4 Editorial Columnas 5 Informática Biblioteca digital Teresa Salcedo Camarena 6 Huellas Leonardo, el hombre universal Daniel Chávez Fragoso 8 Cambio global Sociedad-biosfera: ¿parasitismo o simbiosis? Arcadio Monroy Ata 10 Fase crítica Nuevos plásticos ecológicos Kofi Akumany Investigación hoy 12 Bosques de algas gigantes: industria forestal submarina María de los Ángeles Erazo y Gustavo Hernández Carmona 20 La Merced: gloria y decadencia de un barrio histórico Daniel Chávez Fragoso Paideia 26 La Era de la Química Wendolyn Collazo Rodríguez Soluciones 30 La Físico-química al día en México y Cuba José Luis Carrillo A., Edilso Reguera R. Y Hernani Yee Madeira Punto crítico 34 ¿Ojos en las computadoras? Juan Humberto Sossa Azuela Otra voz... 40 la visión del joven investigador Función del genoma celular Gabriel Betanzos Detrás de... 44 El mejor transporte en una metrópoli Wendolyn Collazo Rodríguez Novedades editoriales Cultura nort e 48 Un aliento poético Jorge Rubio Silvia Mille Pagaza, Alicia Pérez Chi, Rafael Villaseñor Córdova Andrés Pérez, maderista Mariano Azuela Expresar las emociones con música El sector agropecuario mexicano, antecedentes recientes y perspectivas Raúl Adrián Onofre Mendoza Mario Miguel Carrillo Huerta Fotón. Un viaje al universo de las ideas 50 46 Biología de protozoarios e invertebrados no artrópodos La chirilidad Vladislav V. Kravchenco y Kira V. Khmelnytskaya Informática I n f o r m á t i c a BibliotecaDigital: de computación e informática Teresa Salcedo Camarena En la actualidad, el acceso al conocimiento es muy sencillo, sin embargo, en otra época era un privilegio del que solamente pequeños grupos podían disfrutar. Con la invención de la imprenta se incrementó la posibilidad de acercarse al conocimiento, aunque con-tinuaba siendo restringida a grupos selectos de la población. Hoy en día, gracias al avance tecnológico es factible que millones de personas consulten una misma información (periódicos, revistas, libros, anuncios, consulta de servicios, etc.) en diversas partes del mundo a través de la red Internet; sin embargo, de todas estas actividades la más importante es la consulta de libros, a través de las llamadas bibliotecas digitales. Aunque en sus inicios las bibliotecas digitales no surgieron con la idea de que fueran públicas, es decir, para que a través de ellas se tuviera un acceso libre a la información que contiene cada obra, actualmente se ha visto que es un concepto innovador que brinda a cualquier persona con acceso a Internet, la oportunidad de conocer un libro que acaba de ser terminado por su autor, sin tener que esperar un largo proceso para que la obra llegue a su país después de ser impresa. A diferencia de la biblioteca convencional, una biblioteca digital no está limitada por el espacio físico, es decir, en la tradicional es necesario contar con un lugar específico para albergar a un número de personas determinado, así como contar con espacio suficiente para guardar el acervo bibliográfico de consulta, y para ofrecer un mejor servicio, en ocasiones es necesario contar con varios ejemplares de una misma publicación, lo cual genera un problema debido a que la capacidad de almacenamiento de las obras es reducida; ante esta problemática situación, la biblioteca digital rompe todas las barreras de espacio, debido a que se accede desde una computadora, la cual no requiere de un lugar específico para el usuario como tampoco para las obras de consulta, lo que hace factible que 1000 personas tengan la oportunidad de consultar a la vez un mismo libro desde diferentes lugares, además de contar con la ventaja de hacer crecer exponencialmente la cantidad de documentos a consultar cuando está unida a otras bibliotecas digitales del mundo. Uno de los acervos que cuenta con estas características es la biblioteca digital del Centro de Investigación en Computación (CIC) <www.cic.ipn.mx>, a cargo de los ingenieros Carlos Vizcaíno Sahagún <cvs@cic.ipn.mx> y Luis Hernández Lara <hrz@cic.ipn.mx>. La biblioteca es considerada una de las más grandes en el ámbito internacional, especializada en el área de computación e informática. Esta biblioteca está formada por dos colecciones importantes, gracias a un sistema de espejo que le permite tener exactamente el mismo contenido de información que Phronesis. Ésta es una biblioteca diseñada por el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, en la cual participó el CIC, donde también encuentran publicados documentos que se generan en el mismo Centro como: informes técnicos, memorias de congresos, la revista Computación y Sistemas, tesis de maestría y doctorado, etc., haciendo un total de 700 documentos car-gados en el sistema, hasta el momento, puesto que la información se actualiza cada semana. De igual manera, cuenta con la colección de Greenstone, biblioteca digital creada en Nueva Zelanda cuyo acervo (que se actualiza cada noche) es de más de un millón de fichas bibliográficas especializadas, las cuales, además de contar con el nombre del autor, título, subtítulo, etc., poseen resúmenes de los libros. Esto quiere decir que a la biblioteca digital del CIC entra diariamente información registrada en cada uno de los 7 países, México, Francia, Nueva Zelanda, Perú, Rusia, Alemania y España, que están dentro del sistema espejo de Greenstone, engrosando así la lista de documentos existentes. De esta manera, no importa donde se genere la información, ya sea en México o bien en Rusia, España, Perú, Alemania, etc., los países que pertenecen al sistema reciben la actualización de manera inmediata. A través del acuerdo con la biblioteca de Greenstone, el usuario tiene acceso libre y gratuito a la información que ahí se encuentra, lo cual permite que más personas puedan realizar consultas permitiendo así un mayor acercamiento entre la ciencia y la cultura. <salcedo@cic.ipn.mx>. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 5 Leon Huellas el hombre H u e l l a s Daniel Chávez Fragoso urante el Renacimiento, la ciencia y el arte eran campos mucho más cercanos de lo que hoy se conciben. Leonardo da Vinci es considerado el genio más completo de esa época, su obra abarca las artes, las ciencias físicas, naturales y la filosofía. Fue pintor, dibujante, escultor, escritor, creador de acertijos, cocinero, inventor, artesano, filósofo, biólogo, arquitecto, ingeniero y físico. Leonardo nació en Vinci, población cercana a Florencia, el 15 de abril de 1452; fue hijo ilegítimo de una campesina y un notario. Creció en la casa paterna en un momento clave del Renacimiento, la Florencia de los Médicis. A los quince años su padre lo colocó en el taller del pintor y escultor Andrea Verrocchio. En 1482, llegó a Milán al servicio del duque Ludovico Sforza, a quien sirvió como ingeniero en numerosas empresas militares y emprendió también para él trabajos de hidráulica. En 1500 se trasladó a Mantua, luego a Venecia y finalmente volvió a Florencia. Un año más tarde estuvo en Roma al servicio de César Borgia, hijo del papa Alejandro VI. En su calidad de arquitecto e ingeniero supervisó las obras en las fortalezas de los territorios papales. En 1503 en Florencia, ejerció como ingeniero en la guerra contra Pisa. Vivió en Roma de 1514 a 1516 con la protección de Giuliano de Médicis, hermano del papa León X. En 1516, se instaló en el Valle de Loira, Francia, en la corte de Francisco I; allí se ocupó en ordenar sus manuscritos. Murió el 2 de mayo de 1519. Dejó gran parte de su obra pictórica inacabada; sin embargo, tuvo gran influencia, pues se le considera maestro del claroscuro, especialista en la composición clásica y creador de una atmósfera de unidad. En sus escritos elaboró teorías de la perspectiva, la anatomía, el color y las sombras. D 6 11 Mayo 2002 En cuanto a la ciencia, anticipó la teoría de la gravedad, además afirmó que la Tierra es uno de tantos astros y prometía demostrarlo en un libro que pensaba escribir. En el campo de la geología previó la concepción moderna sobre la formación de los continentes al conjeturar que las conchas fosilizadas encontradas en altas montañas se habían formado en el mar, lo que significaba que se habían producido cambios en la corteza del planeta. Como inventor, diseñó un traje de buzo, cañones, utensilios de cocina, una sierra para mármol, puertas de entrada y salida para las esclusas, un vehículo blindado, una embarcación sumergible, una máquina para pulir espejos, fusiles de repetición, un paracaídas que se aproxima en forma extraordinaria a los paracaídas modernos. Fue el primero en investigar los factores de la estabilidad del vuelo; también diseñó máquinas voladoras que, aunque sin aplicación inmediata, establecieron algunos principios de la aerodinámica, y previó el invento del avión al escribir: "La gran ave volará por primera vez. Será asombro del mundo entero y llenará con su fama los tratados". La mayoría de sus inventos no pasaron del diseño, no obstante, en ellos trató de resolver los problemas relacionados a su fabricación; en España e Italia se han construido colecciones de máquinas con sus diseños. Recientemente, en octubre del 2001, se inauguró un puente, diseñado por él, Puente Leonardo, que originalmente fue un proyecto que debería unir las orillas del Cuerno de oro en Turquía, pero quinientos años después y a miles de kilómetros del lugar destinado, es un paso peatonal para atravesar la autopista entre Noruega y Suecia. Como pintor, escultor y dibujante, Leonardo deseaba conocer a fondo la anatomía humana, así pudo diseccionar treinta cadáveres para después dibujar con detalle numerosos órganos. Descubrió co- ardo universal llo e Ga nriqu E : n ació Ilustr mo la sangre recorre el cuerpo, lleva alimento a cada una de sus órganos y retira los deshechos. Hizo dibujos de las válvulas del corazón que parecen mostrar que conoció su funcionamiento, incluso estudió la estructura y el funcionamiento del ojo. No escribió tratados metodológicos, pero en sus manuscritos repara en que las matemáticas, la geometría y la aritmética pueden llegar a la certeza absoluta, pues manejan conceptos de valor universal. Un siglo antes de que Francis Bacon filosofara en el método experimental y Galileo lo pusiese en práctica, Leonardo basó sus teorías en la observación combinada metódicamente con el razonamiento matemático: "No hay certeza en la ciencia si no se puede aplicar una de las ciencias matemáticas [...] Al abordar un problema científico, dispongo primero diversos experimentos, ya que pretendo determinar el problema de acuerdo con la experiencia". Leonardo acumuló miles de hojas que parecen referirse a distintos temas con cientos de bocetos de herramientas, de máquinas voladoras y de guerra, de instrumentos musicales, de relojes, y muchos otros. Bill Gates, el presidente de Microsoft, adquirió por 32.5 millones de dólares el Códice Leicester, un manuscrito de 72 páginas y 300 ilustraciones. En Leonardo hay un ser integral con la visión artística y la actitud científica, por lo que se deduce que en su concepción, arte y ciencia forman parte de un todo inseparable. Trasladada esta integración a nuestros días, es la pretensión que busca que por igual la ciencia y el arte confluyan en la cultura de las naciones y de los individuos, cuyos beneficios abarcarán todos los ámbitos de interacción humana. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 7 Cambio global C a m b i o g l o b a l La conservación de la fauna silvestre es necesaria para alcanzar un desarrollo sustentable. Actualmente, se pueden aprovechar sin agotar, poblaciones del venado cola blanca (Odocoileus virginianus) Sociedadbiosfera: ¿parasitismo o simbiosis? Arcadio Monroy Ata 8 11 Mayo 2002 En los albores del siglo XXI, la tecnología está presente en prácticamente todos los asentamientos humanos, por aislados o rurales que sean, en forma de radios de transistores, herramientas de labranza o de uso doméstico, bebidas gaseosas, televisores, etcétera. De hecho, el habitante de una gran urbe difícilmente concibe un modo de vida sin el uso de la electricidad, del gas, de la gasolina o de los medios de comunicación masiva. Sin embargo, el fomentar una conciencia ambiental en los habitantes urbanos no implica que éstos dejen de usar la televisión, la Internet u otro aparato high-tech (de alta tecnología), sino simplemente que sean conscientes de que su alimentación, vestido, casa, medicinas y la energía que emplean cotidianamente provienen de los recursos naturales de la Tierra y que éstos recursos no son infinitos. En concreto, se requiere que el individuo del siglo XXI sea una persona informada ecológicamente y que participe activamente en el mejoramiento ambiental. Por el conocimiento global de la ecología o de la biosférica, sabemos que en la Tierra se manifiesta el efecto invernadero, derivado de la liberación a la atmósfera de un exceso de CO2 (dióxido de carbono), producto de la quema de combustibles fósiles que conducirá a cambios climáticos importantes en un tiempo no más lejano del año 2010. También, el adelgazamiento de la capa de ozono, generado por la liberación a la atmósfera de los gases llamados clorofluorocarbonos o CFC’s, producto de gases propelentes de algunos spray de uso diario y de gases empleados en la refrigeración, está generando cambios importantes en la bio- diversidad planetaria. Como ejemplo, se ha constatado la disminución mundial en la densidad poblacional de los anfibios, debido a que éstos depositan sus huevecillos –con fines de reproducción– en aguas someras, estando expuestos a una mayor radiación solar en el presente por el adelgazamiento de la capa de ozono, por lo que ya no eclosiona un porcentaje mayor de los huevecillos, conduciendo a una baja densidad en las poblaciones. Igualmente, otros problemas ambientales como la contaminación del agua, del aire y del suelo, la erosión, la desertificación, la pérdida de biodiversidad, entre otros, son consecuencia del modelo de desarrollo socioeconómico de la sociedad posindustrial. Por ello, si se desea alcanzar un nivel de vida más alto sin deteriorar el ambiente, el único camino posible es el desarrollo sustentable, en el cual la sociedad puede crecer de manera compatible y en concordancia con los principios de organización de la biosfera. Hoy se sabe que el ser humano requiere de los servicios ambientales que brindan los ecosistemas naturales para sobrevivir en el planeta. Por ejemplo, el oxígeno de la atmósfera que sustenta la respiración de todos los consumidores o heterótrofos (entre los cuales está el hombre), proviene de los productores primarios (plantas y algas); sin ellos no se llevaría a cabo el ciclo del carbono, vital para el funcionamiento de la biosfera. Asimismo, sin los organismos llamados desintegradores o descomponedores, no se reciclaría la materia orgánica, proceso vital para la alimentación mineral y el desarrollo de los vegetales. LOS PRINCIPIOS DE LA ORGANIZACIÓN DE LA BIOSFERA De la misma manera, tanto el suministro de agua y alimentos como la depuración de desechos producidos por la sociedad humana dependen de procesos ecológicos que se realizan de forma autorregulada en la biosfera. Así, al romper el equilibrio en la regulación de los elementos que sustentan el funcionamiento de los ecosistemas, el ser humano está atentando en contra de los límites de sustentabilidad de la ecósfera. Por lo mismo, no hay futuro para el modelo de desarrollo depredador de la naturaleza, el cual debe ser cambiado por un modelo en el que el hombre sea simbionte de la biosfera y no un depredador o parásito. Para lograr esto, habrá que acoplarse y seguir los principios de organización de la biosfera, los cuales son los siguientes: a) En la naturaleza todos los desechos se reciclan y ninguno se acumula indefinidamente. b) El desarrollo de los organismos está basado en el uso de recursos naturales renovables y en el uso de la energía solar. c) El estilo de vida natural favorece la calidad sobre la cantidad de los recursos para el desarrollo. d) La naturaleza, en su curso evolutivo, ha privilegiado el desarrollo de sistemas de procesamiento y acumulación de información (genética y cultural). e) Todos los seres vivos estamos conectados por medio de interacciones ecológicas y por los ciclos biogeoquímicos, a través de una malla de coexistencia dinámica y autorregulada. f) Los ecosistemas aparecen en una amplia gama de escalas de espacio y de tiempo y constituyen las células de la organización de la biosfera. g) La biosfera presenta una gran biodiversidad, sustentada en una sólida unidad de funcionamiento, conformada por los distintos niveles de organización y por la formación paulatina –en el curso de la evolución biológica y ecológica–, de nuevos niveles de integración ecológica, que propicien una mejor funcionalidad de la Tierra viva. El seguir estos principios en la organización socioeconómica, en los asentamientos humanos y en los modos de vida de la especie humana debe conducir a un mundo con un mayor equilibrio ecológico, que pueda sustentar el desarrollo social y que satisfaga las aspiraciones humanas de las generaciones presentes y futuras. El reciclaje de residuos sólidos domésticos es indispensable para evitar la contaminación de suelos Planta llamada gatuño (Mimosa laxiflora), la cual crece en las zonas áridas del desierto sonorense mexicano. