Química
jueves, 27 de agosto de 2009
lunes, 3 de agosto de 2009
Estres agudo: Fuerza sobrehumana
En casos de estres agudo el cerebro da la orden para que las suprarrenales segreguen cantidades ingentes de adrenalina que a su vez incrementarán la disponibilidad de glucógeno, un combustible básico para que los músculos desarrollen toda su potencialidad.
domingo, 2 de agosto de 2009
Musica para el cerebro: Gottfried Schlaug
Una investigación divulgada por la Academia Estadounidense de Neurología muestra que el cerebro de los músicos tienen más "materia gris" -o células cerebrales- en ciertas regiones clave. Si bien no se tiene la certeza de que estas diferencias hayan resultado de la música, sí existen grandes posibilidades de que el cerebro de los músicos se ha transformado a lo largo de los años.
El profesor Gottfried Schlaug estudió a 15 músicos profesionales y 15 personas sin experiencia musical. Schlaug utilizó en su investigación un escáner de resonancia magnética y su descubrimiento fue definitivo: los músicos tenían más materia gris que los otros.
La regiones identificadas son aquellas asociadas con las habilidades de los músicos, por ejemplo: la habilidad para coordinar movimientos, o el proceso auditivo. Sin embargo, el profesor Shlaug considera que "son necesarios estudios adicionales para confirmar la relación casual entre la intensa utilización del aparato motor por un largo período de tiempo y cambios estructurales en regiones motoras y no motoras del cerebro".
En su opinión, "una explicación alternativa podría ser que los músicos nacieron con estas diferencias, lo cual puede determinar su inclinación hacia la música".
miércoles, 22 de julio de 2009
El craneo humano
Anatomía
El esqueleto de la cabeza, o macizo esquelético cráneo-facial, es el conjunto de los huesos del cráneo (ossa cranii PNA) y los huesos de la cara (ossa faciei PNA), conocido como calavera en términos coloquiales, aunque anatómicamente es la cabeza ósea, siendo el cráneo una parte de la cabeza. Es común que cráneo designe a la totalidad de la cabeza ósea, lo cual es impropio en el estudio de la Anatomía. Sin embargo, en otros ámbitos (embriología, biología, etc.) se considera el cráneo como sinónimo de esqueleto de la cabeza.
El esqueleto de la cabeza, o macizo esquelético cráneo-facial, es el conjunto de los huesos del cráneo (ossa cranii PNA) y los huesos de la cara (ossa faciei PNA), conocido como calavera en términos coloquiales, aunque anatómicamente es la cabeza ósea, siendo el cráneo una parte de la cabeza. Es común que cráneo designe a la totalidad de la cabeza ósea, lo cual es impropio en el estudio de la Anatomía. Sin embargo, en otros ámbitos (embriología, biología, etc.) se considera el cráneo como sinónimo de esqueleto de la cabeza.
La distinción entre cráneo y cara es muy clara: el cráneo aloja el encéfalo fundamentalmente -neurocráneo-, mientras que la cara presta inserción a los músculos de la mímica y de la masticación y aloja algunos de los órganos de los sentidos. El cráneo cumple una función muy importante, ya que se preocupa de contener todo el sistema nervioso central, con excepción de la médula.
martes, 30 de junio de 2009
Antiparticula
Para cada partícula, existe una antipartícula asociada, con la misma masa pero con cargas eléctrica, débil y fuerte opuestas. Lo mismo ocurre con el espín. Se pueden producir pares partícula-antipartícula a partir de bosones neutros (fotones, Z0, bosón de Higgs,...). También se producen antipartículas en algunas reacciones nucleares y en los rayos cósmicos. Cuando una partícula colisiona con su antipartícula ambas se aniquilan produciendo energía que normalmente se condensa en la forma de fotones. Este proceso recibe el nombre de aniquilación de pares.
La existencia de antipartículas fue predicha por Dirac, unos años antes de que se encontrara la primera de ellas: el positrón. La idea surge cuando, al resolver su famosa ecuación cuántico-relativista, aparecen estados de energía negativa, los cuales no pueden ser descartados a priori. Puesto que los electrones siempre se encuentran en el estado de menor energía posible, Dirac sugirió que estos estados extras debían estar todos ocupados con lo que denomino partículas virtuales. En ese caso, un partícula virtual podía excitarse hasta un estado de energía positiva, creando una partícula real y dejando un hueco (la antipartícula) con la misma masa pero con carga opuesta. Sería un proceso al de las cargas positivas o huecos en un semiconductor.
La antimateria está formada por un conjunto de antipartículas.
sábado, 9 de mayo de 2009
Ciencia Forense
Ciencia Forense:
¿Cómo usar la ciencia y la tecnología para desvelar lo ocurrido?
¿Cómo determinar si una víctima murió por asfixia en un accidente por incendio o murió con anterioridad? Si la sangre contiene monóxido de carbono, con gran probabilidad la víctima respiró los gases y murió con posterioridad al inicio del incendio. En caso contrario, perdió la vida antes de producirse el fuego y comenzamos a sospechar... Una ejemplo, tal vez macabro, de las pistas que rastrean los forenses.
Siguiendo en esta línea gore, los forenses conocen perfectamente que el proceso de descomposición no es el mismo en el agua que en tierra. Al cabo de una semana o más, los cambios químicos en un cuerpo hacen que el abdomen se llene de gas y el cuerpo ascienda. Así se recuperan a muchos ahogados. Para determinar el lugar exacto de fallecimiento se atienden a la salinidad o a indicadores tan sutiles como las diatomeas - seres microscópicos que viven en el agua como los dibujados a la derecha - presentes en órganos internos. Su existencia indica que la víctima estaba viva al introducirse en el agua y proporciona indicios de dónde ocurrió el hecho. Sorprendente de nuevo, ¿verdad?
¿Cuándo ocurrió o de quién se trata?
Observen que en los párrafos anteriores hemos usado conceptos procedentes de la química y la microbiología para obtener respuestas. Ese es el espíritu de las ciencias forenses: multidisciplina. Hace 3000 años en China se utilizaron por primera vez las huellas dactilares como prueba de identidad personal. Desde entonces la ciencia forense y la investigación criminal han evolucionado sin cesar. Si hay una ciencia multidisciplinar es la forense: los antropólogos forenses estudian traumatismos y huesos, los odontólogos analizan huellas dentales, los expertos en indicios microscópicos obtienen información a partir de pelos y fibras, polen o tierra, los peritos en balística determinan las armas de un crimen o los biólogos analizan sangre, saliva o semen. Y para ello se utilizan las técnicas más modernas: PCR, electroforesis, cromatografía o espectrometría de masas. Veamos algún ejemplo concreto más.
