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Estados y Transformación de la Materia



ESTADOS Y TRANSFORMACIÓN DE LA MATERIA.


·         ESTADOS DE LA MATERIA.

            La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.

            La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso.

-          Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.
-          Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.
-          Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

·         LOS NUEVOS ESTADOS DE LA MATERIA.


            Además de los tres estados básicos (sólido, líquido, gaseoso), existen otros estados de agregación de la materia, algunos descubiertos hace ya varios años y otros recientes que aún están siendo estudiadas.

-          Plasma: Al plasma se le llama a veces "el cuarto estado de la materia", además de los tres conocidos, sólido, líquido y gas. Es un gas en el que los átomos se han roto, que está formado por electrones negativos y por iones positivos, átomos que han perdido electrones y han quedado con una carga eléctrica positiva y que están moviéndose libremente. La lámpara fluorescente, algunos televisores, las luces de alumbrado público, las luces de neón contienen plasma. El sol y la ionosfera terrestre son esencialmente plasma.

-          Los Condensados Bose-Einstein: representan un quinto estado de la materia visto por primera vez en 1955. El estado lleva el nombre de Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, quien predijo su existencia hacia 1920. Los condensados B-E son superfluídos gaseosos enfríados a temperaturas muy cercanas al cero absoluto.

-          Condensado de Fermi: Creado en la universidad de Colorado por primera vez en 1999, el primer condensado de Fermi formado por átomos fue creado en 2003. El condensado fermiónico, considerado como el sexto estado de la materia, es una fase superfluida formada por partículas fermiónicas a temperaturas bajas. Está cercanamente relacionado con el condensado de Bose-Einstein.

-          Supersólido: Este material es un sólido en el sentido de que la totalidad de los átomos del helio-(4) que lo componen están congelados en una película cristalina rígida, de forma similar a como lo están los átomos y las moléculas en un sólido normal como el hielo. La diferencia es que, en este caso, “congelado” no significa “estacionario”. En efecto, los átomos de helio comienzan a comportarse como si fueran sólidos y fluidos a la vez.

           
            Existen otros posibles estados de la materia; algunos de estos sólo existen bajo condiciones extremas, como en el interior de estrellas muertas, o en el comienzo del universo después del Big Bang o gran explosión:
-          Superfluido
-          Materia degenerada
-          Materia fuertemente simétrica
-          Materia débilmente simétrica
-          Materia extraña o materia de quarks
-          Superfluido polaritón
-          Materia fotónica

·         TRANSFORMACIÓN DE LOS ESTADOS DE LA MATERIA.

            Para cada elemento o compuesto químico existen determinadas condiciones de presión y temperatura a las que se producen los cambios de estado, debiendo interpretarse, cuando se hace referencia únicamente a la temperatura de cambio de estado, que ésta se refiere a la presión de la atm. (la presión atmosférica). De este modo, en "condiciones normales" (1 presión atmosférica, 0 °C) hay compuestos tanto en estado sólido como líquido y gaseoso (S, L y G).

            Los procesos en los que una sustancia cambia de estado son: la sublimación (S-G), la vaporización (L-G), la condensación (G-L), la solidificación (L-S), la fusión (S-L), y la sublimación inversa (G-S). Es importante aclarar que estos cambios de estado tienen varios nombres.

-          Sublimación: ocurre cuando un sólido cambia directamente a gas, sin pasar por la fase líquida.  Esta transformación se da, por ejemplo, en las bolitas de naftalina.

-          Vaporización: es  el paso de líquido a gas.  Esto es lo opuesto de la condensación.  Por ejemplo, cuando hervimos agua y esta se convierte en vapor.

-          Condensación: ocurre cuando hay un cambio de fase gaseosa a líquida.  Por ejemplo, el cambio del vapor a agua.

-      Solidificación: es el paso de líquido a sólido.  Esto es lo opuesto de la fusión.  Un ejemplo de este cambio de fase es la formación de hielo a partir de agua.

-   Fusión: ocurre cuando un sólido se transforma en líquido.  Por ejemplo, esta transformación se da cuando un hielo se derrite para formar agua.


-          Sublimación inversa: es el paso de un gas directamente al estado sólido, sin pasar por la fase líquida. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse a presión y temperatura ambiente es el hielo seco.

PRODUCTOS ORGÁNICOS


PRODUCTOS ORGÁNICOS


·        La importancia de los microorganismos en la degradación de los plaguicidas.

        
         La contaminación de los suelos por la presencia de agentes tóxicos como hidrocarburos, plaguicidas y otras sustancias constituye un problema ambiental de primer orden. El panorama actual no es tan desalentador ya que se cuenta con novedosas técnicas para la recuperación de suelos degradados por contaminación química. El uso de los microorganismos constituye una estrategia potencialmente viable. Hasta hace algunos años las investigaciones se habían limitado a la identificación de aquellos microorganismos capaces de aislar compuestos tóxicos. Hoy día las investigaciones están dirigidas a incrementar la tasa de degradación de compuestos tóxicos, mejoramiento genético de microorganismos para que se adapten a ambientes extremos y desarrollo de diferentes técnicas biocorrectivas alternativas para la recuperación de suelos degradados.

         Los compuestos tóxicos más usados son los plaguicidas, los cuales en muchos casos resultan ser muy tóxicos. Estos compuestos químicos constituyen una adecuada fuente de carbono y donadores de electrones para ciertos microorganismos del suelo. Existen algunos ejemplos de degradación de plaguicidas por microorganismos, entre los cuales se pueden citar los siguientes.