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 9 Nuevos ecológicos Kofi Akumanyi Fase crítica F a s e Solución innovadora: Philip Smith (a la derecha de la foto), director ejecutivo de Environmental Polymers, con el director financiero Glen Perry, iniciando el proceso de fabricación de su nuevo plástico biodegradable y soluble en agua. Foto: Environmental Polymers Limited. 10 11 Mayo 2002 c r í t i c a plásticos En la incensante búsqueda de nuevos productos artificiales que contaminen menos, científicos británicos han descubierto un nuevo plástico biodegradable que ya ha sido calificado como uno de los productos más ecológicos del mundo. Está hecho a partir de unos pellets no tóxicos llamados Depart y se puede utilizar en aplicaciones médicas, agrícolas, domésticas, alimentarias y de envasado industrial. La empresa Environmental Polymers (EP) ha inventado unos pellets de alcohol termoplástico de polivinilo (PVOH), no tóxico, que ha llamado Depart, indicando que los plásticos "nos abandonan" con el tiempo. Las enormes consecuencias ecológicas de esta novedad y su impacto comercial en todo el mundo pueden ser enormes, sobre todo teniendo en cuenta los graves problemas ecológicos que causa la eliminación de los residuos plásticos. Estos plásticos biodegradables Depart podrían sustituir a los polímeros convencionales y emplearse en productos tan distintos como las botellas, la ropa de protección o las bolsas desechables. Todos esos productos se pueden desintegrar en agua caliente a distinta temperatura, dependiendo del grosor del plástico que, a su vez, vendrá dado por el uso al que se le destine. Por ejemplo, la ropa sucia y probablemente contaminada de los hospitales se podría recoger y colocar con toda seguridad en bolsas desechables de Depart sin riesgo para el personal. Se llevarían a la lavandería donde se podrían meter directamente en la lavadora, donde se disolvería la bolsa por el agua caliente sin contaminar. La técnica inventada por EP supone un nuevo proceso de extrusión y una nueva fórmula de los pellets, que se pueden convertir en láminas o películas, moldear o termoformar e, incluso, extruir en varias capas, produciendo una gran variedad de artículos para envasado y otras aplicaciones industriales prácticamente ilimitadas. La fórmula del PVOH tiene más estabilidad dimensional que los polivinilos fabricados por disolución. La temperatura de disolución en el agua se puede adaptar con un gran margen y hasta producir películas cuyas capas se disuelvan a distinta temperatura. También se pueden fabricar películas transparentes o en color muy flexible, con gran resistencia a los pinchazos, excelente protección contra los gases y resistencia a los aceites y productos químicos, además de alta resistencia a la rotura y a la electricidad estática. EP no es la única empresa británica que investiga nuevas técnicas de eliminación de los residuos plásticos. Ya se han presentado algunos métodos para resolver ese problema, como la fabricación de plásticos auténticamente biodegradables y la descomposición de las cadenas largas de los polímeros para formar moléculas mucho más pequeñas que, mezcladas con el petróleo crudo, se puedan utilizar como materia prima en las refinerías. Ambas técnicas desarro- lladas en el Reino Unido pueden contribuir a terminar con el problema de la acumulación de los plásticos no biodegradables y, por tanto, muy contaminantes. EP ha iniciado la colaboración con dos empresas: con la primera para fabricar bolsas de lavandería para los hospitales, para basura y para compostas, y la segunda con una empresa israelita para fabricar productos médicos y agrícolas. EP fue fundada en 1989. La excelencia e innovación de sus productos le han valido la denominación a algunos de ellos como "productos del milenio" por su, desde luego, innovación, creatividad y soluciones pioneras, y una subvención para la investigación concedida por el Ministerio de Comercio e Industria (DTI). El director ejecutivo de la empresa dice: "A lo largo de los años, los británicos hemos demostrado un alto nivel de innovación. Nuestro producto, un plástico biodegradable y soluble en agua, es automáticamente nuevo y podría tener un impacto mundial como algunos de los grandes inventos británicos de este siglo". Para más información, dirigirse a: Environmental Polymers Limited, Unit 4, Cranford Court, Hardwick Grange, Woolston, Warrington, Cheshire, United Kingdom, WA1 4RX. Tel.: +44 1925 85 93 00. Fax: + 44 1925 85 93 11. D. e.: Info@epgplc.com Internet: www.epgplc.com 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 11 Proyecto sobre su aprovechamiento sustentable Bosques de algas gigantes: industria forestal submarina Investigación hoy María de los Ángeles Erazo*, Gustavo Hernández Carmona** Los bosques de algas gigantes son un importante hábitat silvestre, porque de éstos depende la alimentación de varios organismos –como peces e invertebrados– y la elaboración de productos que consumimos los humanos. Por su estudio del manejo sustentable y el aprovechamiento industrial del alga Macrocystis pyrifera, investigadores del Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas (CICIMAR), del Instituto Politécnico Nacional (IPN), merecieron el Premio a la Investigación en el IPN 2000. Macrocystis pyrifera es un alga de color café que puede medir hasta 50 metros de longitud; por lo cual también recibe el nombre de "sargazo gigante". Su demanda es principalmente para la elaboración de alginatos, polisacáridos (hidratos de carbono) de gran utilidad en las industrias alimenticia, química, farmacéutica y cosmética. * Periodista científica de la Coordinación de Comunicación Social y Divulgación del IPN. E-mail: maerazo@ipn.mx **Profesor e investigador del Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas (CICIMAR). E-mail: gcarmona@ipn.mx 12 11 Mayo 2002 Gustavo Hernández, director del proyecto de investigación, luego de bucear entre los sargazos gigantes de Baja California Sur, México Foto: Fernando López Los alginatos tienen la propiedad de formar soluciones, emulsiones y películas. Sirven como agentes suspensores, para dar consistencia a ciertos compuestos y para suavizar, espesar y generar geles. Se encuentran en los aderezos de varias ensaladas, en los helados de leche –porque mejora su textura–, en las cubiertas de nieves –porque les da mejor fluidez–, en impresiones dentales, en alimentos enlatados y congelados, y hasta en la elaboración de la cerveza. Se los requiere para la producción de cosméticos y de fármacos. Su principal aplicación industrial es en los revestimientos del papel y de varillas para soldar, así como en las impresiones textiles. El alginato es un polímero de alto peso molecular que se encuentra en la pared celular de las algas cafés, como una mezcla de sales de calcio, sodio, potasio y magnesio, principalmente. Para extraerlo, se aplica a las algas molidas una fuerte solución de sodio, a temperatura elevada. Luego se apartan los residuos de las algas, por 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 13 1. PRIMER TANQUE: Vista general de la planta piloto de producción de alginatos. En el primer tanque, ubicado al lado derecho de la foto, se realiza el lavado con ácido de las algas 2. MARMITA DE EXTRACCIÓN: Una alumna mide la temperatura en la pasta formada durante la extracción del alginato PROCESO DE PRODUCCIÓN DE ALGINATOS 12. APLICACIÓN 1 Y APLICACIÓN 2: Una de las principales aplicaciones de los alginatos es en la elaboración de gelatinas que cuajan sin refrigerar. También se los utiliza para hacer aderezos de ensaladas 11. VISCOSIDAD: La maestra Dora Luz Arvizu mide la viscosidad del alginato, que es una de las pruebas de control de calidad del producto 10. SECADO: Antes de pulverizar al alginato de sodio, es necesario desmenuzarlo y secarlo, como se ve en la foto 14 11 Mayo 2002 3. DILUCIÓN: Interior del tanque agua la pasta de menos espesa. La b los pedazos de alga nde se diluye con nato, para hacerla sirve para retener desintegrados 4. FILTRACIÓN: La maestra Dora Luz Arvizu (que aparece sin casco en la foto) y una alumna operan el filtro rotatorio al vacío, para separar la solución de alginato de las algas residuales 5. PRECIPITACIÓN: Tanque de precipitación donde se combina la solución de alginato con calcio, para obtener las fibras de alginato 6. DESCARGA: Alumna del proyecto descarga las fibras de alginato hacia una malla, con el fin de separar el agua de la fibra 7. LAVADO ÁCIDO: El director del proyecto, Gustavo Hernández, durante la etapa de purificación del alginato 8. PRENSA HIDRÁULICA: Una alumna del proyecto durante la etapa de prensado del alginato, que reduce el volumen de agua en la fibra 9. NEUTRALIZACIÓN: El técnico Jorge Castro junto a un equipo que mezcla el ácido algínico con carbonato de sodio, para obtener como producto final el alginato de sodio 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 15 filtración, y se precipita en forma de fibras la solución clarificada que contiene el alginato, para lo cual se agrega una sustancia que incluye calcio. El alginato se decolora y el excedente de calcio se elimina con tres lavados ácidos, y después se neutraliza el ácido algínico con una solución básica que produce una determinada sal. Los alginatos pueden obtenerse de todas las especies de algas cafés; no obstante, la especie que tiene mayor importancia económica por su abundancia y por su alto contenido de alginatos es el sargazo gigante Macrocystis pyrifera. En México, este sargazo se cosecha en el área comprendida entre las Islas Coronado y Bahía de El Rosario, en Baja California. El trabajo lo realiza la compañía privada Productos del Pacífico, ubicada en Ensenada, con un barco de diseño especial llamado "El Sargacero", que emplea navajas alternadas para cortar las algas un metro por debajo de la superficie del mar. Las frondas (tallo y hojas) cortadas son tomadas por rodillos verticales; luego, un sistema de transportación lleva las algas hasta una gran bodega que ocupa la mayor parte de la longitud del barco. Dependiendo de la densidad del manto, en siete horas este barco permite cosechar hasta 350 toneladas. El sargazo se exporta después a Estados Unidos para la producción de alginatos. Por la importancia ecológica y económica de la Macrocystis pyrifera, numerosos investigadores han estudiado los bosques de sargazo, especialmente en Estados Unidos de Norteamérica. Los estudios ecológicos que se han realizado en México sobre Macrocystis pyrifera destacan la abundancia del sargazo, los efectos de El Niño y la tasa de crecimiento de las frondas; pero son poco exhaustivos en referir los factores ecológicos que afectan el crecimiento y la supervivencia de esos bosques. Para superar esta carencia, un equipo de investigadores del CICIMAR —conformado por los doctores Gustavo El sargazo en cifras • La cosecha del sargazo en México inició en 1956, con la exportación de 10 669 toneladas. • Durante los años 1958, 1983 y 1998 se presentó una marcada reducción de la cosecha, debido a la presencia del fenómeno climático El Niño. • La cantidad total estimada para los mantos de sargazo en Baja California es de 30 mil toneladas en invierno y de 97,800 toneladas en verano. Se cosecha aproximadamente el 50 por ciento del potencial; el resto permanece intacto en la zona sur, desde las Islas San Benito hasta Punta San Pablo, en Baja California Sur. • Entre 1980 y 2000, México importó un promedio anual de 237 toneladas de alginatos, mayoritariamente desde Estados Unidos, Noruega, Francia, Reino Unido, Corea del Sur y Dinamarca. • En el nivel mundial, la producción anual de alginatos es de aproximadamente 40 mil toneladas. Los principales productores son Reino Unido, Estados Unidos, Noruega y Francia. Japón representa más del seis por ciento de la oferta mundial. • En 1989, el CICIMAR firmó un convenio con la Organización para la Agricultura y la Alimentación de la ONU (FAO) y la Secretaría de Pesca, con el fin de instalar una planta piloto de producción de alginatos en sus instalaciones. La planta está en funcionamiento desde octubre de 1991. Barco de la comp Uno de similar di cosecha sargazo 16 11 Mayo 2002 Foto: Dale A. Gla ¿QU É FACTORES ECOLÓGICOS LAS AFECTA N? Sustrato: Las plantas de sargazo gigante que crecen sobre el sedimento tienden a desprenderse; por eso es necesario que el sustrato sea duro, para darles mayor fijación. Grandes cantidades de sedimentos en movimiento pueden raspar o enterrar las poblaciones de algas establecidas en áreas rocosas; mientras que cantidades menores de sedimento pueden reducir la supervivencia de algas en etapas microscópicas (de gametófitos). Luz: El límite más profundo de un bosque de sargazo gigante está determinado por la luz, porque estas algas se encuentran en donde la irradiación se reduce aproximadamente al 1 por ciento. Los requerimientos de luz difieren en las diferentes etapas del ciclo de vida de la planta. Los gametofitos deben recibir la luz necesaria para llegar a la fertilidad en aproximadamente 40 días; después de este tiempo, muy pocos pueden sobrevivir. Nutrientes: El sargazo gigante obtiene todos sus nutrientes del agua de mar. El nitrógeno, el fósforo, el