La determinación de la hora de la muerte de una víctima es una información evidentemente necesaria en el esclarecimiento de los hechos. ¿Qué argucias utilizan los forenses? El método más seguro es tomar la temperatura interna que baja aproximadamente un grado por hora durante las doce primeras horas. En las siguientes doce horas este ritmo se reduce a la mitad. Por supuesto las condiciones ambientales pueden variar esta estimación. ¡Esto es termodinámica! Otros indicios son el rigor mortis, que aparece cuando la química del cuerpo humano pasa a un estado ácido en vez de alcalino. Los músculos, inicialmente relajados tras la muerte, se ponen rígidos. El proceso comienza en los párpados y baja paulatinamente hasta llegar a las piernas. Otro indicador del momento del óbito, menos conocido popularmente, es el livor mortis o contusiones de la muerte: los glóbulos rojos acaban decantándose por gravedad hacia la zona corporal en contacto con el suelo. Al romperse los glóbulos rojos, y si el cadáver no ha sido movido, adquiere en la zona de decantación un fuerte color. Por ejemplo, en un envenenamiento por monóxido de carbono ese color es rojo y en el caso del cianuro es rosado. ¡Esto es bioquímica! Y se sigue progresando científicamente en este asunto. John Coe descubrió, hace poco, que los glóbulos rojos al desagregarse en el livor mortis desprenden potasio a un ritmo lento y constante en el humor vítreo del ojo. La concentración del potasio indica de una forma fiel la hora de la muerte.
Cuando la determinación del momento de una defunción pasa de horas a días, aún así existe la posibilidad de estimarlo. Es una de las labores de los poco conocidos entomólogos forenses: la presencia de cresas, crisálidas, hongos u otros insectos son indicadores fiables. ¡Y esto es entomología! Una deducción sorprendente, ¿no creen?
¿Esta teoría científica o herramienta tecnológica puede ser útil para desentrañar el puzzle de los hechos? Entonces: bienvenida sea la técnica o la idea por remota que sea su procedencia. Los especialistas forenses se sirven del mismo yeso que los odontólogos para hacer moldes de huellas de pisadas o ruedas. ¡Y ya tenemos la odontología presente! Si la huella está en la nieve se utilizan pulverizadores con una cera especial que endurece la nieve lo suficiente como para extraer un molde. Pueden deducir la forma de andar a partir de los detalles de la huella de una pisada. Pueden extraer muchísima información a partir de las marcas de herramientas o las huellas dentales de un mordisco en la comida. Todavía hoy las fichas dentales contribuyen más que ninguna otra información a la identificación de cadáveres. Aún los archivos dentales o médicos poseen ventajas sobre las huellas dactilares o el ADN porque están mucho más extendidos sobre la población.
La ciencia forense: una historia de caminos que se cruzan
Toda ciencia tiene sus problemas-mito. El origen de la vida en biología, la hipótesis de Riemman en matemáticas o la gran unificación en física son algunos ejemplos. La ciencia forense tiene los suyos. Jack el Destripador, famoso asesino en la década de 1880 en los lúgubres callejones de Witechapel en el East End de Londres, es su problema-mito más famoso: "Más de un siglo después, escritores, investigadores y agentes de policía siguen publicando teorías sobre los motivos y de la identidad del asesino más famoso de la historia" escribe el forense David Owen en su libro "40 casos criminales y cómo consiguieron resolverse". La investigación forense, llevaba sin embargo siglos de progreso antes de los trágicos sucesos de Witechapel a finales del siglo XIX.
Parece que los historiadores coinciden en el lugar y fecha de nacimiento de la ciencia forense: en China durante la dinastía Tang. En el siglo VII, Ti Yen Chieh se hizo famoso por utilizar la lógica y las pruebas forenses para resolver crímenes. En el siglo XIII en China se publicó un libro que explicaba cómo reconocer las señales de ahogo o estrangulamiento, o cómo las heridas podían revelar el tipo y tamaño del arma empleada.
La ciencia forense debe gran parte de su arsenal de instrumentos y métodos a la ciencia occidental de los siglos XVI a XVIII. A mediados del siglo XVII ya se enseñaba medicina forense en varias universidades de Europa. El instrumental que fue surgiendo progresivamente de la revolución científica fue empleado rápidamente en la lucha contra el crimen. El microscopio, inventado por Zacharias Jansen en 1590, el microscopio estereoscópico para dar imágenes tridimensionales o el de comparación que alinea imágenes para cotejarlas, se utilizaron casi desde su fecha de nacimiento en la ciencia forense.
La fotografía se usó desde sus inicios para retratar huellas y pistas en el escenario del crimen o detalles de heridas y sospechosos. En 1886, Thomas Byrnes, detective de New York publicó la primera colección de "fotos de rufianes" para ayudar a la gente a reconocer el delincuente en el caso de que fueran atracados.
En 1796, el Dr. Franz Josef Gall, desarrolló la frenología. Dicha teoría pretendía ser capaz de describir el carácter de una persona a través de la forma de su cráneo. La práctica fue cayendo poco a poco en desuso hasta que en 1876 la teoría volvió con renovado éxito de la mano de un ex-cirujano militar. Cesare Lombroso, por aquel entonces director del Asilo de Pesaro, al norte de Italia, publicó "L'uomo delinquente". Tras haber estudiado más de 6.000 casos de delincuentes, Lombroso estaba convencido de la fuerte relación entre las características físicas y las tendencias delictivas. Así por ejemplo, siempre según Lombroso, los pirómanos tenían una cabeza pequeña, los salteadores de caminos eran muy velludos y los timadores solían ser fuertes. Semejantes correlaciones fueron tomadas muy en serio por los tribunales de la época y los frenólogos eran requeridos como peritos en los juicios. Afortunadamente la frenología, comentada hoy en día como ejemplo de pseudociencia, fue perdiendo adeptos, hasta desaparecer definitivamente.
