos descubiertos. La primera manera, la más natural, fue la de clasificarlos por masas atómicas, pero esta clasificación no reflejaba las diferencias y similitudes entre los elementos. Muchas más clasificaciones fueron adoptadas antes de llegar a la tabla periódica que es utilizada en nuestros días.
	La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, conforme a sus propiedades y características. Suele atribuirse la tabla a Dimitri Mendeleiev, quien ordenó los elementos basándose en la variación manual de las propiedades químicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.
	La historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varios aspectos del desarrollo de la química y la física: El descubrimiento de los elementos de la tabla periódica El estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos La noción de masa atómica (inicialmente denominada "peso atómico") y, posteriormente, ya en el siglo XX, de número atómico y Las relaciones entre la masa atómica (y, más adelante, el número atómico) y las propiedades periódicas de los elementos.
	Un requisito previo* necesario a la construcción de la tabla periódica era el descubrimiento de los elementos individuales. Aunque elementos como el oro, plata, estaño, cobre, plomo y mercurio eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento tuvo lugar en 1669 cuando Hennig Brand descubrió el fósforo.  Durante los siguientes 200 años, se adquirió un gran conocimiento sobre las propiedades de los elementos y de sus compuestos. En 1869, habían sido descubiertos un total de 63 elementos. Como el número de elementos conocidos iba creciendo, los científicos empezaron a buscar patrones en sus propiedades y a desarrollar esquemas para su clasificación.
	Hasta ese momento, nadie parecía haber advertido la posible periodicidad en las propiedades de los elementos químicos, entre otras razones, porque el número de elementos que quedaban por descubrir dejaba demasiados huecos como para poder atisbar orden alguno en las propiedades de los mismos. Además, todavía no existía un criterio claro para poder ordenar sus propiedades, ya que el peso atómico de un elemento, que fue el primer criterio de ordenación de los elementos, no se distinguía con claridad del peso molecular o del peso equivalente.
	El químico alemán Döbereiner realizo el primer intento de establecer una ordenación en los elementos químicos, haciendo notar en sus trabajos las similitudes entre los elementos cloro, bromo y iodo por un lado y la variación regular de sus propiedades por otro. Una de las propiedades que parecía variar regularmente entre estos era el peso atómico. Pronto estas similitudes fueron también observadas en otros casos, como entre el calcio, estroncio y bario. Una de las propiedades que variaba con regularidad era de nuevo el peso atómico. Ahora bien, como el concepto de peso atómico aún no tenía un significado preciso y Döbereiner no había conseguido tampoco aclararlo y como la había un gran número de elementos por descubrir, que impedían establecer nuevas conexiones, sus trabajos fueron desestimados.
	Fue en 1864 cuando estos intentos dieron su primer fruto importante, cuando Newlands estableció la ley de las octavas. Habiendo ordenado los elementos conocidos por su peso atómico y después de disponerlos en columnas verticales de siete elementos cada una, observó que en muchos casos coincidían en las filas horizontales elementos con propiedades similares y que presentaban una variación regular. Esta ordenación, en columnas de siete da su nombre a la ley de las octavas, ya que el octavo elemento da comienzo a una nueva columna. En algunas de las filas horizontales coincidían los elementos cuyas similitudes ya había señalado Döbereiner. El fallo principal que tuvo Newlands fue el considerar que sus columnas verticales (que serían equivalentes a períodos en la tabla actual) debían tener siempre la misma longitud. Esto provocaba la coincidencia en algunas filas horizontales de elementos totalmente dispares y tuvo como consecuencia el que sus trabajos fueran desestimados.
	Utilizando como criterio la valencia de los distintos elementos, además de su peso atómico, Mendeleiev presentó su trabajo en forma de tabla en la que los periodos se rellenaban de acuerdo con las valencias (que aumentaban o disminuían de forma armónica dentro de los distintos periodos) de los elementos. Esta ordenación daba de nuevo lugar a otros grupos de elementos en los que coincidían elementos de propiedades químicas similares y con una variación regular en sus propiedades físicas. La tabla explicaba las observaciones de Döbereiner, cumplía la ley de las octavas en sus primeros periodos y coincidía con lo predicho en el gráfico de Meyer. Además, observando la existencia de huecos en su tabla, Mendeliev dedujo que debían existir elementos que aun no se habían descubierto y además adelanto las propiedades que debían tener estos elementos de acuerdo con la posición que debían ocupar en la tabla.
	Años más tarde, con el descubrimiento del espectrógrafo, el descubrimiento de nuevos elementos se aceleró y aparecieron los los que había predicho Mendeliev. Los sucesivos elementos encajaban en esta tabla. Incluso la aparición de los gases noblesencontró un sitio en esta nueva ordenación. La tabla de Mendeliev fue aceptada universalmente y hoy, excepto por los nuevos descubrimientos relativos a las propiedades nucleares y cuánticas, se usa una tabla muy similar a la que él elaboró más de un siglo atrás.