hierro, el manganeso, el zinc y el cobre pueden limitar el crecimiento de esta alga. El nitrógeno es el que ha recibido la mayor atención, ya que afecta el crecimiento de Macrocystis en el sur de California. Temperatura: Los efectos de la temperatura sobre el sargazo gigante pueden variar, dependiendo de otros factores como la luz y los nutrientes. La temperatura promedio mensual de las aguas costeras donde se distribuyen los mantos de Macrocystis pyrifera en la costa Pacífico noroccidental puede variar entre 12 y 15 grados centígrados, cerca de Santa Cruz California, y entre 18 y 23 grados centígrados, en Baja California, México. Generalmente se piensa que el sargazo adulto no crece bien a temperaturas mayores a los 20 grados centígrados; no obstante, se han encontrado plantas en el área de Baja California donde la temperatura excede este valor durante varias semanas. Movimiento del agua: Las corrientes de agua, las mareas y las olas tienen diversos efectos sobre el sargazo gigante. Las marejadas asociadas a tormentas son posiblemente la causa más importante de mortalidad de los individuos adultos de Macrocystis en California. Ramoneo: Las diferentes etapas del ciclo de vida de Macrocystis están sujetas a la predación de diferentes especies de invertebrados herbívoros. Los depredadores más comunes son los erizos, que pueden afectar a la distribución y a la abundancia de algas en estados microscópicos. Competencia: El efecto de la competencia sobre el reclutamiento de sargazo es recíproco y su importancia relativa varía con las especies, la localización y el tiempo. La supervivencia de juveniles de sargazo gigante puede verse afectada por las algas que compiten con la Macrocystis por luz y sustrato; entre estas competidoras están: Laminaria, Pterygophora, Eisenia y Agarum. Perturbaciones como el fenómeno de El Niño pueden causar muchos efectos en el largo plazo, entre los que destacan las invasiones de algas del tapete de fondo, la competencia inter-específica y los cambios en los patrones de ramoneo. Superficie utilizada para el transplante de juveniles y para la siembra de esporofilos Imagen: Gustavo Hernández ISP, con base en San Diego, California. , de la compañía mexicana Productos del Pacífico, nte en la zona norte de Baja California, México 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 17 Imagen: Gustavo Hernández La estabilidad del sustrato, la temperatura, la disponibilidad de nutrientes y la luz son factores importantes para la producción de algas cafés; pero también lo son los fenómenos climáticos. Este mapa plasma la temperatura que se registró durante el fenómeno de El Niño en 1997-1998 Hernández Carmona, Dennis J. Mc Hugh y Michael S. Foster, y por las maestras en ciencias Dora Luz Arvizu Higuera y Yoloxóchitl Elizabeth Rodríguez Montesinos– desarrolló el proyecto denominado "Manejo sustentable del recurso Macrocystis pyrifera y su aprovechamiento industrial en Baja California Sur, México". Esta investigación permitió identificar que, en esta zona, los factores ecológicos que más afectan a los bosques de sargazo gigante son: el sustrato, la luz, los nutrientes, la temperatura, el movimiento del agua, el ramoneo y la competencia. También ofreció alternativas para manejar sustentablemente las poblaciones de Macrocystis pyrifera, y para aprovecharlas industrialmente. TÉCNICAS EMPLEADAS Para identificar los factores ecológicos antes descritos, los investigadores del CICIMAR determinaron el efecto de competencia del alga Macrocystis pyrifera con otra denominada Eisenia 18 11 Mayo 2002 arborea y con algas ubicadas en el tapete del fondo marino. Emplearon dos técnicas para repoblar los bosques en el límite sur de su distribución en México: el trasplante de juveniles y la siembra con esporofilos (hojas reproductoras ubicadas en la base de la planta). También analizaron el efecto en la disponibilidad de nutrientes que registró el fenómeno climático de El Niño sobre el reclutamiento y la supervivencia del alga Macrocystis pyrifera de Baja California Sur, durante el período 1997-1998. La técnica de trasplante de juveniles implicó atar juveniles de Macrocystis pyrifera a tallos cortados de Eisenia arborea, con ayuda de bandas de plástico gruesas. El éxito de esta técnica se midió en el porcentaje de supervivencia de las plantas, en la tasa de crecimiento de sus frondas y en el área de dosel formado. Como resultado, se obtuvo un reclutamiento exitoso a partir de las plantas trasplantadas, lo cual demostró que las condiciones am- bientales fueron adecuadas para el desarrollo de esporofitos (etapa macroscópica) del alga Macrocystis pyrifera. Se concluyó que la falta de recuperación de las poblaciones de sargazo gigante, antes de los trasplantes de juveniles, fue producto de la carencia de una fuente de esporas. La técnica de la siembra de esporas también demostró que el factor que más afectó al reclutamiento de Macrocystis pyrifera en Bahía Asunción fue la falta de esporas. Cuando hubo esporas (generadas tanto por los juveniles trasplantados que se desarrollaron en adultos como por la adición de esporofilos), el factor que afectaba a la supervivencia eran las algas de fondo, principalmente las coralinas articuladas. Cuando las condiciones de El Niño se presentaron en el área, las altas temperaturas asociadas con la baja concentración de nutrientes causaron mortalidad total en todas las etapas de vida de Macrocystis pyrifera. Al analizar el efecto de la disponibilidad de nutrientes sobre el reclutamiento y la supervivencia de este sargazo gigante, los investigadores demostraron la hipótesis de que la población de Macrocystis pyrifera en el límite sur de su distribución en Baja California Sur estuvo limitada de nutrientes durante la presencia del fenómeno de El Niño entre 1997-1998. De ahí que haya decaído el reclutamiento y la supervivencia de juveniles de este tipo de alga café, durante ese período. PARÁMETROS FÍSICOS Y QUÍMICOS La investigación premiada del CICIMAR también estudió los efectos de los parámetros físicos y químicos sobre el rendimiento y la calidad de los alginatos, en el nivel de planta piloto. Los objetivos específicos de esta parte del proyecto fueron tres: 1) Determinar el efecto de los tratamientos previos a la extracción de Macrocystis pyrifera, con formalina y ácido o sólo con ácido, en torno a la calidad y al rendimiento del alginato. 2) Determinar, durante la etapa de extracción, el efecto que tienen la temperatura y el tiempo sobre el rendimiento y la calidad de los alginatos; así como el mejor equipo y los mejores parámetros de operación para separar los tejidos residuales del extracto del alginato. 3) Determinar la cantidad de cloruro de calcio que se requiere para precipitar el alginato de calcio, la consecuencia de usar diferentes cantidades de cloro en el blanqueamiento del alginato de calcio y el efecto de las condiciones de acidez que se registran durante la conversión del alginato de calcio en ácido algínico. Los experimentos referentes a este capítulo del proyecto se desarrollaron en la planta piloto del CICIMAR. El doctor Gustavo Hernández Carmona, director del mencionado proyecto, desea que México se convierta en un país productor de alginatos, en lugar de limitarse a ser únicamente importador o productor de la materia prima. Con ese objetivo, impulsó en el CICIMAR la creación de una planta productora de alginatos que pueda competir con las principales empresas de este sector en el mundo y, actualmente, continúa realizando estudios que potencien el aprovechamiento industrial de este producto en México. Al momento, son 15 las empresas que consumen más de una tonelada de alginatos al año en este país, y más de 38 las industrias que podrían considerarse "clientes potenciales". Estudios realizados por el CICIMAR y por el Centro Regional de Investigaciones Pesqueras de La Paz señalan que la producción anual de alginatos, en el nivel mundial, es de aproximadamente 40 mil toneladas, y que México importa un promedio anual de 237 toneladas. Los investigadores del CICIMAR esperan que se reduzca esta cifra de importación, ya que el país cuenta con los recursos suficientes como para abastecer su demanda nacional. Ésta es la proyección que aspiran lograr con su trabajo de investigación titulado "Manejo sustentable del recurso Macrocystis pyrifera y su aprovechamiento industrial en Baja California Sur, México". Foto: Dale A. Glantz Parte inferior de la planta de Macrocystis pyrifera, que muestra las hojas reproductivas denominadas esporofilos. El pez de la foto es el conmúnmente llamado “vieja” 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 19 Proyecto para su regeneración integral La Merc ed: Entrevista con el doctor Salvador Urrieta de la ESIA Tecamachalco gloria y decadencia de un barrio histórico Daniel Chávez Fragoso La Ciudad de México está considerada internacionalmente dentro de la categoría de histórica; sin embargo, en su Centro Histórico los edificios han sufrido una seria degradación, muchos están en ruinas y son un peligro para sus habitantes, otros han desaparecido. En lo social padece serios problemas como delincuencia o prostitución, que han fomentado el abandono del uso como vivienda de los inmuebles de esta zona. El barrio de La Merced forma parte del Centro Histórico y remite a diversas etapas de la vida de la ciudad, desde su origen hasta nuestros caóticos días. Sin embargo, su patrimonio, pese a ser de los más importantes, está muy deteriorado y poco se ha hecho para rescatarlo. En 1998, el Fideicomiso del Centro Histórico de la Ciudad de México (FCHCM) encargó a la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura (ESIA) Tecamachalco un estudiodiagnóstico para la ulterior regeneración del barrio. El FCHCM es una entidad privada que con la anuencia del Gobierno de la Ciudad se ha dado a la tarea de formular un plan integral para regenerar el perímetro definido como área protegida en un decreto presidencial de 1980. 20 11 Mayo 2002 Sobre este proyecto comentó su responsable, el doctor Salvador Urrieta García: "El proyecto nace como una necesidad de la ciudad, el FCHCM estableció áreas prioritarias de atención, entre ellas la zona de La Merced dadas sus cualidades patrimoniales, su valor histórico y su avanzado deterioro". La investigación tuvo varias etapas, primero se hizo un análisis documental de lo que se ha escrito sobre el Centro Histórico y en particular sobre La Merced en los últimos 35 años. También se hizo un análisis histórico y sociocultural del barrio, ya que si se busca una política de conservación se debe saber qué es lo que se va a proteger. Para su estudio, la zona fue delimitada al sur por la Avenida Fray Servando Teresa de Mier, al oriente por la Avenida Anillo de Circunvalación, al poniente por la calle Jesús María y al norte por Corregidora. DESDE EL INICIO El resultado del estudio histórico que obtuvieron los investigadores de la ESIA es muy completo, en él se ubica el primer templo que los aztecas dedicaron a Huitzilopochtli, en donde más tarde se construyó La iglesia de San Pablo el viejo, dentro del barrio que era llamado Teopán. Se piensa que fue un territorio con gran actividad política, religiosa y económica, y el segundo en importancia, después del Templo Mayor. Contaba con templos, plaza principal, juego de pelota y edificios de carácter militar y económico. Tenía vías fluviales y jugaba un papel estratégico en la comunicación de la ciudad. Durante la Colonia, las órdenes religiosas edificaron templos como la Capilla del Puente de Manzanares, la de Santo Tomás, la de San Pablo, la Parroquia El área original de estudio sólo abarca las dos zonas y la delegación Cuauhtémoc, pero la de San Agustín y de San José de Gracia y la percepción de la gente extiende el barrio hasta la delegación Venustiano Carranza zona era conocida como San Pablo Teopán. La Merced contaba En 1595 se autorizó la construcción del Durante la Revolución, La Merced vivió con siete acequias Convento de La Merced cuyo claustro recién los problemas de la ciudad, en 1914, Emiliano fluviales, la Real, de estuvo terminado en 1703. De ese periodo la Zapata y sus tropas se alojaron en la la Merced (llamada zona tomó su nombre actual. también Regina, fue maderería "La Selva" ubicada en el barrio. una de las más En esa etapa se establecieron comercios Después del conflicto armado, el mercado importantes de la como fábricas de cola, sastrerías, cererías, reinició un periodo de expansión, por las ciudad), del Carmen, velerías, confiterías, molinos de aceite y calles del barrio todo tipo de trabajadores de Chapitel, de curtidurías, entre muchos otros. Las acequias ofrecía bienes y servicios, aumentó el número Tenontlalli, de Santa Ana y de o canales eran usados como vías para el de bodegas y proliferaron los puestos Mexicalcingo. transporte y el comercio, una de las más semifijos. En esta etapa surgieron algunas importantes desembocaba en el corazón de la pulquerías legendarias como "Paseos de Santa Merced y funcionaba como puerto interior Anita" o "Sal si puedes" o cabarets como el para el abastecimiento de la ciudad. "Savoy" que ya existía desde 1914 con el Al finalizar la guerra de Independencia, la nombre de "La Patria". ciudad sufrió cambios profundos, el gobierno En 1957, el gobierno del Distrito Federal expropió los bienes eclesiásticos, del convento inauguró el Mercado Principal de La Merced sólo se mantuvo en pie el claustro y la casa de para alojar a los comerciantes establecidos novicios, la iglesia fue destruida y en su lugar sobre calles y aceras. En ese entonces había quedó una plaza convertida en mercado al dos tipos de comercio: mayorista en la "aire" para aprovechar el canal que pasaba a delegación Cuauhtémoc y el minorista en un lado. la Venustiano Carranza, divididos por la En 1880, durante el Porfiriato, se construyó Avenida de Circunvalación. el Mercado de La Merced, techado, que para En la década de los setenta se incrementó 1891 ya era el principal centro de abasto de la el uso de edificios como bodegas, el tráfico en ciudad y se hallaba invadido de vendedores las calles era bloqueado por la carga y ambulantes. Durante ese periodo, los descarga de mercancías. Al final, el nuevo extranjeros gozaron de muchos privilegios, mercado resultó insuficiente, así que en 1982 llegaron al barrio importantes grupos de se trasladó el comercio al mayoreo a la Central españoles, judíos y libaneses cuya actividad de Abastos de Iztapalapa. principal era el comercio. A principios del siglo XX se establecieron diversas líneas de DIAGNÓSTICO tranvías y al menos cinco atravesaban las Al ser parte del Centro Histórico, La Merced calles del barrio. está considerada por la Organización de las 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 21 Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) "Patrimonio de la Humanidad", esto destaca la necesidad de su conservación. El estudio se realizó de agosto de 1998 a abril de 1999; después de revisar los trabajos previos sobre el barrio y analizar los antecedentes históricos y culturales, se localizó el parque patrimonial (los edificios con elementos para una valoración conjunta), se detectó el patrimonio en riesgo (edificios históricos deteriorados), se examinó el uso de suelo, el