De aquellas estrambóticas ideas, Alphonse Bertillon extrajo sin embargo algunas lecciones interesantes. Pensó que las medidas corporales sí podían tener una utilidad: cabría usarlas para identificar con precisión a un delincuente. Por unos desafortunados hechos históricos las ideas de Bertillon tuvieron un escaso momento de gloria y pronto cayeron en el olvido. Sus fundamentos no fueron retomados hasta la invención del retrato hablado, en el que se describía una cara según sus partes: frente, nariz, barbilla, orejas y ojos. En los años 50 del siglo pasado la técnica quedó obsoleta con el Identikit, el Photofit y los archivos computerizados, los modernos herederos de Bertillon.
El siglo XIX fue sin duda revolucionario en cuanto a las ciencias forenses se refiere. Patrizi, contemporáneo de Lombroso, diseñó el primer detector de mentiras: el guante volumétrico. El aparato consistía en un guante de latex, que sellado a la altura de la muñeca, registraba los cambios de presión sanguínea, supuestamente asociados a la tensión emocional. Demostró ser muy poco fiable, pero sin duda es el instrumento pionero de los actuales detectores y los diversos sistemas ideados para comprobar la veracidad de las declaraciones de un interrogado. Sistemas, sea dicho de paso, que siguen siendo poco fiables.
La reconstrucción facial de restos óseos realizada actualmente por los antropólogos forenses es un proceso medio científico, medio artístico. Tuvo como precursor a un anatomista suizo llamado Wilhelm His. Este científico trabajó hace más de cien años en la reconstrucción del rostro a partir de la estructura ósea. Su reto más famoso fue la identificación del supuesto cráneo del compositor Johann Sebastian Bach (1685-1750). Comparó su reconstrucción con retratos del músico pintados mientras vivía, demostrando la autenticidad de sus restos.
El trabajo del forense consiste en muchos casos en determinar si un arma particular ha sido la responsable de un crimen. Un forense puede ver el desarrollo de una pelea a través de las contusiones y de cómo y dónde fue asestado el golpe final. Fue Henry Goddar, quien por primera vez consiguió relacionar una bala con el arma utilizada para dispararla a través de muescas. Desde que las ánimas de las armas de fuego disponen de las rayas producidas por la fabricación en serie, a finales del XVIII, cada bala tiene un dueño. Para aumentar su precisión. La vaina lleva grabados los detalles del expulsor y del percutor. Puede incluso determinarse la distancia de un disparo por la forma de las heridas.
Las clasificaciones rigurosas, al estilo de la botánica o la zoología en biología, históricamente representan el pistoletazo de salida de elaboradas subramas científicas empleadas en los estudios forenses. Por ejemplo, hay seis grados de quemaduras, clasificadas de menor a mayor de acuerdo con su gravedad según el esquema propuesto por el barón Dupuytren, un cirujano francés del XVIII. O en 1815 Mathieu Orfila se conviertió en el padre de la toxicología al publicar el libro titulado "Traité des Poisons", una clasificación de los venenos más comunes usados por criminales. A partir de ese momento se hicieron muchos avances. Por ejemplo, el químico inglés James Marsh, desarrolló una técnica infalible para detectar rastros de arsénico. El arsénico es especialmente fácil de detectar porque permanece en las uñas y en el pelo después de la muerte. La lista de venenos manejadas por los forenses es inacabable: cicuta, aconitina, atropina, estricnina, talio, antimonio, arsénico, cianuro o Amanita phalloides son algunos conocidos popularmente. Otros son rara avis como el ricino, uno de los venenos más exóticos. Hasta el extremo de que sólo existe un caso documentado de homicidio por esta sustancia: el del disidente búlgaro Georgi Markov.
Tiempos modernos
Desde los primeros pasos de Marsh, las pruebas para detectar venenos o drogas se han hecho terriblemente sofisticadas: cromatografía de gas, cromatografía líquida de alta presión o de filtración por gel, espectrómetros de masa... Actualmente, gracias a las técnicas de ensayo inmunológico, basadas en el desarrollo de anticuerpos que reaccionan con las sustancias buscadas, se pueden detectar cantidades ínfimas.
Otro ejemplo de sofisticación moderna está en referencia a los explosivos. Los explosivos, en general, se dividen en dos grandes grupos atendiendo a la velocidad de la reacción química. Los lentos son casi todos los explosivos con una onda de presión subsónica. Y los rápidos producen una onda de presión supersónica, caso de la dinamita, el TNT o el RDX. Ningún explosivo, por potente que sea, se consume totalmente en su explosión. Siempre dejan residuos que pueden localizarse en el interior de muebles u objetos variados por penetración. Todos los posibles materiales absorbentes en el lugar del incidente son sumergidos en acetona y los residuos se analizan. Con una bomba de vacío se recogen los vapores de la superficie y se analizan con un cromatógrafo para determinar sus componentes. Existen máquinas capaces de determinar automáticamente e in situ tipos de explosivos tanto militares, comerciales como caseros.
Y las matemáticas, ¿están ausentes de la ciencia forense? Entre 1979 y 1981 Atlanta estuvo atemorizada por violentos asesinatos de adolescentes. Wayne Williams fue condenado por estos hechos por ... ¡la matemática! , en concreto por la teoría de las probabilidades. En los casos de raptos, secuestros o asesinatos los investigadores pasan una aspiradora especial para recoger todo tipo de pruebas como pelos o fibras. Unas pequeñas fibras de color verde olivo, relacionadas con los crímenes en este caso, condujeron hasta una fábrica de alfombras en Dalton, Georgia. Williams, que vivía en Atlanta, era poseedor de una de las alfombras fabricadas allí. La probabilidad de que alguien escogido al azar en Atlanta fuera propietario de una de estas alfombras se estimó en 1 entre 8000. Una segunda clase de fibras encontradas en el pantalón de una de las víctimas coincidía con la alfombrillas de la furgoneta de Williams. Las probabilidades eran para este caso de 1 entre 4000. La probabilidad de que un individuo tuviera alfombra y alfombrillas de esta clase alcanzaba la probabilidad de 1 entre 32 millones. Demasiada casualidad para el jurado.