Los Biomateriales

Los biomateriales son materiales farmacológicamente inertes, utilizados para ser incorporados o implantados dentro de un organismo vivo para reemplazar o restaurar alguna función permaneciendo en contacto permanente o intermitente con fluidos corporales. Desde la antigüedad el hombre ha experimentado con cierto tipo de implantes como el oro, la madera o el vidrio para mejorar la visión, en odontología fue muy popular el reemplazo de piezas dentales y colocándoles trozos de oro o reemplazándoles completamente. En la actualidad vemos toda una explosión de implantes debido al descubrimiento de nuevos materiales inertes que permiten reemplazar partes del organismo que se han visto afectados en un accidente o enfermedad o por la estética ya que se desea que determinadas partes del cuerpo tengan un contorno diferente. veamos entonces algunas características de estos materiales y lo que la medicina y la industria están usando con ellos.

LOS BIOMATERIALES se pueden definir como materiales biológicos comunes tales como piel, madera, o cualquier elemento que remplace la función de los tejidos o de los órganos vivos. En otros términos, un biomaterial es una sustancia farmacológicamente inerte diseñada para ser implantada o incorporada dentro del sistema vivo. (1) Los biomateriales se implantan con el objeto de remplazar y/o restaurar tejidos vivientes y sus funciones, lo que implica que están expuestos de modo temporal o permanente a fluidos del cuerpo, aunque en realidad pueden estar localizados fuera del propio cuerpo, incluyéndose en esta categoría a la mayor parte de los materiales dentales que tradicionalmente han sido tratados por separado. Debido a que los biomateriales restauran funciones de tejidos vivos y órganos en el cuerpo, es esencial entender las relaciones existentes entre las propiedades, funciones y estructuras de los materiales biológicos, por lo que son estudiados bajo tres aspectos fundamentales: materiales biológicos, materiales de implante y la interacción existente entre ellos dentro del cuerpo. Dispositivos como miembros artificiales, amplificadores de sonido para el oído y prótesis faciales externas, no son considerados como implantes. ¿Qué son los biomateriales, cuál es su utilización actual y su futuro previsible? (2) El uso odontológico de la madera, plata y el oro o el del vidrio para mejorar la visión se remonta en algunos casos a hace más de dos milenios. Sin embargo, la eclosión tuvo lugar cuando a finales del siglo XIX se descubrieron los polímeros sintéticos como el PMMA (polimetilmetacrilato) usado por los dentistas desde 1930, el acetato de celulosa utilizado en los tubos de diálisis desde 1940, el dacron para injertos vasculares o el polieteruretano empleado en los cinturones femeninos, útil como material cardiaco. Es inmediato que debido a la finalidad de su utilización los principales problemas de los biomateriales guardan relación con su biocompatibilidad, propiedades mecánicas y adaptabilidad. Los progresos actuales en la ciencia de los materiales están posibilitando la mejora de las utilizaciones clásicas de los biomateriales así como el diseño de nuevas y prometedoras aplicaciones. En general, se podrían señalar tres situaciones diferentes: el pasado, con el énfasis en la eliminación de tejidos; el presente, con el objetivo principal de la sustitución de tejidos; y el futuro, con el fascinante tema de la regeneración de tejidos. Los biomateriales tienen un campo de aplicación muy amplio que se extiende desde dispositivos de uso masivo y cotidiano en centros de salud como es el caso de jeringas, vendajes, catéteres, bolsas para suero y sangre, y recipientes para residuos -hasta sofisticadas piezas que se emplean para promover la regeneración de tejidos o para reemplazar órganos

Veamos algunos ejemplos en donde se pueden aplicar estos biomateriales: (3)

LOCALIZACIÓN	DISPOSITIVO	ETIOLOGÍA	MATERIALES
OJO	Lente intraocular Lentes de contacto Vendaje corneal	Lente intraocular Lentes de contacto Vendaje corneal	Lente intraocular Lentes de contacto Vendaje corneal
NARIZ	Rinoplastía	Nariz congénita en silla	Silicona
BARBILLA	Protesis de barbilla	Barbilla recesiva	Silicona
BOCA	Protesis mandibular	Traumatismo, anquilosis	ProplastTM
CARA	Prótesis facial	Traumatismo	Acrílico, PVC, poliuretanos
CORAZÓN Y SISTEMA VASCULAR	Marcapasos cardiaco	Arritmía, bloqueo cardíaco	Epoxi, Sil, PTFE, A.Inox, Ti
	Prótesis valvulares	Enfermedades valvulares	Carbón pirolítico, Ti, PFTE, silicona, tejido reprocesado
	Bombas intra-aórticas	Pacientes con necesidad de asistencia cardíaca	Poliuretanos segmentados, copolímeros uretano-silicona
	Oxigenadores sanguíneos	Cirugía a corazón abierto	Policarbonato (PC), cauchos de silicona, poliacetales
	Almacenado de sangre y sistemas de liberación	Traumatismo, cirugía, enfermedades	Vinilos, poliacetales
	Prótesis arteriales	Arteriosclerosis, aneurismas	Tejido de poliéster o PTFE
	Suturas biodegradables	Traumatismo o enfermedad	Poliuretanos (PU), polilactidas
SISTEMA DIGESTIVO	Segmentos gastroinstestinales	Traumatismo o enfermedad	Silicona, PVC, nylon, poliacrilatos
	Segmentos de esófago	Traumatismo o enfermedad	PE, polipropileno (PP), PVC
ESQUELETO	Placa craneal	Traumatismo	Acrílico, Ti (malla)
	Articulaciones de rodilla, dedos y otras	Artritis, traumatismo	Compuestos PE-fibra de carbono, PU, silicona
	Reparación de huesos		Hidroxiapatita, acrílico
	Tendones artificiales	Tendonitis, traumatismo	Silicona, poliéster
	Músculo artifical pasivo	Atrofía muscular, traumatismo	Silicona, poléster