equipamiento y los servicios barriales para buscar acciones que ayuden a preservar el patrimonio. Dentro del trabajo se enfatizó la importancia de la vivienda, por considerar que la protección al patrimonio histórico que excluya la función habitacional, no es una visión de un centro histórico vivo. Sobre este punto comentó el doctor Urrieta: "Del diagnóstico llegamos a las S ITIOS Y MONUMENTOS HISTÓRICOS DEL BARRIO (Fechas en que concluyó su construcción) MONUMENTO Plaza del volador Conservatorio de música Orfanatorio la Cuna Iglesia de Porta Coello Iglesia de Balvarena Palacio de los condes de Santiago Calimaya Convento de San José de Gracia Teatro Oriente Hospital Camilos Convento de Nuestra Señora de La Merced Colegio de San Ramón Capilla de los Humildes (o de Manzanares) Casa del Marqués de Miguel Aguayo Iglesia de Santo Tomás de la Palma San Pablo Nuevo San Pablo Viejo Casa de la Tolerancia Casa del Diezmo Casa de niños Expósitos Casa del Cabildo de Indios Iglesia de San Jerónimo Casa del Judío (Desaparecida) Iglesia de la Candelaria Iglesia de San Lázaro Iglesia de San Lucas Capilla de Santa María Magdalena Iglesia de San Miguel Universidad Pontificia de México Fuente IPN ESIA S. XVI DE L A M ERCED S. XVII S. XVIII S. XIX 1792 1600 1610 1775 1703 Patio central del claustro del exconvento de La Merced 1654 1640 1780 1580 1776 1690 1808 1692 1553 Tecamachalco 1999 propuestas, muy particularmente de vivienda, establecimos categorías de vivienda restaurada, mejorada, rehabilitada, en transición (que ocuparía la gente que se va a reubicar mientras se la dota de su vivienda definitiva) y por supuesto vivienda nueva. Es importante revitalizar la función habitacional en el barrio, los edificios necesitan ser habitados por la gente pues es ella quien los conserva y mantiene cotidianamente". Se identificaron tres zonas con características particulares (ver plano 1), dos en la delegación Cuauhtémoc (colonia Centro) y una en la Venustiano Carranza (Colonia Merced Balbuena). La primera es la más grande y cuenta con 97 manzanas, corresponde a la antigua zona del convento y al primer mercado de La Merced, se ubica entre las calles de San Pablo al sur, 22 11 Mayo 2002 Corregidora al norte, avenida Circunvalación al este y Pino Suárez al oeste. La segunda es la zona de San Pablo, al sur la limita la avenida Fray Servando Teresa de Mier, al norte San Pablo, al este avenida Circunvalación y al oeste Pino Suárez. La tercera corresponde al área de las naves de los mercados construidos en 1957, en la delegación Venustiano Carranza, al norte está limitada por Candelaria, al sur por Fray Servando, al oeste por Circunvalación y al este por Congreso de la Unión. La Merced dejó de ser el centro de abastecimiento de la ciudad cuando se trasladó el comercio al mayoreo a la Central de Abastos, ello perjudicó a comerciantes y a una gran cantidad de vecinos con establecimientos que atendían las necesidades de la población flotante. Así inició un fuerte proceso de despoblación del barrio, entre 1970 y 1995 la población del barrio se redujo en un 30.78 por ciento. El desalojo y abandono de bodegas provocó su invasión para la instalación de viviendas, loncherías, bares y centros nocturnos. Aproximadamente un 45 por ciento de los inmuebles que se hallan en la zona de La Merced está considerado como patrimonio histórico, pero su valor debe integrarse a la vida cotidiana de los habitantes. Desgraciadamente, muchos de sus edificios están deteriorados o incluso en ruinas. Existen vías en donde se concentran edificios con cualidades patrimoniales, en especial en las calles de: Muchos edificios patrimoniales corren el riesgo de perderse y con ellos su historia y la de la ciudad Talavera, Manzanares, Roldan, Corregidora, Jesús María y República de Uruguay. El 20 por ciento de los edificios históricos de la zona presenta riesgos diversos, de no tomar medidas en cuanto a su restauración y futuro uso el porcentaje aumentará rápidamente. Se determinó una serie de inmuebles que requieren atención inmediata y que podrían poner en peligro vidas humanas, otros que representarían una pérdida de patrimonio histórico y algunos que requieren la atención de un perito especializado, además de predios que han sido invadidos y donde se han establecido viviendas precarias que dan la impresión de pequeñas ciudades perdidas. Cabe destacar que en el proceso de investigación el equipo resintió la inseguridad y en ocasiones debió suspender temporalmente los trabajos por las amenazas y agresiones de los grupos identificados como invasores. Los robos y asaltos hacen inaccesible el acercamiento de nuevos grupos a la zona, incluyendo al turismo. Se calcula que cerca de dos mil personas en La Merced se dedican a la prostitución. Los servicios públicos se han reducidos o han sido rebasados. Antes de la reubicación del comercio mayorista había 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 23 La Casa Talavera es un edificio restaurado que se está deteriorando nuevamente 25 sucursales bancarias, actualmente sólo hay trece. LA CURA Para el rescate integral del barrio, el estudio plantea acciones orientadas a atender urgentemente los factores de riesgo, fortalecer la estructura social y la cohesión de los habitantes, recuperar espacios vecinales y atender los principales problemas urbano-arquitectónicos en materia de vivienda, equipamiento y servicios. A continuación presentamos sólo algunas de las propuestas de este trabajo, que en el año 2000 recibió el Premio a la Investigación que otorga el IPN: VIVIENDA: Atención urgente a viviendas con alto riesgo; expropiación de predios abandonados y construcción de edificios habitacionales nuevos; reconstrucción de inmuebles en mal estado y habilitación de inmuebles históricos para vivienda. COMERCIO INFORMAL: Reubicar el comercio informal actualmente en calles, avenidas, plazas, jardines y accesos al metro, en nuevas plazas comerciales y mercados públicos. 24 11 Mayo 2002 VIALIDAD Y TRANSPORTE: Integrar las distintas zonas del barrio por medio de plazas y circulaciones peatonales; instalar una red de transporte eléctrico para uso local y turístico; fijar horarios para carga y descarga de bienes y productos; recuperar los dos pasos a desnivel que se encuentran en avenida Circunvalación. APROVECHAMIENTO DE INMUEBLES HISTÓRICOS: Colocar placas con información en inmuebles históricos y mamparas en lugares estratégicos que señalen estos sitios y sus accesos; instalar un museo del barrio en el ex convento de La Merced. PROGRAMA ESPECIAL PARA GRUPOS MARGINADOS: Construir un inmueble para la atención permanente de grupos vulnerables y marginados; realizar un estudio específico que contemple la posibilidad de establecer una zona de tolerancia con instalaciones higiénicas y servicio médico. ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE: Ampliar las zonas verdes, cambiar el uso de pavimentos por materiales permeables y empedrados, y rescatar plazas y jardines; instalar un centro de reciclamiento y comercialización de residuos domésticos; habilitar pozos para la captación de agua de los mantos freáticos en el subsuelo. ESPACIOS DE SOCIABILIDAD: Apertura de áreas deportivas, recreativas y juegos infantiles. CULTURA: Organizar recorridos guiados con los estudiantes de la zona para que conozcan e identifiquen el patrimonio urbano y arquitectónico del barrio; impulsar la realización de eventos culturales que fortalezcan las fiestas tradicionales del barrio. Dentro de la investigación, estas propuestas tienen especificaciones para cada zona del barrio. También se planteó la construcción de un puente de más de un kilómetro de largo sobre el Anillo de Circunvalación entre San Antonio Tomatlán y San Pablo, que tendría la función de unir las dos partes del barrio separadas en los años cincuenta con la creación de vialidades; además, se reubicaría a dos mil comerciantes de la zona y debajo albergaría bodegas, ya que el uso de edificios antiguos para almacenar mercancías los daña severamente. Sobre esta propuesta, declaró el doctor Urrieta: "Hay una fractura social en el barrio entre la delegación Cuauhtémoc y la Venustiano Carranza, marcada por la avenida Circunvalación, entonces, una manera de restaurar esta fractura es a través de la construcción de una calle elevada sobre Circunvalación, de tal manera que la gente pudiera circular libremente de una delegación a otra". EL EX CONVENTO DE LA MERCED Sin duda, la construcción más emblemática de este barrio es el ex convento de La Merced, sin embargo, actualmente se usa para bodas, actos sociales y fiestas de personas, funcionarios y grupos no originarios del barrio. Además, se prohibe su entrada sin el permiso expreso del Instituto Nacional de Bellas Artes (INBA). Esta situación impide la interrelación de las personas con un patrimonio histórico y cultural que es de propiedad pública. Sobre este edificio nos habla el doctor Urrieta: "El claustro del ex convento de La Merced guarda todavía mucha presencia, lo demás prácticamente desapareció. No es un edificio que merezca el uso que se le está dando, merece restaurarse, nosotros propusimos que allí se estableciera el Instituto de Cultura del Distrito Federal". En este proyecto trabajaron aproximadamente 25 personas, divididas en áreas: el área de patrimonio construido estuvo a cargo del doctor Urrieta, el de patrimonio en riesgo fue coordinado por el maestro en restauración Ricardo Lozano, el sociocultural estuvo a cargo del maestro y antropólogo Ricardo Tena y el de urbananismo y vivienda recayó en el maestro en urbanismo Lázaro Santos. Sobre esta labor de investigación, comentó el doctor Urrieta: "La Merced es un área que por su riqueza obliga a tratar de defender este patrimonio, su estudio provoca muchas preguntas, lo cual implica tratar de contestarlas. Que todo este proyecto se lleve a cabo depende de la voluntad de mucha gente, uno pone su granito de arena desde el punto de vista técnico y moral. Ojalá se lleve a cabo está propuesta u otras que beneficien esto que es lo que la ciudad ha sido." El trabajo realizado por el equipo de la ESIA Tecamachalco está en espera de su posible publicación, representa sobre todo la posibilidad de conciliar la respuesta a necesidades contemporáneas del barrio de La Merced con la riqueza de su pasado. El doctor Salvador Urrieta encabezó a un equipo de 25 personas que se dedicaron a la caracterización del barrio de La Merced Aproximadamente el 45 por ciento de los inmuebles de la zona de La Merced es considerado histórico. Aquí la Capilla de los Humildes (o de Manzanares) 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 25 Fotografías del articulo: Enrique Gallo La Era de la Doctor Roberto Limas, coordinador del posgrado con especialidad en ingeniería química. Química Maestría con especialidad en ingeniería química Wendolyn Collazo Rodríguez Nuestro mundo se basa en las relaciones químicas y bioquímicas que el hombre ha aprendido a observar, a entender y a aplicar en beneficio propio. Dependemos de la química mucho más de lo que suponemos, pues 90 por ciento de la energía consumida por la humanidad pasa por el proceso de combustión química; y la industria química, una de las más productivas de nuestro país, está considerada dentro del sector secundario de la economía, el relativo a las industrias de transformación y procesamiento de materiales. Parte esencial de esta industria son los catalizadores, sustancias o mezclas de sustancias encargadas de transformar, de acelerar o de disminuir la velocidad de una reacción química para obtener los productos deseados, y 26 11 Mayo 2002 cuyo uso en la investigación ha transformado la industria química. Son tan importantes que en más de 80 por ciento de los productos químicos manufacturados se utiliza la catálisis en alguna de las etapas de fabricación. Uno de los ejemplos más notorios es la revolución que representó tanto el automóvil como el avión, estos transportes utilizan derivados del petróleo como combustible, que por los catalizadores permiten convertir gran parte del crudo en combustible líquido cada vez más limpio. Además son responsables de los polímeros orgánicos (plásticos), de gran uso en la actualidad. En la actualidad, la mayor parte de la producción de numerosos intermediarios orgánicos sintéticos usados para hacer fibras, colorantes, pesticidas, resinas, pigmentos, medicamentos, entre otras cosas, involucran etapas de catálisis. Es por eso que el estudio y la aplicación tanto de los catalizadores como de la química en general son indispensables para cualquier sociedad. En la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas (ESIQIE) del IPN, se ofrece la maestría con especialidad en ingeniería química, que brinda un área de investigación para catálisis y que lleva ese nombre. Hoy se hace investigación básica en la preparación de catalizadores. En entrevista con el jefe de la Sección de Estudio de Posgrado e Investigación, el doctor Roberto Limas Ballesteros, comentó que existen muchas maneras para preparar catalizadores, pero "en este momento, en nuestros laboratorios, se está utilizando una forma muy novedosa, que se refiere a la utilización de un surfactante [sustancias que reducen la tensión superficial]. Cabe mencionar que este desarrollo es patente del IPN". En esta patente participan dos investigadores de la Sección de Posgrado e Investigación (SEPI) de la ESIQIE y se reclama un procedimiento mejorado para la precipitación de materiales catalíticos nanocristalinos a temperatura ambiente, mediante la aplicación de la técnica de coprecipitación asistida por surfactantes. Otra área de investigación de la maestría se refiere a la Termodinámica, la cual contempla la línea de investigación sobre fluidos en condiciones supercríticas, en la que se lleva a cabo investigación básica y aplicada con el propósito de contribuir al desarrollo tecnológico. En esta línea se determinan las propiedades fundamentales de los fluidos que se conocen como supercríticos*, que no son contaminantes, como el bióxido de carbono, cuando se utilizan para extracción. En la investigación aplicada se les emplea, en este caso bióxido de carbono, para José Guilermo Sampayo, estudiante de la maestría en Ingeniería Química, trabaja en un equipo Destilador Primario de Petróleo, el cual se utiliza para eliminar azufre en cortes de petróleo como el diesel o la gasolina. I NVESTIGADORES Dr. Guadalupe Gabriel Aguilar Ríos Dr. Christian Bouchot Durán Dr. José Javier Castro Arellano Planta docente del Departamento Dr. Luis Alejandro Galicia Luna de Ingeniería Química Dr. Roberto Limas Ballesteros (Todos de tiempo completo) Dra. María Elena Navarro Clemente Dr. Ricardo Masías Salinas Dra. Tatiana Timoshina Lukianova Dr. Miguel Ángel Valenzuela Zapata Dr. Wang Jin-An SNI Nivel Nivel Nivel Nivel Nivel Nivel II II I I II II L ÍNEA D E INVESTIGACIÓN Catálisis y materiales Termodinámica Catálisis y materiales Termodinámica Ingeniería ambiental Ingeniería ambiental Termodinámica Ingeniería ambiental Catálisis y materiales Catálisis y materiales 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 27 Planta de Reacción de Catalizadores. contaminados, en la que se estudian las formas de subsanar suelos contaminados por sustancias tóxicas como