¿Recuerda el lector como los detectives en las películas nos tienen acostumbrados a pasar un lápiz sobre una página en blanco de una libreta para sacar a la luz lo escrito en páginas superiores que han sido arrancadas? Los forenses emplean un método más sofisticado. Colocan cada página de una libreta sobre una malla electrónica y manda una carga electrostática y se aplica un tipo de tóner de fotocopiadora. El texto sale a la luz. Incluso a través de la intensidad del mismo se pueden ordenar las hojas de la libreta.
Las falsificaciones siguen al orden del día. Los métodos de autentificación cada vez son más sofisticados. Por ejemplo, la filigrana de un documento que pasó por ser un manuscrito original del poeta inglés lord Byron permitió demostrar que el papel había sido fabricado en 1834, diez años después de la muerte del poeta. Con la llegada de los ordenadores, las particularidades de las máquinas de escribir mecánicas se han perdido y uno de los indicios más novelescos queda reservado para las historias. Las impresoras de inyección a tinta o las impresoras láser no presentan disimilitudes entre ellas. Deben buscarse otras formas de relacionar al autor con un documento. Localizar los ficheros en el disco duro de un ordenador a pesar de que hayan sido eliminados por el autor es tarea de los nuevos forenses informáticos. Nuevos tiempos, nuevos criminales, nuevas técnicas forenses.
¿Cómo determinar si una víctima murió por asfixia en un accidente por incendio o murió con anterioridad? Si la sangre contiene monóxido de carbono, con gran probabilidad la víctima respiró los gases y murió con posterioridad al inicio del incendio. En caso contrario, perdió la vida antes de producirse el fuego y comenzamos a sospechar... Una ejemplo, tal vez macabro, de las pistas que rastrean los forenses.
Siguiendo en esta línea gore, los forenses conocen perfectamente que el proceso de descomposición no es el mismo en el agua que en tierra. Al cabo de una semana o más, los cambios químicos en un cuerpo hacen que el abdomen se llene de gas y el cuerpo ascienda. Así se recuperan a muchos ahogados. Para determinar el lugar exacto de fallecimiento se atienden a la salinidad o a indicadores tan sutiles como las diatomeas - seres microscópicos que viven en el agua como los dibujados a la derecha - presentes en órganos internos. Su existencia indica que la víctima estaba viva al introducirse en el agua y proporciona indicios de dónde ocurrió el hecho. Sorprendente de nuevo, ¿verdad?
¿Cuándo ocurrió o de quién se trata?
Observen que en los párrafos anteriores hemos usado conceptos procedentes de la química y la microbiología para obtener respuestas. Ese es el espíritu de las ciencias forenses: multidisciplina. Hace 3000 años en China se utilizaron por primera vez las huellas dactilares como prueba de identidad personal. Desde entonces la ciencia forense y la investigación criminal han evolucionado sin cesar. Si hay una ciencia multidisciplinar es la forense: los antropólogos forenses estudian traumatismos y huesos, los odontólogos analizan huellas dentales, los expertos en indicios microscópicos obtienen información a partir de pelos y fibras, polen o tierra, los peritos en balística determinan las armas de un crimen o los biólogos analizan sangre, saliva o semen. Y para ello se utilizan las técnicas más modernas: PCR, electroforesis, cromatografía o espectrometría de masas. Veamos algún ejemplo concreto más.
La determinación de la hora de la muerte de una víctima es una información evidentemente necesaria en el esclarecimiento de los hechos. ¿Qué argucias utilizan los forenses? El método más seguro es tomar la temperatura interna que baja aproximadamente un grado por hora durante las doce primeras horas. En las siguientes doce horas este ritmo se reduce a la mitad. Por supuesto las condiciones ambientales pueden variar esta estimación. ¡Esto es termodinámica! Otros indicios son el rigor mortis, que aparece cuando la química del cuerpo humano pasa a un estado ácido en vez de alcalino. Los músculos, inicialmente relajados tras la muerte, se ponen rígidos. El proceso comienza en los párpados y baja paulatinamente hasta llegar a las piernas. Otro indicador del momento del óbito, menos conocido popularmente, es el livor mortis o contusiones de la muerte: los glóbulos rojos acaban decantándose por gravedad hacia la zona corporal en contacto con el suelo. Al romperse los glóbulos rojos, y si el cadáver no ha sido movido, adquiere en la zona de decantación un fuerte color. Por ejemplo, en un envenenamiento por monóxido de carbono ese color es rojo y en el caso del cianuro es rosado. ¡Esto es bioquímica! Y se sigue progresando científicamente en este asunto. John Coe descubrió, hace poco, que los glóbulos rojos al desagregarse en el livor mortis desprenden potasio a un ritmo lento y constante en el humor vítreo del ojo. La concentración del potasio indica de una forma fiel la hora de la muerte.
Cuando la determinación del momento de una defunción pasa de horas a días, aún así existe la posibilidad de estimarlo. Es una de las labores de los poco conocidos entomólogos forenses: la presencia de cresas, crisálidas, hongos u otros insectos son indicadores fiables. ¡Y esto es entomología! Una deducción sorprendente, ¿no creen?
¿Esta teoría científica o herramienta tecnológica puede ser útil para desentrañar el puzzle de los hechos? Entonces: bienvenida sea la técnica o la idea por remota que sea su procedencia. Los especialistas forenses se sirven del mismo yeso que los odontólogos para hacer moldes de huellas de pisadas o ruedas. ¡Y ya tenemos la odontología presente! Si la huella está en la nieve se utilizan pulverizadores con una cera especial que endurece la nieve lo suficiente como para extraer un molde. Pueden deducir la forma de andar a partir de los detalles de la huella de una pisada. Pueden extraer muchísima información a partir de las marcas de herramientas o las huellas dentales de un mordisco en la comida. Todavía hoy las fichas dentales contribuyen más que ninguna otra información a la identificación de cadáveres. Aún los archivos dentales o médicos poseen ventajas sobre las huellas dactilares o el ADN porque están mucho más extendidos sobre la población.
La ciencia forense: una historia de caminos que se cruzan
Toda ciencia tiene sus problemas-mito. El origen de la vida en biología, la hipótesis de Riemman en matemáticas o la gran unificación en física son algunos ejemplos. La ciencia forense tiene los suyos. Jack el Destripador, famoso asesino en la década de 1880 en los lúgubres callejones de Witechapel en el East End de Londres, es su problema-mito más famoso: "Más de un siglo después, escritores, investigadores y agentes de policía siguen publicando teorías sobre los motivos y de la identidad del asesino más famoso de la historia" escribe el forense David Owen en su libro "40 casos criminales y cómo consiguieron resolverse". La investigación forense, llevaba sin embargo siglos de progreso antes de los trágicos sucesos de Witechapel a finales del siglo XIX.