En la actualidad, en el mundo de los biomateriales se formulan tres importantes cuestiones: (4) - ¿Qué calidad de vida proporcionarán? - ¿Cuánto durarán? - ¿Cuál es su precio? Las respuestas no son en ningún caso satisfactorias al cien por cien; sin embargo, sí son positivas en líneas generales para un elevado número de pacientes. Para llegar, o al menos aproximarse a ese cien por cien deseado, hay todavía mucho trabajo por hacer, desde los campos investigador, médico, técnico e industrial. A los biomateriales, materiales implantables intracorporalmente, se les exige que lleven a cabo una función adecuada y no ocasionen ningún daño al organismo. Entre sus características es imprescindible que sean biocompatibles, esto es, biológicamente aceptables. Factores decisivos a la hora de evaluarlos son su biocompatibilidad y su duración, ya que estos materiales tienen que permanecer en contacto con los tejidos vivos, por lo que es imprescindible que posean una buena compatibilidad, es decir, que no se produzcan reacciones no deseadas en la interfaz tejido-material, y que mantengan sus prestaciones durante el tiempo que tengan que estar en servicio. Como podemos ver la medicina usa de forma frecuente este tipo de biomateriales para muchos usos que van desde arreglar nuestro aspecto o poder salvarnos la vida, sin embargo es muy frecuente también encontrar otras situaciones que desdibujan un tanto el noble propósito de estos materiales, veamos un poco mas sobre esta situación. LA VANIDAD NOS PUEDE CAUSAR LA MUERTE  Algunas mujeres arriesgan mucho en pos de la perfección de sus cuerpos. Se someten a dietas rigurosas para adelgazar, y lo logran, hasta casi desaparecer. Otras se inyectan tanto botox que terminan pareciendo un goldfish con sobrepeso. Y si el asunto se les va de las manos y termina obsesionándolas, hacen cita con el cirujano estético con la misma frecuencia con que van al peluquero. El de la belleza a toda costa es un dilema cotidiano para muchas famosas. La lista de las que han pasado por el bisturí es extensa, y algunas hasta han ganado el mote de “reinas de la cirugía plástica”, como es el caso de Cher, Melanie Griffith, Pamela Anderson,Donatella Versace, Jocelyn Wildenstein y la mexicana Paty Manterola. Pero el riesgo más grande que enfrenta una mujer cuando se somete a cirugía estética no es el de quedar peor que antes, o el sufrir una deformación de la zona intervenida. Sucesos recientes como el escándalo protagonizado por la cantante mexicana Alejandra Guzmán, quien en busca de unos glúteos de ensueño casi pierde la vida, alertan sobre el lado oscuro de estos procedimientos. Aunque actualmente la mayoría de las cirugías estéticas están consideradas como intervenciones de rutina, con un mínimo de complicaciones post operatorias, los riesgos existen como en cualquier visita al quirófano, y pueden ser tanto para la salud como estéticos. Entre los primeros se incluyen desde posibles alteraciones funcionales, neurológicas y psicológicas, hasta reacciones alérgicas a la anestesia, necrosis de tejidos, rechazo de implantes, infecciones y, en casos extremos, la muerte. Las cicatrices pueden considerarse un riesgo estético. Una cicatriz será mayor o menor en dependencia de los genes, pero sobre todo del cuidado del paciente. Durante el proceso de recuperación pueden surgir moretones, hinchazones y bultos bajo la piel, y la mejor forma de prevenirlas es el reposo y el tratamiento adecuados.Una de las cirugías estéticas más demandas, y también una de las más riesgosas, es la del implante de seno. La paciente puede sufrir dolor, deformidad o infecciones graves. Entre las complicaciones más frecuentes está la deflación, rotura o pérdida en los implantes, con la consecuente reducción en el tamaño del seno, acompañado de dolor o hinchazón. La recurrida liposucción, al ser un procedimiento simple, es realizada en ocasiones por personal no calificado o en clínicas que no reúnen las condiciones necesarias para enfrentar eficazmente una urgencia médica debido a complicaciones. Mejor pónte en manos de un especialista e indague bien sobre el lugar donde se realizará su lipo.