los hidrocarburos (productos derivados del petróleo). Las investigaciones se realizan tanto con hidrocarburos más ligeros que el agua como con hidrocarburos más pesados que el agua. La primera va dirigida principalmente a eliminar, de un suelo contaminado, los compuestos orgánicos volátiles mediante una técnica de aspersión de surfactantes, primero, y de bombeo de hidrocarburos más ligeros después. Por último, existe una la línea de investigación enfocada al estudio de los procesos de electro-separación, que consiste en utilizar campos electromagnéticos con procesos tradicionales de separación. Según el doctor Limas, el posgrado ofrece las herramientas necesarias y conocimientos más amplios sobre la ingeniería química para que los estudiantes tengan la capacidad de desempeñarse en los diferentes sectores de la industria. extraer compuestos como los betacarotenos de materiales o productos naturales, por ejemplo del chile poblano o la flor de cempasúchil. La maestría cuenta también con un área dedicada a la ingeniería química ambiental, en la que se estudian procesos químicos con aplicaciones ambientales y dentro de ésta se tienen tres líneas: prevención de contaminación, donde se aplican herramientas de simulación para posteriormente aplicar técnicas de disminución de contaminantes y minimización de residuos con una técnica denominada pinch (técnica de pliegue). Otra línea es la eliminación de contaminantes por procesos de oxidación avanzada, llamada poa. En estos procesos se utiliza una combinación de ozono y radiación ultravioleta o peróxido de hidrógeno y ozono. Los estudios que se realizan son para eliminar contaminantes en agua. Dentro del área de ingeniería química ambiental está la línea de investigación sobre remediación de suelos 28 11 Mayo 2002 PREPARACIÓN ACADÉMICA Los alumnos deben cumplir con 64 créditos, los cuales comprenden seis materias obligatorias o básicas, tres optativas y tres seminarios. Además deben iniciar su proyecto de investigación de tesis (veinte créditos) en un seminario. El programa de la maestría deberá realizarse en cuatro semestres en tiempo completo u ocho semestres como máximo en tiempo parcial. INGRESO Para ingresar al posgrado se debe presentar el examen de conocimientos generales sobre ingeniería química ante el Centro Nacional de Evaluación (CENEVAL), además el examen de inglés, que busca principalmente una buena lectura del idioma. El interesado deberá presentarse a una entrevista para expresar su interés por ingresar a la maestría. Se les pide que sean estudiantes de tiempo completo para que realicen sus estudios en un periodo de dos años. El aspirante aceptado tendrá la oportunidad de acceder a becas otorgadas por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT). Y el Programa Institucional de Formación de Investigadores (PIFI) del IPN. INFRAESTRUCTURA Para llevar acabo los estudios correspondientes al área, el posgrado cuenta con tres laboratorios de investigación: Termodinámica aplicada y Procesos supercríticos, Catálisis y materiales e Ingeniería ambiental, los cuales están equipados con los diferentes equipos necesarios para cada área. Además se tiene un centro de cómputo y una biblioteca especializados, "ya que el apoyo para la compra de éstos ha sido sólido por parte del IPN", afirmó el coordinador de la maestría. También agrego que se cuenta con el apoyo para los proyectos de investigación por parte de la Coordinación General de Posgrado e Investigación (CGPI) y de CONACyT. Los cuales proporcionan apoyos para la compra de materiales y equipamiento en los laboratorios. RELACIÓN CON EL INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO Actualmente, la maestría en ingeniería química tiene un convenio con el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), el cual tiene como objeto establecer bases y mecanismos normativos de cooperación entre ambas entidades y desarrollar acciones de interés y beneficio mutuos, relacionados con la formación, la capacitación y la actualización de recursos humanos a nivel técnico, de licenciatura y de posgrado, así como promover el desarrollo científico y tecnológico a través de proyectos conjuntos de investigación. Con este acuerdo es posible aprovechar la experiencia de ambas instituciones en el campo de la industria química nacional y así colaborar en su desarrollo. PERFIL DEL EGRESADO El egresado contará con una preparación amplia que le permitirá desempeñarse en el campo industrial, en la investigación o en la docencia. Actualmente se encuentran 47 alumnos inscritos en la maestría. La curiosidad nata del hombre y la necesidad por tener un mejor ambiente de vida, es lo que permite a la química estar en un constante desarrollo y crecimiento, sobre todo en el ámbito industrial. Tanto la química como todas las ramas que comprenden la ciencia y la tecnología, en la actualidad, son fundamentales para cualquier país en vías de crecimiento, por eso se vuelve una necesidad generar investigación, tecnología y recursos humanos en áreas tan importantes para el país como la química. *Cualquier sustancia al momento de ser sometida a condiciones determinadas de presión y temperatura sufre modificaciones en su estructura atómica, que la ubican en un estado de indefinición, es decir, no se comporta como gas ni como líquido ni como sólido; a este fenómeno se le conoce como fluidos supercríticos. P ROGRAMA D E L A MAESTRÍA M ATERIAS OBLIGATORIAS Matemáticas I Matemáticas II Termodinámica Fenómenos de transferencia Ingeniería de reactores Procesos de separación Seminario departamental I Seminario departamental II Seminario departamental III CRÉDITOS 8 8 6 6 6 6 6 6 6 I M ATERIAS OPTATIVA S CRÉDITOS Simulación y optimización de procesos Control de procesos Ingeniería de reactores II Catálisis aplicada I Equilibrios termodinámicos Problemas especiales en ingeniería química Catálisis Métodos experimentales en ingeniería ambiental Ingeniería ambiental Tópicos avanzados en procesos de separación Aplicación de ozono para tratamiento de agua 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Tratamiento de agua por luz ultravioleta y ozono. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 29 Soluciones Fotografías: Enrique Gallo. Laboratorio de Espectroscopía Mössbauer y Técnicas complementarias. ESFM-IPN La Fisicoquímica al día en México y Cuba José Luis Carrillo A.*, Edilso Reguera R.** y Hernani Yee-Madeira*** Las nuevas tecnologías creadas por los constructores del mundo de mañana, tales como la electrónica molecular o la optoelectrónica, fundamentales en la informática y las telecomunicaciones, dependen de la forma en cómo se organiza la materia en niveles submicroscópicos. El estudio de nuevas formas de reacción entre compuestos diferentes, y el análisis y la caracterización de nuevos productos son vitales a largo plazo para el desarrollo de estos campos del saber. De ahí que resulte trascendente el trabajo de investigadores como los doctores José Fernández-Bertrán, Edilso Reguera-Ruiz y Hernani Yee-Madeira, quienes han dedicado una parte de sus vidas al estudio de las reacciones en estado sólido, lo que se llama mecanoquímica, área del conocimiento poco estudiada por la literatura mundial, a la que estos investigadores han hecho contribuciones relevantes. Por ejemplo, estos científicos obtuvieron y caracterizaron compuestos no reportados con anterioridad en la literatura mundial, entre los cuales cabe destacar el primer informe de un complejo de azúcar con haluro alcalino, así como la obtención del material análogo al encontrado en el cono de los volcanes. Por haber conseguido resultados, después de un trabajo de más de diez años, en el que se hicieron reacciones en estado sólido, aplicaciones prácticas para obtener nuevos materiales y que explican fenómenos no cabalmente comprendidos con anterioridad, se les otorgó a estos investigadores el Premio de la Academia de Ciencias de Cuba, el 15 de enero de 2002. El doctor Edilso Reguera-Ruiz, científico cubano de la Universidad de La Habana con experiencia de más de diez años con productos nuevos, y el doctor Hernani Yee-Madeira, investigador del Instituto Politécnico Nacional (IPN), amablemente concedieron una entrevista a Conversus; explicaron que la química del estado sólido no ha sido tan tratada como las reacciones en solución. Las reacciones en estado sólido habían sido hasta hace unos años algo inusual, por lo que se pensaba que cuando dos materiales en estado sólido interactuaban, se comportaban de manera inerte. Ahora se sabe que cuando dos materiales sólidos interactúan pueden formar productos nuevos, que a veces no son los mismos que se crear en solución. Esto abre una nueva perspectiva, y es que al no tener la presencia de un solvente, se puede obtener un producto limpio directamente entre los * División de Imagen Institucional y Divulgación Científica del IPN. <jlcarrilloa@hotmail.com>. ** Instituto de Materiales y Reactivos, Universidad de La Habana, Cuba. <ereguera@yahoo.com>. *** Escuela Superior de Física y Matemáticas del IPN.<yee@esfm.ipn.mx>. 30 11 Mayo 2002 reaccionantes sin que exista una tercera especie intermediaria que fuese necesario eliminar, lo cual implica el ahorro de un gasto económico, con otra ventaja: se obtiene un producto nuevo. El doctor Hernani Yee-Madeira hizo mención especial del trabajo realizado por los doctores Fernández-Bertrán y Reguera-Ruiz, a quienes otorga la mayor parte del crédito por la obtención del reconocimiento citado. La función del IPN se enfocó a la caracterización de los nuevos materiales obtenidos, muchos de los cuales son registradas por primera vez en la literatura mundial. Mediante las técnicas analíticas que permitieron llevar a cabo los instrumentos del IPN, entre los cuales se encuentra el espectrómetro infrarrojo de transformada de Fourier, un difractómetro de rayos X de polvos y el espectrómetro Mössbauer de transmisión, se describieron por primera vez nuevos compuestos, cuya obtención ha sido posible sólo por la vía de la descripción de las potencialidades de las reacciones químicas en estado sólido. Pero el papel del IPN no se limitó a proporcionar la infraestructura para los experimentos sino que también intervino en el inicio y la ejecución del proyecto que finalmente fue galardonado, según precisó el doctor Yee-Madeira. Las condiciones que requieren este tipo de reacciones son sencillas, se basan en la molienda de los reaccionantes, y para eso se puede usar desde instrumentos también sencillos como un mortero de ágata hasta vibradores de Difractometro de rayos X-D8 CORRECCIONES En la literatura científica había incongruencias en cuanto a señales emitidas por los instrumentos con técnicas como espectroscopia infrarroja, que no se sabía de dónde venían, y el problema era que durante la preparación de las muestras hay un proceso de molienda en el cual se lleva a cabo una reacción, a la que no se le había prestado la debida atención durante muchos años. Cualquier reacción que se presenta en fase líquida o gaseosa puede manifestarse en estado sólido, y se puede aprovechar de forma ventajosa para obtener materiales y productos que sólo se obtienen por esta vía. Las reacciones químicas en estado sólido, lo que se llama mecanoquímica, utilizan como fuente de energía la producida por el contacto entre los reaccionantes que chocan, motivo por el cual se pueden obtener temperaturas muy altas en algunos sitios muy localizados de la estructura molecular de los sólidos. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 31 ADVANCE acotó el doctor Reguera-Ruiz, científico del Instituto de Materiales y Reactivos de la Universidad de La Habana. RESULTADOS El equipo internacional que se hizo acreedor al premio otorgado por la Academia de Ciencias de Cuba demostró que en las reacciones de molido del ferricianuro de potasio con bromuro de potasio se produce una reducción muy lenta; mientras que cuando el reaccionante es ferricianuro de zinc, la velocidad es veinte veces mayor; con manganeso, cobalto y níquel se acelera cien veces, y con el cobre se logra una velocidad máxima. Ello se debe a los diferentes tipos de reacciones, pues mientras en unas se trata de transición de fases, en otras se lleva a cabo un intercambio iónico, una formación de complejos o una Espectometro infrarojo de transformada de Fourier reacción de oxidación-reducción. En otras palabras, la diferencia de velocidad se debe a la probabilidad de alta velocidad, que consisten en cilindros de acero donde transmisión del electrón del ión bromuro al núcleo central se colocan balines del mismo material y se someten a de hierro, que envuelve su paso por el sistema atómico. vibraciones por lapsos más o menos prolongados. Una particularidad interesante se encontró con el Una de las muchas aplicaciones logradas es el estudio y ferricianuro de cobalto, ya que se demostró la presencia el análisis de las pátinas o recubrimientos azul-verdoso de de un compuesto que se comporta como magneto sales insolubles que se forman –en cualquier parte del mundo– sobre los monumentos de bronce y cuya composición química depende de la atmósfera. En determinado momento, se intentó aplicar espectroscopia infrarroja para caracterizar este recubrimiento. Bajo ciertas condiciones se reportaba un material que sólo está presente en el cono de los volcanes, porque se forma a temperaturas extremadamente altas. En un mortero de ágata se forma este material (debido a las altas temperaturas) y otros que no habían sido observados. Lo que ocurría antes de las precisiones hechas por estos investigadores era que la interpretación del fenómeno ignoraba la reacción entre los sólidos. Esto es común en la literatura científica: cada nuevo resultado genera otro aporte que se sobrepone al anterior y como consecuencia provoca correcciones. "Crecemos sobre los hombros de alguien, muchas veces sobre hombros de gigantes, y tratamos de hacer una pequeña contribución allá arriba, para Espectometro Mössbauer de transmisión que otros después crezcan sobre nosotros", 32 11 Mayo 2002 P e r f i l e s molecular dadas sus propiedades de valencia mixta y que fue estudiado por difractometría de rayos X de polvos y espectrometría Mössbauer; el complejo es valioso como magneto molecular fotosensible, esto es, material que en su estado básico no es magnético, pero al irradiarse con luz pasa a ser un magneto. Este estado magnético puede ser borrado si el material se irradia con luz infrarroja. Materiales de este tipo son la base de las futuras tecnologías informáticas. Los resultados son tan importantes que fueron publicados, a solicitud del editor, en la revista Pure and Applied Chemistry, órgano oficial de la Unión Internacional de la Química Pura y Aplicada (IUPAC). Aquí cabe mencionar lo que el doctor Edilso Reguera califica como El doctor Edilso RegueraRuiz nació en Santa Clara, Cuba, el 26 de enero de 1951. Es investigador titular de la Universidad de La Habana. Obtuvo su doctorado en el Centro Nacional de Investigaciones Científicas de La Habana. Ha dirigido cuatro tesis de licenciatura, siete de maestría y seis de doctorado. Ha publicado ochenta artículos en revistas especializadas, y tiene dos patentes a su nombre. voluntad de ambas instituciones, tanto de la Universidad de La Habana de Cuba como del IPN, voluntad que se ha puesto de manifiesto en hechos y no sólo en palabras, así ha sido posible la colaboración de estos investigadores, entre quienes ha habido una comunicación no sólo de trabajo sino en todos los niveles, con amplio sentido del deber y la responsabilidad. El doctor Hernani YeeMadeira es egresado de la Escuela Superior de Física y Matemáticas del IPN. En 1989, obtuvo el doctorado en ciencias naturales en la RWTH Aachen, en la entonces República Federal de Alemania. Ha dirigido tres tesis de licenciatura y tres de maestría. Asimismo, ha publicado 34 trabajos en revistas especializadas internacionales. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores desde 1991, también miembro de la Academia Mexicana de Ciencias desde 1999. En 1997, recibió la distinción al Mérito Politécnico y obtuvo el Premio a la tesis de posgrado en 1999 del IPN. El doctor José FernándezBertrán nació en Matanzas, Cuba, el 29 de junio de 1927. Obtuvo un doctorado en ciencia físicoquímica en la Universidad de California, Estados Unidos, en 1955 y su segundo doctorado lo completó en la Universidad Técnica de Merseburg, Alemania, en 1979. Ha sido tutor de cuatro tesis de doctorado y ha publicado 136 artículos en revistas con arbitraje internacional. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 33 ¿Ojos Punto crítico en las computadoras? Juan Humberto Sossa Azuela* * Centro de Investigación en Computación.<hsossa@cic.ipn.mx>. 34 11 Mayo 2002 Ilustración y composición: Larisa García Gómez El ser humano desde pequeño es capaz de percibir su mundo con extrema facilidad. A través de la vista está dotado de la facultad de localización e identificación de los objetos que llaman su atención. Actualmente hay máquinas que son también capaces de ver y que resuelven muchas tareas tediosas e, incluso, peligrosas para el hombre, como envasar refrescos o el desactivar minas y bombas. Con todo esto, el sistema visual humano (SVH) es superior al de cualquier máquina. Cada ojo del SVH cuenta con unos 6 millones de nervios llamados conos y como 120 millones de bastones. En el área de la mácula o fovea (parte donde se perciben los detalles y el color, con un tamaño de cerca de 1.5 milímetros cuadrados), se localizan aproximadamente 350 000 conos [en adelante, los números entre corchetes remiten a la referencia bibliográfica o hemerográfica: 2], con ellos, el ser humano capta los detalles más finos debido a que cada cono cuenta con su propia conexión al cerebro (véase la figura 1). El dispositivo de captación de imágenes de la cámara comercial más sofisticada cuenta con unos 2,5 millones de elementos sensibles también al color, pero en este caso, a lo más 32 de estos elementos están conectados directamente al "cerebro" o procesador de la máquina (véase nuevamente la figura 1). El cerebro humano está compuesto de cientos de millones de pequeños procesadores (las neuronas); mientras que la computadora de una máquina cuenta normalmente con un único procesador. Aunque nuestras neuronas son miles de veces más lentas que el procesador de cualquier computadora actual, nuestro cerebro es capaz de resolver de manera más eficiente muchos problemas, sobre todo aquéllos que tienen que ver con la vida diaria, como el reconocer personas, cruzar una calle, manejar, etcétera. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 35 Infografía: Larisa García Gómez Figura 1 La naturaleza ha dotado al hombre de todo lo necesario: sentidos, capacidad de procesamiento y extremidades que le permiten interactuar eficientemente con el medio ambiente que le rodea. A dicha criatura biológica le facilita, por ejemplo, localizar el alimento, posicionarlo al tomarlo o capturarlo y comerlo, también buscar a otra criatura de su misma especie y aparearse. El hombre, valiéndose de la capacidad creativa que posee le ha dado, ha tratado a lo largo de los últimos años de dotar a máquinas que él mismo ha desarrollado (robots, vehículos, etcétera) de sentidos y extremidades que les permitan igualmente interaccionar con su entorno. Los avances hasta ahora son notorios. Actualmente hay máquinas que ubican la identidad y la posición de uno o más objetos que circulan sobre una banda transportadora y realizan con ellos una tarea, por ejemplo de ensamble. El robonauta desarrollado para la estación espacial inter- 36 11 Mayo 2002 nacional reconoce todas y cada una de las partes de la estación y hace algunas tareas de reparación. En el mercado de los juguetes, se venden robots que interactúan con el niño. Tal es el caso de los nuevos robots bot desarrollados por SEGA, capaces de reír, "amar", incluso llorar, y los juguetes armables de tipo explorador desarrollados por LEGO, que reconocen colores y hasta la identidad de objetos sencillos. De todos los sentidos del ser humano, se considera que la visión es el más importante. Desde la construcción de las primeras máquinas (por allá de los años 60), siempre se ha tratado de dotarlas de la visión. La construcción de máquinas con capacidad visual permitirá al hombre ampliar la suya, pues realizará más actividades y, en algunos casos, con mejor calidad. Tal empresa no es, por supuesto, fácil de realizar. Aunque muchas investigaciones se han elaborado por todo el mundo, aún falta bastante por hacer. Como recientemente mencioné en un número anterior de esta revista [1], se esperaba que máquinas dotadas de cámaras generaran miles de millones de dólares. En los hechos no sucedió así. Los científicos pronto se percataron que la problemática no era tan sencilla. Habían demasiadas preguntas que contestar. No ha sido sino hasta finales del siglo pasado y comienzos de éste que se han obtenido resultados sustanciales. En este artículo trataré qué es la visión por computadora, qué se hace actualmente, cuáles son algunas de sus aplicaciones, cuáles las expectativas y qué se hace hoy en nuestro país. LA VISIÓN POR COMPUTADORA, ¿QUÉ ES? La visión por computadora (VC) es una tecnología que tiene sus orígenes en otras ciencias, disciplinas y tecnologías, como la inteligencia artificial, la robótica, el tratamiento de señales, el reconocimiento de patrones, la teoría del control, la psicología, las neurociencias y, por supuesto, las matemáticas. La VC puede definirse como el proceso de tratamiento de información que toma como entrada datos provenientes de una o más cámaras, para ello utiliza métodos diseñados para tal propósito y produce como resultado una descripción simbólica de los datos de entrada en términos de los objetos vistos y sus relaciones. A través de esta tecnología se intenta dotar a una máquina de la "capacidad de ver", con el objetivo de estimar o hacer explícitas las propiedades geométricas y dinámicas del mundo tridimensional que la rodea. Pudiera tratarse de la forma y la posición de los objetos a su alrededor, así como sus velocidades y aceleraciones. Esta información puede ser usada por la máquina, por ejemplo, para tomar un objeto y ponerlo o introducirlo en otro. Actualmente, la VC se usa en todo el mundo en tareas de inspección industrial y control de calidad, seguridad y vigilancia, reconocimiento de rostros y gesticulaciones, monitoreo de caminos, telepresencia, telerrobótica, realidad virtual, control de vehículos autónomos (terrestres, acuáticos y aéreos) y análisis de imágenes médicas (de RMN, de TC, de rayos x, de sonar). Es ampliamente utilizada también en las industrias militar y aeroespacial. VISIÓN POR COMPUTADORA EN EL MUNDO Al hacer una búsqueda por el ciberespacio se encuentra que hay más de quinientos grupos de investigación por todo el mundo trabajando en esta área, desarrollando nuevas técnicas, métodos y algoritmos, que pueden muchos de ellos ser aplicados de inmediato para resolver necesidades muy específicas. En el mismo espacio se halla que solamente en Estados Unidos y Alemania hay más de trescientas compañías dedicadas al desarrollo de software y hardware para la solución de problemas que requieren de la visión por computadora. Relacionados con la temática en todo el mundo se organizan anualmente alrededor de cien congresos, talleres y simposios. Entre los más destacados eventos están, por supuesto, la In- ternational Conference on Computer Vision (ICCV), la International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), la European Conference on Computer Vision (ECCV) y la British Machine Vision Conference (BMVC). Finalmente, en el mercado se publican mensual, bimensual o trimestralmente más de treinta revistas relacionadas con la temática. Entre las más destacadas: Computer Vision and Image Understanding, la International Journal of Computer Vision y el Journal of Mathematical Imaging and Vision. VISIÓN POR COMPUTADORA EN MÉXICO En nuestro país también se cultiva esta tecnología. A lo largo y ancho de la República se cuenta con varios grupos que trabajan arduamente en su desarrollo. En la tabla anexa aparecen los nombres de los grupos más representativos y las líneas de investigación en las que participan. A pesar de que, como se puede ver, existen grupos académicos que están haciendo investigación en esta área, hasta donde conozco no hay una sola compañía que esté dedicada a resolver problemas relacionados con visión por computadora. En lo que a eventos se refiere, cada año se organizan entre tres y cinco congresos, entre los que destacan, por ejemplo, el Taller Iberoamericano de Reconocimiento de Patrones (TIARP), el Congreso Internacional de Computación (CIC), el Mexican International Conference on Artificial Intelligence (MICAI) y el Encuentro Nacional de Computación (ENC). Además se edita la revista Computación y Sistemas, en la que científicos no sólo de nuestro país sino de muchos otros publican sus trabajos en computación y, por supuesto, en visión por computadora. CONCLUSIÓN Si bien muchas de las interrogantes acerca de cómo vemos no han sido todavía resueltas, ya es posible dotar a una máquina de capacidades rudimentarias para "ver", permitiendo liberar al ser humano de muchas tareas. Aquellos países que inviertan dinero en el desarrollo de tecnologías como ésta, seguramente estarán a la vanguardia permitiendo así acceder a mejor nivel de vida a sus habitantes. Creo firmemente que campos como este tienen mucho futuro. Si bien no podemos hacer todo, hay que descubrir los nichos de mercado donde si podemos competir. ¡Lo importante es que empecemos a desarrollar nuestra propia tecnología! REFERENCIAS 1 SOSSA AZUELA, JUAN HUMBERTO, "Inteligencia artificial: el presente y el futuro", Conversus, Núm. 6, diciembre de 2001, pp. 26-27. 2 GÓNZALEZ R.C. y R.E. WOODS, Digital Image Processing, Addison Wesley Publishing Company, 1992. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 37 A LGUNOS N OMBRE GRUPOS E N M ÉXICO QUE REALIZAN INVESTIGACIÓN E N VISIÓN POR COMPUTADORA DEL GRUPO, LABORATORIO, L ÍNEAS D E INVESTIGACIÓN ÁREA O DEPA RTAMENTO Laboratorio de procesamiento de imágenes y reconocimiento de patrones del Centro de Investigación en Computación del IPN. Sistemas biométricos, sistemas de información geográfica, topología digital, invariantes, morfología digital, tratamiento digital de imágenes en color, control usando visión. Grupo de metrología óptica del Centro de Investigaciones en Óptica, A. C. Análisis de interferogramas, recuperación de forma mediante proyección y luz estructurada, diagnóstico médico mediante análisis de imagen y reconocimiento de patrones. Grupo EvoVisión del Laboratorio de Visión y Robótica del Departamento de Ciencias de la Computación de la División de Física Aplicada del CICESE. Planeación y desarrollo de estrategias para la medición y reconstrucción de objetos complejos. Laboratorio de Procesamiento de Señales y Visión de la División de Posgrado e Investigación del Instituto Tecnológico de Chihuahua. Algoritmos de visión mediante lógica difusa y redes neuronales, desarrollo de aplicaciones de visión para máquinas y procesamiento digital de señales en tiempo real. Grupo de Procesamiento de Imágenes del Grupo de Visión Artificial del CIDETEQ. CENIDET. Morfología matemática, filtrado morfológico, segmentación de imágenes y mejoramiento de contraste. Modelado y reconocimiento de objetos deformables, seguimiento de objetos rígidos y deformables e inspección, control de calidad, manufactura y ensamble. Laboratorio de Visión de la Coordinación de Ciencias Computacionales del INAOE. Seguimiento de objetos, fusión de captores (Visible, Infrarrojo), reconocimiento de objetos 3D, diagnóstico automático de cáncer cérvico-uterino, sistemas de vigilancia, control de calidad, manejo de procesos industriales usando visón por computadora. Laboratorio de reconocimiento de patrones del Departamento de Ciencias de la Computación del IIMAS de la UNAM. Análisis, representación y reconocimiento de curvas y objetos en 3-D. Laboratorio de Imágenes y Visión del Centro de Instrumentos de la UNAM. Visión por computadora en medicina y biología, desarrollo de sistemas para cirugía asistida por computadora, reconocimiento automático de mitosis y núcleos en imágenes de microscopio y células teñidas para estudios de cisticercosis, construcción de simuladores para el entrenamiento en cirugía de próstata. Grupo de procesamiento no lineal y compresión de señales multidimensionales de la ESIME, Culhuacán, del IPN. Procesamiento, compresión y almacenamiento de señales e imágenes multidimensionales para el control de robots y manejo de equipo médico de encefalografía multicanal. Área de Ciencias de la Computación del Análisis de imágenes médicas e interferogramas. CIMAT, A. C. Centro de Investigación, Innovación Tecnológica en Ingeniería del ITESM CEM. Control por visión de robots, selección natural de blancos, planificación de movimientos basados en captores. Laboratorio de Percepción Remota del Instituto de Geofísica de la UNAM. Tratamiento digital de imágenes, reconocimiento de patrones y percepción remota. Grupo de Reconocimiento de Patrones y Redes Neuronales del Centro de Investigación en Tecnologías de la Información y Automatización de la UDLAP. Reconocimiento de escritura manuscrita, pronóstico de señales caóticas, recuperación de profundidad a partir de pares estéreo. Departamento de Computación del 38 11 Mayo 2002 ITESM CCM. Robótica móvil, biometría, recuperación de imágenes. N OMBRE DEL GRUPO, LABORATORIO, L ÍNEAS D E INVESTIGACIÓN ÁREA O DEPA RTAMENTO Laboratorio de Procesamiento Digital de Imágenes, Área de Comunicaciones del Departamento de Electrónica de la UAMAzcapotzalco. Segmentación de tumores en imágenes mamográficas, inspección y control de calidad en líneas de producción y reconocimiento óptico de caracteres. Grupo de Reconocimiento de Patrones y Agentes, Centro de Investigación en Tecnologías de Información y Sistemas de la UAE. Reconocimiento de patrones desde el punto del enfoque lógico combinatorio, multiagentes. Grupo de Imagen Cerebral, Área de Procesamiento Digital de Señales e Imágenes del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la UAM-Iztapalapa. Segmentación robusta, análisis, compresión y visualización de imágenes cerebrales de IRM, problemas inversos y fusión multimodal. Laboratorio de Sistemas Inteligentes del ITESM-CM. Grupo de Robótica y Visión Artificial del Departamento de Control del CINVESTAV del IPN. Reconocimiento de ademanes, de actividades humanas, análisis de color para identificación de piel, procesamiento multiescala y navegación robótica. Control de robots usando análisis visual, planeación de trayectorias para robots, calibración de cámaras, corrección de distorsiones de cámara, control de robots vía Internet, reconstrucción de imágenes 3D a partir de cortes seccionados, descripción de imágenes 3D, geometría y topología digital. Algunos sitios de interés: http://www-2.cs.cmu.edu/~cil/v-groups.html http://www.cs.ubc.ca/spider/lowe/vision.html http://kogs-www.informatik.uni-hamburg.de/~koethe/german_vision.html http://www.howstuffworks.com/robonaut.htm http://www.androidworld.com/ 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 39 Otra voz... la visión la visión del joven investigador Del genoma a la proteína Función del genoma celular Gabriel Betanzos C. Depto. de Bioquímica, ENCB, Tel.: 57.29.60.00, ext.: 62322. 