Parece que los historiadores coinciden en el lugar y fecha de nacimiento de la ciencia forense: en China durante la dinastía Tang. En el siglo VII, Ti Yen Chieh se hizo famoso por utilizar la lógica y las pruebas forenses para resolver crímenes. En el siglo XIII en China se publicó un libro que explicaba cómo reconocer las señales de ahogo o estrangulamiento, o cómo las heridas podían revelar el tipo y tamaño del arma empleada.
La ciencia forense debe gran parte de su arsenal de instrumentos y métodos a la ciencia occidental de los siglos XVI a XVIII. A mediados del siglo XVII ya se enseñaba medicina forense en varias universidades de Europa. El instrumental que fue surgiendo progresivamente de la revolución científica fue empleado rápidamente en la lucha contra el crimen. El microscopio, inventado por Zacharias Jansen en 1590, el microscopio estereoscópico para dar imágenes tridimensionales o el de comparación que alinea imágenes para cotejarlas, se utilizaron casi desde su fecha de nacimiento en la ciencia forense.
La fotografía se usó desde sus inicios para retratar huellas y pistas en el escenario del crimen o detalles de heridas y sospechosos. En 1886, Thomas Byrnes, detective de New York publicó la primera colección de "fotos de rufianes" para ayudar a la gente a reconocer el delincuente en el caso de que fueran atracados.
En 1796, el Dr. Franz Josef Gall, desarrolló la frenología. Dicha teoría pretendía ser capaz de describir el carácter de una persona a través de la forma de su cráneo. La práctica fue cayendo poco a poco en desuso hasta que en 1876 la teoría volvió con renovado éxito de la mano de un ex-cirujano militar. Cesare Lombroso, por aquel entonces director del Asilo de Pesaro, al norte de Italia, publicó "L'uomo delinquente". Tras haber estudiado más de 6.000 casos de delincuentes, Lombroso estaba convencido de la fuerte relación entre las características físicas y las tendencias delictivas. Así por ejemplo, siempre según Lombroso, los pirómanos tenían una cabeza pequeña, los salteadores de caminos eran muy velludos y los timadores solían ser fuertes. Semejantes correlaciones fueron tomadas muy en serio por los tribunales de la época y los frenólogos eran requeridos como peritos en los juicios. Afortunadamente la frenología, comentada hoy en día como ejemplo de pseudociencia, fue perdiendo adeptos, hasta desaparecer definitivamente.
De aquellas estrambóticas ideas, Alphonse Bertillon extrajo sin embargo algunas lecciones interesantes. Pensó que las medidas corporales sí podían tener una utilidad: cabría usarlas para identificar con precisión a un delincuente. Por unos desafortunados hechos históricos las ideas de Bertillon tuvieron un escaso momento de gloria y pronto cayeron en el olvido. Sus fundamentos no fueron retomados hasta la invención del retrato hablado, en el que se describía una cara según sus partes: frente, nariz, barbilla, orejas y ojos. En los años 50 del siglo pasado la técnica quedó obsoleta con el Identikit, el Photofit y los archivos computerizados, los modernos herederos de Bertillon.
El siglo XIX fue sin duda revolucionario en cuanto a las ciencias forenses se refiere. Patrizi, contemporáneo de Lombroso, diseñó el primer detector de mentiras: el guante volumétrico. El aparato consistía en un guante de latex, que sellado a la altura de la muñeca, registraba los cambios de presión sanguínea, supuestamente asociados a la tensión emocional. Demostró ser muy poco fiable, pero sin duda es el instrumento pionero de los actuales detectores y los diversos sistemas ideados para comprobar la veracidad de las declaraciones de un interrogado. Sistemas, sea dicho de paso, que siguen siendo poco fiables.
La reconstrucción facial de restos óseos realizada actualmente por los antropólogos forenses es un proceso medio científico, medio artístico. Tuvo como precursor a un anatomista suizo llamado Wilhelm His. Este científico trabajó hace más de cien años en la reconstrucción del rostro a partir de la estructura ósea. Su reto más famoso fue la identificación del supuesto cráneo del compositor Johann Sebastian Bach (1685-1750). Comparó su reconstrucción con retratos del músico pintados mientras vivía, demostrando la autenticidad de sus restos.
El trabajo del forense consiste en muchos casos en determinar si un arma particular ha sido la responsable de un crimen. Un forense puede ver el desarrollo de una pelea a través de las contusiones y de cómo y dónde fue asestado el golpe final. Fue Henry Goddar, quien por primera vez consiguió relacionar una bala con el arma utilizada para dispararla a través de muescas. Desde que las ánimas de las armas de fuego disponen de las rayas producidas por la fabricación en serie, a finales del XVIII, cada bala tiene un dueño. Para aumentar su precisión. La vaina lleva grabados los detalles del expulsor y del percutor. Puede incluso determinarse la distancia de un disparo por la forma de las heridas.
Las clasificaciones rigurosas, al estilo de la botánica o la zoología en biología, históricamente representan el pistoletazo de salida de elaboradas subramas científicas empleadas en los estudios forenses. Por ejemplo, hay seis grados de quemaduras, clasificadas de menor a mayor de acuerdo con su gravedad según el esquema propuesto por el barón Dupuytren, un cirujano francés del XVIII. O en 1815 Mathieu Orfila se conviertió en el padre de la toxicología al publicar el libro titulado "Traité des Poisons", una clasificación de los venenos más comunes usados por criminales. A partir de ese momento se hicieron muchos avances. Por ejemplo, el químico inglés James Marsh, desarrolló una técnica infalible para detectar rastros de arsénico. El arsénico es especialmente fácil de detectar porque permanece en las uñas y en el pelo después de la muerte. La lista de venenos manejadas por los forenses es inacabable: cicuta, aconitina, atropina, estricnina, talio, antimonio, arsénico, cianuro o Amanita phalloides son algunos conocidos popularmente. Otros son rara avis como el ricino, uno de los venenos más exóticos. Hasta el extremo de que sólo existe un caso documentado de homicidio por esta sustancia: el del disidente búlgaro Georgi Markov.