         Las Pseudomonas son las bacterias más eficientes en la degradación de compuestos tóxicos. La capacidad de estas bacterias para degradar estos compuestos depende del tiempo de contacto con el compuesto, las condiciones ambientales en las que se desarrollen y su versatilidad fisiológica. Vásquez y Reyes (2002) evaluaron tres especies de Pseudomonas para la biodegradación del herbicida Aroclor 1242. Los resultados obtenidos demuestran la gran capacidad de las bacterias para degradarlo, siendo el porcentaje de degradación de 99,8, 89,4 y 98,4 respectivamente.

         Fueron aisladas varias especies de hongos en suelos contaminados con pesticidas de Argelia. Las especies más frecuentes fueron Aspergillus fumigatus, A. Níger, A. terreus, Absidia corymberifera y Rhizopus microsporus var microsporis. En este experimento, 53 especies aisladas destacaron por su habilidad para la degradación del herbicida metribuzin en medio líquido. Se demostró a su vez que el herbicida promovía el crecimiento de los géneros Absidia y Fusarium, los cuales lograron eliminar el 50% del compuesto después de 5 días. Por otra parte, la especie Botrytis cinerea eliminó el herbicida linuron casi completamente, y 31 especies pudieron eliminar el metroburon, destacando Botrytis Cinerea que lo eliminó casi en su totalidad.

         Otro experimento mostró la eficiencia de la bacteria Rhodococuss sp. para degradar las triazinas a nitrato. Fournier et al. (2002) realizaron un ensayo para estudiar las transformaciones del herbicida atrazina como consecuencia de la descomposición microbiana. Este compuesto logró ser transformado en nitrito (30%), óxido nitroso (3,2%), amonio (10%) y formaldehido (27%).



·         El origen de los productos orgánicos.

Como fuentes de origen de la materia orgánica en los suelos, se tienen:

    1. Materia orgánica de origen vegetal.

    2. Materia orgánica de origen animal

    3. Materia orgánica de origen microbiano.

Materia orgánica de origen vegetal

         Es la que llega al suelo a través de los restos vegetales. Este tipo de materia orgánica pude incrementarse a través de la rotación de cultivos, los abonos verdes, aporte de plantas inferiores como las algas y los líquenes, además con la aplicación de subproductos agrícolas como cachaza, paja de caña de azúcar, etc.

Materia orgánica de origen animal

         Es la que llega al suelo a través de los restos animales al morir y por sus deyecciones sólidas y liquidas. Ej.: Estiércol y guano de murciélago, humus, lombrices, purín, etc.

Materia orgánica de origen microbiano

         Es la que llega al suelo a través de las células al morir y por los metabolitos expulsados al medio.


·        Propiedades físicas de los productos orgánicos.

         La materia orgánica es devuelta al suelo en forma natural o es añadida a éste por el hombre. La misma no llega al suelo dividida en carbonada, nitrogenada, fosforada o azufrada; sino como un complejo único.

Entre los constituyentes de la materia orgánica se pueden citar:

-      Celulosa.

-      Hemicelulosas y poliurónidos.

-      Lignina y quitina.

-      Almidón, dextrina, inulina y glucógeno.

-      Elementos solubles en agua tales como azúcares (monosacáridos,      disacáridos, trisacáridos), aminoácidos y ácidos alifáticos.

-      Elementos solubles en éter o alcoholes como: grasas, aceites, ceras, resinas y pigmentos.

-      Proteínas.

         La descomposición de estas sustancias es un proceso complejo resultante de la acción, principalmente, de hongos, bacterias y actinomicetos.

         No puede señalarse en la mayoría de los casos un solo organismo como causante de los cambios y aunque se postulan ecuaciones de éstos, vale aclarar que han sido establecidas basadas en el comportamiento de los microorganismos en cultivos puros y sin dudas, el efecto de la población mixta del suelo es diferente en la mayoría de los casos.

         En términos generales, si un microorganismo patógeno se desea utilizar como agente del control debe poseer los siguientes atributos

1. Alta patogenecidad: habilidad de un patógeno a invadir y dañar los tejidos y órganos de sus hospederos.

2. Alta eficiencia en la transmisión

3. Habilidad de persistencia en el ambiente: las formas más resistentes, tales como esporas de bacterias, hongos y protozoarios y los cuerpos poliédricos de virus, poseen larga vida en almacenaje.

4. Fáciles de reproducir y almacenar: los patógenos deben tener una larga vida de almacenaje y retener su viabilidad y virulencia en el hospedero.

·        Cantidad necesaria de productos orgánicos para la fumigación.

         La cantidad de un insecticida microbiano requerido para lograr el control de una plaga depende de la susceptibilidad de la plaga y de la potencia del producto. En los plaguicidas sintéticos, la potencia del producto es equivalente a la cantidad de ingrediente activo, pero en el caso de los insecticidas microbianos, se necesitan otros métodos para estimar su potencia. La potencia hay que analizarla referida a su acción biológica. En la calidad del producto final se analizan la cantidad de esporas, conidios o unidades infectivas, la viabilidad, la virulencia y la pureza.



·        ¿Causa algún daño estos venenos naturales u orgánicos, al medio ambiente, o afecta al ser humano?

         La protección natural de cultivos reduce el riesgo de la resistencia en los insectos, tiene menos consecuencias letales para los enemigos naturales, reduce la aparición de plagas secundarias, es menos nocivo para el hombre, y no ocasiona daños en el medio ambiente.
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