40 11 Mayo 2002 En el genoma celular se encuentra toda la información necesaria para crear un organismo. El genoma es el conjunto completo de los genes de una célula, y los genes representan las unidades básicas de la herencia. El genoma como los genes están formados por el ácido desoxirribonucleico (ADN), esta macromolécula está constituida por unidades repetitivas conocidos como nucleótidos. Por definición, cada nucleótido está compuesto por: a) una base nitrogenada que puede ser: A (adenina), G (Guanina), C (citosina) o T (timina), b) un azúcar, la de-soxirribosa y c) un grupo fosfato (véase la figura 1). Al tomar como base los datos de la cristalografía de rayos X de fibras del ADN, realizados por Maurice Wilkins y Rosalind Franklin a principios de los 50, y los datos de otros investigadores, los científicos James Dewey Watson y Francis Harry Compton Crick, se dedujo la estructura verdadera del ADN. En 1953, Watson y Crick publicaron un trabajo clásico en la revista científica Nature, mostrando que no solamente la molécula del ADN está formada por dos cadenas sino que éstas además se envuelven entre sí para formar una doble hélice. Las bases de una cadena forman enlaces con las bases de la cadena de enfrente. Las uniones no son al azar, una adenina (A) se aparea con una timina (T), y una guanina (G) con una citosina (C) (véase la figura 2). DEL ADN POR NUCLEÓTIDOS Esquemas: Larisa García Gómez F IGURA 1. COMPOSICIÓN 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 41 F IGURA 2. ESTRUCTURA DEL ADN, QUE S E COMPONE D E DOS LARGAS CADENAS ( A L A IZQUIERDA), LAS CUALES S E ENTRELAZAN PARA FORMAR UNA DOBLE HÉLICE A TRAVÉS D E A PAREAMIENTOS ESPECÍFICOS D E UNA ADENINA (A) CON UNA TIAMINA (T) A L A DERECHA, Y UNA GUANINA DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA CELULAR No obstante, para que la información del ADN muestre su trascendente papel biológico, tiene que expresarse a través del flujo de la información genética, debido a que los nucleótidos por sí solos son, en forma análoga, las notas musicales para una melodía o las letras para construir las frases de un libro. Con el desciframiento de la información, se obtiene el producto final de la expresión genética, la proteína. La cual una vez formada se ubica en la célula o tejido donde se necesite o donde ejerza su función biológica. Las proteínas son macromoléculas compuestas por secuencias específicas de aminoácidos, de los cuales existen principalmente veinte tipos, algunos de ellos son esenciales (aminoácidos que no puede el hombre sintetizar, por lo que se obtienen en la dieta cotidiana), tales como, el triptófano, la fenilalanina o la metionina. La secuencia de aminoácidos de cada proteína está codificada por segmentos del genoma conocidos como genes. Para la célula, las proteínas son las moléculas que cumplen con funciones múltiples: son el principal material estructural de los animales; transportan nutrientes a través del sistema circulatorio; catalizan las reacciones químicas que hacen que la vida sea posible; controlan la comunicación entre las células y también la expresión de genes, y replican el material genético. El proceso de flujo de la información genética, conocido como el dogma central de la biología molecular, lo 42 11 Mayo 2002 (G) CON CITOSINA (C) (A L CENTRO) presentó por primera vez el biofísico inglés Francis Crick en 1957, durante el Simposio de la Sociedad de Biología Experimental, efectuado en Cambridge, Inglaterra. El llamado dogma sostenía que la información genética solamente fluía en forma unidireccional: ADN -> ARN -> Proteína. Actualmente se definen básicamente en tres etapas principales (véase la figura 3): La replicación en la cual se copia el ADN progenitor para formar moléculas de ADN "hijas" cuyas secuencias nucleotídicas son idénticas a las del ADN "paterno". La transcripción es el proceso mediante el cual se copia parte del mensaje genético del ADN al ácido ribonucleico mensajero (ARNm). La traducción en la cual el mensaje genético codificado por el ARNm es descifrado o traducido en los ribosomas para formar proteínas. Sin embargo, el descubrimiento de los retrovirus (virus que tienen como material genético al ARN) y de la enzima transcriptasa inversa o reversa (enzima que sintetiza ADN copiando la información contenida en un ARN) descubierta en 1970 por Howard Temin al trabajar con el genoma del virus del sarcoma de Rous (VSR), cuestionaron este dogma, pues estos genomas son capaces de invertir el flujo de la información genética por medio de la enzima transcriptasa inversa. El conocimiento del genoma humano es de gran interés para el proyecto del Consorcio Internacional para la Secuenciación del Genoma Humano. Con la secuencia completa del genoma y el conocimiento del código genético ("Idioma" que permite establecer las equivalencias entre los nucleótidos del ADN y los veinte aminoácidos que forman las proteínas), aunado a programas de cómputo especiales, teóricamente es posible obtener las secuencias nucleotídicas de todos los genes involucrados en el funcionamiento normal del individuo, así como saber cuándo sus alteraciones se asocian a en- F IGURA 3. EL genes involucrados en las enfermedades, sobre todo aquéllas que son la principal causa de muerte, como el cáncer o la diabetes. Al conocer los genes y su función, la ciencia nueva llamada farmacogenética podrá, en el futuro cercano, diseñar, elaborar y aplicar fármacos mucho más específicos y eficientes que los actuales, debido a que se elaboran sobra la base del conocimiento preciso de las DOGMA CENTRAL D E L A BIOLOGÍA MOLECULAR E S QUE L A INFORMACIÓN GENÉTICA FLUYE E N FOMA UNIDIRECCIONAL, COMENZANDO DESDE E L ADN fermedades genéticas y qué proteínas pueden ser el blanco de fármacos con acción específica contra enfermedades. RETOS Y PERSPECTIVAS El tamaño gigantesco del genoma del humano hace que su análisis sea difícil. Un paso importante que se está dando es la identificación de los genes que existen en el genoma, no obstante, no basta conocer la lista de todos los genes, a menos que se pueda correlacionar cada gen con su función. Éste es precisamente uno de los primeros retos, el averiguar para que sirven cada uno de los genes, ya que se desconoce la función de muchos de los genes que se han identificado en la secuencia del genoma humano. Por otra parte, otro reto es poder determinar cómo, dónde y en qué momento se expresan normalmente todos los genes de las diferentes células que conforman los tejidos. La genómica funcional deberá orientarse más hacia la detección de muchas enfermedades, debido a que con las secuencias del genoma humano se pretende caracterizar - ARNM - PROTEÍNA. características moleculares que determinen una sintomatología particular. Se pretende que, con el conocimiento del genoma, la farmacogenética mejore e, incluso supere los aproximadamente quinientos fármacos que hoy circulan en el mercado. Otra alternativa inmediata derivada del conocimiento del genoma es el diagnóstico prenatal o del recién nacido. El cual permitirá tomar medidas preventivas de los padecimientos en vez de buscar tratamientos eficaces, por lo que la medicina preventiva puede alcanzar uno de los sueños de la humanidad. No cabe duda que la gran cantidad de información que generará el análisis cuidadoso y detallado de la secuencia del genoma revolucionará el entendimiento biológico del hombre. Herramientas nuevas tendrán que surgir para contribuir al estudio genómico. Los avances científicos en el campo de la medicina serán importantes, ya que si son empleados con profesionalismo ayudarán a mejorar mucho la calidad de vida de la especie humana. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 43 ¿QUÉ ES EL METRO? El nombre de Metro proviene de la palabra "metropolitano" ya que la finalidad de este sistema de transporte es cubrir los puntos estratégicos de toda la metrópoli, aunque en otros países recibe el nombre de subterráneo o tren. El Metro en la Ciudad de México transporta diariamente a 4,200.000 personas, aproximadamente, lo que lo hace indispensable para los lugareños. togenerador que genera corriente alterna de 250 volts destinada al alumbrado de los carros y al banco de baterías. Este último equipo genera corriente de baja tensión, 72 volts, Ilustración: Larisa García Gómez ¿CUÁLES SON SUS PRINCIPALES COMPONENTES? Cada tren del Metro está constituido por nueve carros o vagones (solamente el tren de la línea A tiene seis carros). De los cuales, seis (el 1, 3, 4, 6, 7 y 9, numerando los carros de adelante hacia atrás) son motrices, es decir, cuentan con motores de tracción. Los motores son eléctricos, trabajan con 750 volts y son los encargados de arrastrar el tren. Los tres carros restantes (2, 5 y 8) son solamente remolques, por lo que no cuentan con motor. En el primer y último vagón están las cabinas de conducción, que es donde viaja el operador, el cual certifica la operación y seguridad del tren. Cada vagón, donde viajan los pasajeros, va montado sobre dos carretillas portadoras llamadas boguies. En Detrás de Motores de tracción Ruedas portadoras Equipos de regulación de los motores El mejor transporte el caso de los carros con tracción propia, cada boguie cuenta con dos motores de tracción (un total de cuatro por cada carro motriz), los cuales toman energía de la barra de guía de 750 volts, mediante las escobillas situadas entre las dos ruedas de cada boguie. Debajo de las cajas de los carros motores, entre los boguies, están colocados los equipos que regulan el funcionamiento de los motores de tracción. Debajo de la caja de los carros remolque (2, 5 y 8) están instalados el compresor que produce aire a presión para el frenado neumático y el cierre de las puertas; y el mo44 11 Mayo 2002 para los circuitos de mando del tren. En el remolque intermedio (5) va instalado el captor del pilotaje automático. ¿CÓMO FUNCIONA? La red del metro funciona con sistemas de pilotaje automático, mediante las cuales se maneja de manera automatizada la distancia entre los trenes, su velocidad y su frenado. Cuenta con tres Centrales de Control con tableros de control óptico, desde donde se regula la circulación de todos los trenes en la red, por lo que se puede tener una comunicación permanente con todos los conductores; también desde aquí es posible cortar la energía eléctrica en un tramo o en toda la red. El conductor sólo verifica que el tren se encuentre en buenas condiciones para iniciar su recorrido. Con el botón de cierre de puertas y el levantamiento de arillo de hombre muerto (manipulador de tracción frenado del tren) se sabe que está listo para partir. ¿DESDE CUÁNDO SE CUENTA CON ESTE TRANSPORTE? La propuesta para construir el Metro en la capital mexicana surge en el año 1958, a finales del sexenio de Adolfo Ruiz Observatorio. Desde entonces, el Metro de la Ciudad de México se ha expandido notablemente. En la actualidad, se cuenta con once líneas, las cuales recorren toda la ciudad. VENTAJAS • Entre los 87 metros existentes en el mundo, el de la Ciudad de México se distingue por ser el más económico. Mientras que en ciudades tan grandes como Nueva York la tarifa alcanza 1.50 dólar (casi 15 pesos) y en Londres 1.40 libras (equivalente a más de 20 pesos), en el Distrito Federal sólo cuesta 2.00 pesos. • No es un transporte contaminante. • Recorre toda la ciudad y algunas zonas del Estado de México. Cabina de conducción • Tiene gran capacidad y es el transporte colectivo más rápido en la Ciudad de México y la zona Metropolitana. • Las personas de la tercera edad o con alguna discapacidad viajan gratuitamente. PREGUNTAS FRECUENTES ¿Qué función tiene el sistema de semáforo? Los semáforos tienen la función de garantizar una distancia de seguridad entre dos trenes. A esta distancia se la conoce como "sección tapón". Para la máxima protección de cualquier tren se requiere que siempre detrás de él haya dos semáforos rojos. Ruedas guía Escobillas Carretilla o boguie en una metrópoli Wendolyn Collazo Rodríguez Cortines, sin embargo fue rechazada por la magnitud de la inversión y las dificultades técnicas que imponía el tipo de subsuelo de la ciudad. Fue recién el 4 de septiembre de 1969 que se inauguró el primer tramo de 11.5 kilómetros y 16 estaciones, entre Chapultepec y Zaragoza. En los dos años siguientes se abrió la línea dos (color azul), de Cuatro Caminos a Tasqueña y la tres (color verde), de Indios Verdes a Universidad y se amplió la línea existente hasta lo que hoy se conoce como ¿Cuántas personas pueden ir sentadas y cuántas de pie en un tren del Metro? Pueden ir 349 personas sentadas y 1181 de pie. Lo que quiere decir que por vagón van aproximadamente 38 ó 39 personas sentadas y 131 ó 132 de pie. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 45 UN ALIENTO POÉTICO Cultura norte xpresiones culturales E de los jóvenes politécnicos Jorge Rubio Galindo* 48 Dentro de las actividades que realiza la Dirección de Difusión Cultural, se encuentra el fomento a la cultura entre los estudiantes politécnicos a través de diversos talleres de creación literaria, música, danza, artes plásticas, teatro y apreciación del cine, entre otros. En esta ocasión, presentamos la experiencia de jóvenes que han decidido explorar su creatividad y sensibilidad en busca de un desarrollo integral personal. 