Tiempos modernos
Desde los primeros pasos de Marsh, las pruebas para detectar venenos o drogas se han hecho terriblemente sofisticadas: cromatografía de gas, cromatografía líquida de alta presión o de filtración por gel, espectrómetros de masa... Actualmente, gracias a las técnicas de ensayo inmunológico, basadas en el desarrollo de anticuerpos que reaccionan con las sustancias buscadas, se pueden detectar cantidades ínfimas.
Otro ejemplo de sofisticación moderna está en referencia a los explosivos. Los explosivos, en general, se dividen en dos grandes grupos atendiendo a la velocidad de la reacción química. Los lentos son casi todos los explosivos con una onda de presión subsónica. Y los rápidos producen una onda de presión supersónica, caso de la dinamita, el TNT o el RDX. Ningún explosivo, por potente que sea, se consume totalmente en su explosión. Siempre dejan residuos que pueden localizarse en el interior de muebles u objetos variados por penetración. Todos los posibles materiales absorbentes en el lugar del incidente son sumergidos en acetona y los residuos se analizan. Con una bomba de vacío se recogen los vapores de la superficie y se analizan con un cromatógrafo para determinar sus componentes. Existen máquinas capaces de determinar automáticamente e in situ tipos de explosivos tanto militares, comerciales como caseros.
Y las matemáticas, ¿están ausentes de la ciencia forense? Entre 1979 y 1981 Atlanta estuvo atemorizada por violentos asesinatos de adolescentes. Wayne Williams fue condenado por estos hechos por ... ¡la matemática! , en concreto por la teoría de las probabilidades. En los casos de raptos, secuestros o asesinatos los investigadores pasan una aspiradora especial para recoger todo tipo de pruebas como pelos o fibras. Unas pequeñas fibras de color verde olivo, relacionadas con los crímenes en este caso, condujeron hasta una fábrica de alfombras en Dalton, Georgia. Williams, que vivía en Atlanta, era poseedor de una de las alfombras fabricadas allí. La probabilidad de que alguien escogido al azar en Atlanta fuera propietario de una de estas alfombras se estimó en 1 entre 8000. Una segunda clase de fibras encontradas en el pantalón de una de las víctimas coincidía con la alfombrillas de la furgoneta de Williams. Las probabilidades eran para este caso de 1 entre 4000. La probabilidad de que un individuo tuviera alfombra y alfombrillas de esta clase alcanzaba la probabilidad de 1 entre 32 millones. Demasiada casualidad para el jurado.
¿Recuerda el lector como los detectives en las películas nos tienen acostumbrados a pasar un lápiz sobre una página en blanco de una libreta para sacar a la luz lo escrito en páginas superiores que han sido arrancadas? Los forenses emplean un método más sofisticado. Colocan cada página de una libreta sobre una malla electrónica y manda una carga electrostática y se aplica un tipo de tóner de fotocopiadora. El texto sale a la luz. Incluso a través de la intensidad del mismo se pueden ordenar las hojas de la libreta.
Las falsificaciones siguen al orden del día. Los métodos de autentificación cada vez son más sofisticados. Por ejemplo, la filigrana de un documento que pasó por ser un manuscrito original del poeta inglés lord Byron permitió demostrar que el papel había sido fabricado en 1834, diez años después de la muerte del poeta. Con la llegada de los ordenadores, las particularidades de las máquinas de escribir mecánicas se han perdido y uno de los indicios más novelescos queda reservado para las historias. Las impresoras de inyección a tinta o las impresoras láser no presentan disimilitudes entre ellas. Deben buscarse otras formas de relacionar al autor con un documento. Localizar los ficheros en el disco duro de un ordenador a pesar de que hayan sido eliminados por el autor es tarea de los nuevos forenses informáticos. Nuevos tiempos, nuevos criminales, nuevas técnicas forenses.
domingo, 26 de abril de 2009
Noticias Cientificas
Fronteras de la Óptica
Los que fueron tomados como principios básicos y sobre los que se construyó la óptica geométrica, con el paso de los años y los avances tecnológicos se hicieron difusos y son aceptados con excepciones. Esto, lejos de quitar validez al método de investigación, nos muestra el poder del Método Científico.
Los primeros investigadores dedujeron principios generales separando lo accesorio de lo fundamental y poco a poco construyeron la estructura de la óptica que permitió definir reglas, leyes y diseñar instrumentos. Posteriormente, a medida que sabemos más sobre la realidad, todo se vuelve más complicado y hay que ir matizando los conceptos iniciales.
La Óptica geométrica consideraba la luz como un rayo pero hoy sabemos que es una radiación electromagnética y que cuando incide sobre una superficie formada por partículas con carga y en continuo movimiento interfiere su campo electromagnético y el de la materia. Por otra parte la energía está cuantizada....y aquí es donde aparecen los fenómenos complejos.
Durante muchos años existió la polémica sobre si la luz era una partícula o una onda. Después de estudiar las interferencias y la difracción se aceptó su naturaleza ondulatoria. Pero a principio del siglo XX, Einstein afirma la existencia de los fotones y su naturaleza corpuscular (efecto fotoeléctrico). También afirma que la energía equivale a la masa, que la masa curva la luz, que el espacio es curvo y que nada puede viajar en línea recta. Esta teoría se confirma y se mantiene hasta hoy pero, a finales del siglo XX, aparecen nuevos fenómenos.
Los últimos descubrimientos
1. La luz atraviesa agujeros más pequeños que su longitud de onda.
En los años cuarenta el prestigioso físico Hans Bethe demostró que la luz no puede pasar por agujeros más pequeños que su longitud de onda, que en el caso de la luz visible es de entre 0,4 y 0,8 milésimas de milímetro aproximadamente. Asi lo afirman todos los libros de texto.
Hace unos diez años Thomas Ebbesen vio cómo un haz de luz lograba colarse por agujeros diminutos en un metal, demasiado pequeños para la longitud de onda de la luz. Consultó a los expertos en óptica que se mostraron incrédulos por lo que no se publicó oficialmente hasta hace dos años -en Nature-. Ebbesen y sus colaboradores dieron en ella una explicación del fenómeno pero faltaba el cálculo teórico que lo explicara. Esto es lo que hicieron John Pendry del Imperial College, University of London y los españoles Francisco José García Vidal y Juan Antonio Porto trabajando con hendiduras minúsculas en vez de agujeros.
Las aplicaciones que tiene este fenómeno serían enormes y de lo mas variado: desde fabricar microchips con mucha más capacidad que los actuales, fabricar pantallas planas de menor consumo, mejorar la resolución de los microscopios ópticos... Para más información visita esta página en español o esta página en inglés con buenos gráficos.
¡Ya sabes lo que son los plasmones! ¿Como influye la regularidad del entramado para que la luz pase por sitios que son sólo el 7% de su longitud de onda?
2. La luz atraviesa algunos materiales alejándose de la normal de forma contraria a la prevista
Nuevos materiales que desafían leyes de refracción de la física: materiales "zurdos".
Los físicos han empezado a producir materiales compuestos con un comportamiento muy especial. Físicos financiados por la National Science Foundation, entre ellos Prof. Sheldon Schultz, profesor investigador del la UC San Diego, han iniciado la creación de nuevos materiales compuestos cuyas propiedades son distintas a lo habitual. A estos materiales se les puede llamar "zurdos" porque presentan invertidas muchas de las características físicas de sus homólogos ordinarios ante la acción de determinadas frecuencias de la radiación electromagnética.
El nuevo compuesto, hecho de fibra de vidrio y cobre, hace que las microondas que lo atraviesan se doblen en la dirección opuesta a la que predicen las leyes de la física, lo que lo convierte en el primer material que tiene "un índice de refracción negativo". En una sustancia "normal", si la onda viene del aire, al entrar en el material (agua, vidrio, etc ) se dobla acercándose a la normal (tomamos le valor del giro hacia ese lado como positivio) -Ley de Snell-. En este nuevo material el rayo se aleja de la normal: a ese ángulo le damos valor negativo, índice de refracción negativo, y al material que se comporta así le llamamos "zurdo".
Los materiales "zurdos" tienen la habilidad de invertir el efecto Doppler, el principio que cambia la frecuencia de las ondas cuando la fuente se mueve. Recordemos, por ejemplo, el sonido de un tren que podemos escuchar más agudo cuando se acerca, y más grave cuanto se aleja del oyente.
Las ecuaciones de Maxwell, que describen la relación entre los campos magnético y eléctrico, sugieren que la radiación de microondas o la luz mostrarán un efecto contrario en esta nueva clase de materiales, cambiando hacia frecuencias más bajas cuando la fuente se aproxime. Las ecuaciones de Maxwell también indican que una lente hecha con estos materiales, en vez de dispersar la radiación electromagnética, la enfocará cuando ésta pase por ella.
Los científicos Sheldon Schultz y David Smith de la University of California han trabajado en ello utilizando un material compuesto producido a partir de una serie de anillos de cobre delgados y de cables también de cobre entrelazados de forma paralela a los anillos. Los resultados verifican que el material posee una permitividad eléctrica y una permeabilidad magnética negativas, cualidades que en la materia de la naturaleza normal suelen ser positivas.
Este metamaterial forma parte de una clase nueva en la que la forma en que dos o más materiales son mezclados o distribuidos, a un nivel muy preciso, puede llegar a afectar a las propiedades finales del compuesto.
Los científicos piensan que tendrá aplicaciones en áreas tales como las transmisiones de microondas, diseño de antenas y compuestos ópticos.
El físico John Pendry del Imperial College de Londres dijo que el material con "una refracción negativa" podría hacer posible la creación de lentes con una capacidad de enfoque de la luz hasta límites actualmente no alcanzables.
(CNN) 5/4/2001
Información adicional en:
http://www.ieee-sfbac.org/april2002/a4.htm
http://ucsdnews.ucsd.edu/newsrel/science/mccomposite.htm
http://members.tripod.com/JaimeVp/Electricidad/Noticientifi_03.htm
sábado, 25 de abril de 2009
Video - Invasión de una Celula sana por el HVI
Momento en que una celula sana es invadida por el HVI
Noticias Cientificas
Recrearan la energia del Sol
192 será el número total de rayos láser utilizados para provocar semejante reacción, y todos apuntarán a una pequeña munición de combustible de hidrógeno, y el experimento será un éxito si se logra extraer más energía del proceso que la que se requiere para iniciarlo.
De ser así, estaríamos ante una fuente, limpia, renovable y prácticamente infinita, liberándonos al fin de los contaminantes combustibles fósiles.
Los experimentos comenzarán el próximo mes de junio, y se esperan obtener los primeros resultados importantes entre 2010 y 2012.
Tras 12 años de trabajo, el NIF es el centro científico experimental más grande que se ha construido en Estados Unidos y contiene el láser más poderoso del mundo. “Estamos cerca de lograr lo que nos propusimos desde un principio: la fusión nuclear controlada y sostenida y por primera vez, la obtención de energía en un laboratorio”, aseguraron los investigadores.
La fusión nuclear está cada vez más cerca, y si todo marcha correctamente el laboratorio Instalación Nacional de Ignición (NIF), en California, provocará una reacción nuclear con los rayos láser más grandes que se han construido hasta el momento, demostrando también la viabilidad de la fusión nuclear como fuente de energía limpia y abundante.
192 será el número total de rayos láser utilizados para provocar semejante reacción, y todos apuntarán a una pequeña munición de combustible de hidrógeno, y el experimento será un éxito si se logra extraer más energía del proceso que la que se requiere para iniciarlo.
De ser así, estaríamos ante una fuente, limpia, renovable y prácticamente infinita, liberándonos al fin de los contaminantes combustibles fósiles.
Los experimentos comenzarán el próximo mes de junio, y se esperan obtener los primeros resultados importantes entre 2010 y 2012.
Tras 12 años de trabajo, el NIF es el centro científico experimental más grande que se ha construido en Estados Unidos y contiene el láser más poderoso del mundo. “Estamos cerca de lograr lo que nos propusimos desde un principio: la fusión nuclear controlada y sostenida y por primera vez, la obtención de energía en un laboratorio”, aseguraron los investigadores.
Noticias cientificas
Top 10 de descubrimientos en el 2007
Como cada año, cuando llega su fin, aparecen mil y una clasificación de fenómenos acontecidos durante el mismo en todos los ámbitos. La ciencia no iba a ser menos, y la revista Time ha realizado un Top 10 de los que ellos consideran los descubrimientos científicos más importantes, la gran mayoría ya los habéis leído por aquí. Estos son:
Importante descubrimiento sobre las células madre, Shinya Yamanaka y James Thomson lograron reprogramar las células de la piel para que se comporten como células madre embrionarias, permitiendo su obtención sin utilizar embriones.
El cuerpo humano mapeado J. Craig Venter publicó la secuencia genética completa para que todo el mundo pudiera verla, todo su ADN al detalle, convirtiéndose en el primer genoma publicado de una única persona.
Supernova más grande jamás registrada Se determinó la explosión estelar (supernova) más grande y brillante vista hasta la fecha, y no es para menos, pues se trataba de una estrella 100 o 200 veces más grande que nuestro Sol.
Cientos de nuevas especies 700 nuevas especies de organismos que iban de esponjas carnívoras a arañas marinas gigantes fueron descubiertos entre 700 y 6000 metros bajo el mar, en la Antártida.
Fabricando tejido cardiaco, Un grupo de científicos dirigidos por el Dr. Magdi Yacoub lograron hacer crecer células madre de médula ósea hasta convertirse en tejido cardíaco. Esperan que ese tejido pueda luego crecer para formar una válvula del corazón.
Descubren nuevos planetas, Identifican 3 nuevos planetas fuera de nuestro Sistema Solar. El WASP-3, WASP-4 y WASP-5, son del tamaño de Júpiter, y con temperaturas alrededor de los 2000ºC.
Dinosaurio con forma de ave, Descubren un enorme esqueleto de un dinosaurio con forma de ave que vivió hace unos 70 millones de años, el Gigantoraptor erlianensis.
La migración del ser humano fuera de África, Un equipo internacional de científicos anuncia que los humanos modernos dejaron África hace unos 65 mil años según el análisis de un cráneo descubierto en Sudáfrica (llamado Hofmeyr).
El animal más antiguo del mundo, Una almeja que tiene 405 años de edad, descubierto en Islandia y “asesinada” sin querer por los propios descubridores.
Kriptonita real, Un mineral blanco y polvoriento de Serbia tiene la misma química (sodio, litio, boro, silicato, hidróxido) que la kriptonita ficticia que debilita a Superman. Pese a la sorprendente casualidad, este nuevo mineral fue llamado jaderita, zona donde se descubrió.
jueves, 23 de abril de 2009
Hacer fuego en 5 minutos con una papa
Experimento
Ingredientes:
Ingredientes:
- Papa
- Sal
- Pasta de dientes (dentífrico), utilizar EN GEL
- 2 alambres (cables), uno de Cobre y uno de Zinc
- 2 mondadientes (escarbadientes, palillos)
1) Cortar la papa por la mitad
2) A una mitad hacerle dos agujeros con uno de los mondadientes
3) Pasar un cable por cada agujero
4) Quitar una parte del interior de la otra mitad de la papa, con una cuchara
5) Colocar allí la sal y la pasta de dientes y mezclar muy bien
6) Cerrar la tapa, fijandose que las puntas de los cables hagan un buen contacto con la pasta de dientes con sal
7) Fijar la papa con los mondadientes
8) Colocar en uno de los cables UN POCO de algodón, pero cubriendo toda la superficie pelada del cable, pero que sea una fina capa
9) Esperar 5 minutos
10) Tocar la punta del cable sin algodon con el algodon del otro cable
- Sal
- Pasta de dientes (dentífrico), utilizar EN GEL
- 2 alambres (cables), uno de Cobre y uno de Zinc
- 2 mondadientes (escarbadientes, palillos)
1) Cortar la papa por la mitad
2) A una mitad hacerle dos agujeros con uno de los mondadientes
3) Pasar un cable por cada agujero
4) Quitar una parte del interior de la otra mitad de la papa, con una cuchara
5) Colocar allí la sal y la pasta de dientes y mezclar muy bien
6) Cerrar la tapa, fijandose que las puntas de los cables hagan un buen contacto con la pasta de dientes con sal
7) Fijar la papa con los mondadientes
8) Colocar en uno de los cables UN POCO de algodón, pero cubriendo toda la superficie pelada del cable, pero que sea una fina capa
9) Esperar 5 minutos
10) Tocar la punta del cable sin algodon con el algodon del otro cable
martes, 21 de abril de 2009
Física
El Dedo en el Agua:
Imaginaos la siguiente situación:
Tenemos una balanza en la que situamos un balde lleno de agua en un lado y una pesa en el otro. La balanza está perfectamente equilibrada, esto es, tanto la pesa como el balde con agua pesan exactamente lo mismo. A continuación, introducimos la punta del dedo en el agua.
¿Qué ocurrirá?
¿Sencillo, no? Pues parece que no es tan obvio como pudiéramos pensar en un primer momento, dado que la respuesta más extendida es que “no ocurre nada”, basándose en que el peso lo sostenemos con el brazo y no incide sobre él. Pero esto no es correcto: en realidad, la balanza se desequilibra del lado del balde.
Efectivamente, el peso del dedo no juega ningún papel aquí; sin embargo, no estamos teniendo en cuenta las demás fuerzas existentes en el sistema.
El principio de Arquímedes afirma que “todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado”: el agua ejerce una fuerza sobre el dedo que es igual al volmen desalojado por el dedo, multiplicado por la densidad del agua y por la aceleración de la gravedad.´
Lógicamente, y por la Tercera Ley de Newton, para que el dedo se mantenga dentro del agua nosotros tenemos que hacer una fuerza igual y hacia abajo. Así que con nuestro brazo estamos manteniendo todo el peso de nuestro dedo menos esa pequeña cantidad que ejerce el agua. De la misma manera, el agua tiene que apoyarse en algún sitio para ejercer esa fuerza contra nuestro dedo: el balde. Y el balde, a su vez, ejerce esa fuerza sobre la balanza. En consecuencia, esa pequeña fuerza incrementa el peso del lado del balde y hace que la balanza se desequilibre.
No sé por qué sorprende tanto que se pueda empujar un líquido.
¿No empujamos sólidos?
Al fin y al cabo, podríamos ver el agua de ese balde como un solido muy deformable, con lo cual la fuerza de empuje es mucho menor, pero existe.
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