11 Mayo 2002 Perla Edith Castillo Ramírez, José Arreola” y el de Declamación estudiante de décimo semestre en la “Margarita Paz Paredes”, en 2001, el Escuela Nacional de Medicina y “Leopoldo Ayala”, también de Homeopatía, realiza su internado en Lectura, y el Diploma al Mérito Culel Hospital General de Magdalena tural Politécnico, ambos en este año. de las Salinas, en el área de On- También esta compitiendo para el cología. Delgada, de pelo corto y un Premio Nacional de la Juventud. La lectura de poemas en prerostro hermoso que deja ver la firmeza de su carácter, Perla es una sentaciones de libros le ha permitido alumna destacada que lee cuentos conocer personalmente a Jaime de Tolstoi y Horacio Quiroga a sus Sabines, Alí Chumacero y Cristina pacientes infantiles y poesía de Pacheco. Se considera una persona Benedetti y León Felipe a sus com- sensible con un profundo amor a la pañeros. Es una persona que ama su vida. Para Perla, son personas profesión y considera que el arte nos pensantes, creativas y trabajadoras y ayuda a sensibilizarnos y que hace falta que los profesionales, sobre todo de la medicina, disfruten de las manifestaciones artísticas. Perla, como la llaman cariñosamente sus pacientes, es un torbellino de actividad: estudia, da consultas, participa en recitales de declamación y lectura en voz alta, y de vez en cuando refuerza con su voz a un grupo musical de trova. Es una persona que difícilmente Perla Castillo, estudiante de medicina pasa desapercibida. y homeopatía del IPN Desde pequeña vivió con sus abuelos y se acostumbró a no objetos sexuales como aún son enfrentar los retos con disciplina y percibidas por muchos hombres, seguridad en sí misma. En la lectura "porque se ha comprobado que las ha encontrado muchas respuestas a mujeres solas salen adelante, que no las interrogantes que todos los son únicamente unas muñequitas”. Actualmente participa en presenjóvenes se plantean. Había oído que el Politécnico tenía buen nivel de taciones de libros, maestra de ceestudios y que era difícil entrar, pero remonias y organiza cafés literarios lo tomó como un reto, ingresó, se en su escuela para sus compañeros y mantuvo y ha sido una alumna los jóvenes de nuevo ingreso, como sobresaliente. A los 16 años se fue a una forma de contrarrestar el bomvivir con otras compañeras compar- bardeo de mensajes enajenantes de tiendo sus gastos. Desde entonces los medios masivos de comunicación. trabaja para seguir estudiando. Su afición por la poesía de Efraín Huerta y Pablo Neruda la han sensibilizado y permitido ganar el primer * Periodista y profesor del IPN, redactor lugar e los concursos interpolide la sección Cultura Norte, técnicos de Lectura en Voz Alta “Juan Tel.: 5729 6000, Ext.: 50076 y 46010. EXPRESAR LAS EMOCIONES *Raúl Adrián Onofre Mendoza CON MÚSICA Durante algún tiempo, mi amigo Armando me había Arquitectura, plantel Zaestado invitando a ingresar al Coro Alpha Nova, me catenco y la de Química decía que era lo máximo; pero a mí no me interesaba. e Industrias Extractivas. Experiencias anteriores un poco negativas, como querer Dio su concierto de presentación el 12 de noviembre, día de cantar con mariachi en alguna fiesta sin saber ni siquiera la San Esiquio –que también es el día de nuestra escuela–; canción, me hacían titubear. Sin embargo, después de posteriormente fueron ingresando estudiantes de otros pensarlo un buen rato decidí probar suerte en el Coro. planteles de nivel superior como el de Turismo, Ingeniería Al principio tuve problemas para seguir las voces de los Mecánica y Eléctrica, Textil, Físico Matemáticas y el de otros integrantes más experimentados, pero con la ayuda Comercio y Administración, de Santo Tomás. Por el del director, el maestro Amando Gómez Castillo, y de los carácter abierto de esta agrupación, más adelante llegaron compañeros pude superar la angustia de sentirme incapaz al Coro alumnos de la UNAM y la UAM. de lograrlo, porque suponía que forzosamente debía tener El trabajo del Coro cubre las áreas técnicas grupal e conocimientos previos para ingresar a este Coro. Poco a individual, desarrollo artístico y humano, para lo cual se poco, mientras transcurría el ensayo, me fueron dando imparten clases de solfeo y piano, sesiones de vocalización, confianza y supe que halectura en voz alta, autobía llegado a un grupo de estima y proyecciones de amigos, donde iba a videos relacionados con aprender a expresar mis la música coral. Además emociones con la música. se realizan convivencias, Al principio no les dije encuentros deportivos y nada a mis padres, porpaseos, entre otras actique no sabía cómo lo iban vidades que refuerzan el a tomar. Fue hasta destrabajo de equipo. pués de una semana que El Coro Alpha Nova, les comuniqué mi deintegrado por más de 50 cisión. Tuve que enfrentar alumnos, se ha presensu temor de que no fuera tado en auditorios de capaz de combinar mi escuelas y centros culdesempeño escolar con turales y ha participado los ensayos y las presenen exposiciones, festitaciones del Coro. Me vales y encuentros con comprometí a atender otros grupos corales del ambas cosas de manera Instituto Politécnico Naresponsable y de esta macional y del extranjero, nera obtuve su apoyo. como el de la UniverEstudiantes politécnicos del coro Alpha Nova Desgraciadamente, no exissidad Simón Bolívar, de te la misma comunicación con otros compañeros y sus Venezuela. Fuera del Instituto ha tenido actuaciones en la familias, que ven las actividades culturales como una iglesia de Santa Prisca en Taxco, Guerrero, dentro de las distracción y una pérdida de tiempo y no como un Jornadas Alarconianas, y en el zócalo de Chilpancingo, con complemento académico que brinda un panorama más motivo del aniversario del estado de Guerrero; así como amplio del mundo e incrementa la autoestima y sen- también en las festividades navideñas celebradas en la sibilidad, una parte fundamental en la formación plaza principal de Pachuca, Hidalgo. profesional de los alumnos. Desde el año pasado, el público puede encontrar la En mi caso, desde pequeño me sentí inclinado hacia la historia, fotos, canciones, eventos próximos, noticias y un cultura en todas sus facetas, pero hasta ahora tuve la opor- foro de chateo en su página <www.alpha-nova.ipn.mx>. tunidad, como estudiante politécnico, de atreverme a ser También puedes enviarles información a la dirección protagonista, entre sopranos, contraltos, mezzosopranos, electrónica <ALPHANOVA@esmas.com>. Si te interesa tenores y bajos. Ahora, cuando acudo a un concierto como participar en este Coro puedes acudir a los ensayos los espectador puedo sentir el placer de escuchar la música y lunes y jueves de 12:00 a 16:00 horas en el auditorio de la distinguir la armonía, el ritmo y la melodía, algo que en ESIA Zacatenco, y los martes y miércoles, a la misma hora, otro tiempo hubiera sido imposible, y en cada ensayo y en el auditorio del edificio 6 de la ESIQIE, con el maestro concierto noto que se incrementa esta sensibilidad. Armando Gómez Castillo. El Coro Alpha Nova surgió de la fusión de los coros de dos escuelas superiores de ingeniería del IPN: la de *Estudiante de la ESIQIE e integrante del Coro Alpha Nova 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 49 Vladislav V. Kravchenko y Kira V. Khmelnytskaya* La chiralidad Fotón Un viaje al universo de las ideas Coordinador de Fotón Vladislav V. Kravchenko 50 11 Mayo 2002 La chiralidad es un fenómeno fascinante que fue descubierto a principios del siglo XIX por el físico francés Jean Baptiste Biot [en adelante, los números entre corchetes remitirán a la referencia bibliográfica; en este caso: 1,2] y que actualmente atrae mucho la atención de los expertos en física, matemáticas, química, biología e ingeniería, debido a sus importantes consecuencias en distintas ramas del conocimiento humano, tan diferentes como el diseño de las antenas y la búsqueda del origen de la vida. Antes de proseguir con la explicación de este fenómeno, y con algunos ejemplos de su gran importancia, necesitamos introducir brevemente el concepto de la polarización de las ondas electromagnéticas. * Adscritos a la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica ESIME en Zacatenco. Una onda electromagnética o un campo electromagnético se describe con ayuda de dos vectores E y H de los cuales E representa al campo eléctrico y H al campo magnético. El ser humano no es capaz de ver esas dos magnitudes físicas, aunque las puede detectar y medir disponiendo de las cargas eléctricas de prueba. Sin embargo, nosotros, amigo lector, vamos a imaginarnos que somos capaces de ver con nuestros ojos los dos vectores E y H. Para simplificar nuestro experimento supondremos que hay sólo una onda electromagnética y estamos exactamente en su camino observando el comportamiento del vector E (para nuestro propósito un vector es suficiente y, en general, la polarización de una onda electromagnética se relaciona con el comportamiento de E). Aquí hay diferentes posibilidades. El vector E puede siempre conservar la misma dirección. En tal caso, decimos que es una onda polarizada linealmente o de polarización lineal. El vector E puede girar ante nuestros ojos sin cambiar en su longitud. En tal caso, su extremo describe una circunferencia y se dice que la onda es de polarización circular. Un caso más general es cuando la figura descrita por E es una elipse y la polarización se llama elíptica. El plano generado por el vector E y por el vector de la dirección en la cual se propaga la onda se conoce como el plano de la polarización. En 1811, Jean François Dominique Aragó y, en 1812, J.B. Biot, ambos físicos franceses, descubrieron al parecer independientemente uno de otro el fenómeno de la actividad óptica [6]. El plano de polarización de la onda luminosa polarizada linealmente rotaba mientras la onda pasaba a través de algunos cristales (véase la figura 1). Ahora, este hecho no sorprendería a nadie, se sabe muy bien que existe una variedad de así llamados cristales anisotrópicos. La propagación de las ondas electromagnéticas en tales cristales depende de la dirección, ya que la estructura cristalina no es simétrica en todas las direcciones. Aún más, se descubrieron muchos medios por diferentes causas anisotrópicas. Por ejemplo, una capa de nuestra atmósfera, la ionosfera es un medio anisotrópico bajo la influencia del campo magnético de la Tierra. Sin embargo, a principios del siglo XIX, tales observaciones eran novedosas y de suma importancia, ya que aún no se tenía una aceptable teoría que explicara el fenómeno. Biot continuó con los experimentos descubriendo, en 1815, que el mismo fenómeno de la actividad óptica se presentaba también en líquidos orgánicos que seguramente no eran anisotrópicos. 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 51 Fig.1 Cabe mencionar que estos descubrimientos de Aragó y Biot recibieron mucha atención de los científicos de aquella época y en gran medida impulsaron la creación de la teoría ondulatoria de la luz. Con el tiempo, el término actividad óptica resultó inapropiado, pues se descubrió que en algunos medios propuesto por el gran físico inglés Lord Kelvin. La raíz de este vocablo es la palabra griega cheir que significa "la mano" [7]. Para explicar el porqué tal término es el adecuado, necesitamos conocer un poco más acerca de los medios chirales. La rotación del plano de polarización de una onda polarizada linealmente no es un fenómeno aislado en un medio chiral. Por ejemplo, nosotros estamos acostumbrados a que una onda plana que incide sobre la frontera entre dos medios físicos distintos puede generar a lo máximo una onda refractada como se muestra en la figura 2. Sin embargo, si el segundo medio es un medio chiral se van a generar dos ondas refractadas (véase la figura 3), una de las cuales será polarizada circularmente a la izquierda y la otra a la derecha (véase la figura 4). Lo más curioso es que ¡incluso, las velocidades de propagación de las dos ondas serán distintas! De alguna manera, el medio distingue entre las ondas polarizadas Fig.4 Fig.2 Fig.3 (isotrópicos) la rotación del plano de polarización de una onda polarizada linealmente ocurre no solamente en las frecuencias ópticas sino también en las frecuencias más bajas. Poco a poco se admitió otro término: la chiralidad, 52 11 Mayo 2002 circularmente a mano izquierda y a mano derecha, lefthanded y right-handed en inglés, es decir, entre el original y su imagen en el espejo. Precisamente, esta propiedad del material de diferenciar entre la polarización a mano izquierda y la de a mano derecha o distinguir la handedness de la onda, Lord Kelvin llamó la chiralidad. Una enorme variedad de materiales que se encuentran en la naturaleza revelan propiedades chirales estando irradiados por los campos electromagnéticos de diferentes frecuencias. El caracol es un medio chiral, la pupila del ojo humano es chiral, la mayoría de las moléculas orgánicas entre las cuales está la molécula del ADN son materiales chirales. La molécula del ADN en todos los seres vivos en nuestro planeta es una hélice fuertemente enrollada que gira hacia la derecha, es decir, dextrógira [3]. No hay ninguna ley de la naturaleza que prohíba el ADN levógiro, sin embargo, por alguna razón la vida terrestre prefirió la mano derecha (remitimos a [3], donde el lector puede encontrar información acerca de una forma peculiar de la molécula del ADN conocida como Z-DNA, la cual es un zigzag levógiro, encontrado en algunos cromosomas de bacterias y de células eucarióticas, cuyo papel aún no es claro). cual demuestra la gran importancia de los De una manera simiresultados obtenidos en esta área. Las lar, para muchas moléaplicaciones se extienden desde la culas orgánicas, la misquímica orgánica hasta el diseño de ma chiralidad sea a la radares. derecha o sea a la izquierCabe mencionar que las ecuaciones da es común en todos los que uno analiza, cuando se estudia la proseres vivos, lo cual supagación de ondas electromagnéticas en giere que toda la vida medios chirales, guardan relación con descendió de una sola muchos otros modelos físicos, tales como célula ancestral que conlos que describen tornados; algunos efectenía moléculas de chitos en termoacústica, hidrodinámica, ralidades particulares enmagnetohidrodinámica, física de cuarks, contradas hoy [4]. astrofísica (las referencias correspondienLas moléculas de un tes se pueden encontrar en [6]). A pesar de medio chiral isotrópico la complejidad de las ecuaciones y de los no son simétricas resB-DNA Z-DNA problemas relacionados, en general se pecto a la reflexión esFig.5 logró un importante avance en su análisis pejada, es decir, no son y comprensión (véase [6 y 8]). Asimismo, congruentes con su imagen en el espejo. La molécula chiral junto con su imagen la aplicación de nuevos métodos [5] permite tanto se llaman enantiomers [7] y en general tienen diferentes simplificar este estudio como ampliar la clase de propropiedades. Por ejemplo, un endulzante común es un blemas resueltos. No obstante, esta área de la ciencia aún requiere mucha enantiomer, cuyo "hermano" espejado es amargo [7]. Un importante avance en la materia de los medios mano de obra y todo parece indicar que los mayores lochirales fue logrado en Finlandia en 1914 por Karl Lind- gros en este campo todavía no se han alcanzado y man, quien creó el primer material chiral artificial. Él continúan reservados para futuras investigaciones. preparó pequeñas hélices de alambre de cobre, las empacó en bolitas de algodón, las cuales puso de una manera REFERENCIAS arbitraria en una caja de cartón (remitimos a [8], donde el 1. BIOT, J.B., Phénomènes de polarisation successive, observés lector interesado puede encontrar los detalles acerca del dans des fluides homogènes, Bull. Soc. Philomat., 1815, pp. experimento de Lindman). El resultado fue que una mez190-192. cla de cantidades iguales de las hélices torcidas a la 2. BIOT, J.B., Mémoire sur la polarisation circulaire et sur les derecha y torcidas a la izquierda no mostraba ninguna applications à la chimie organique, Mém. Inst. France, 1835, propiedad chiral, pero si estas hélices se tomaban en v. 13, pp. 39-175. proporciones diferentes se podía observar claramente 3. CURTIS, H., N. SUE BARNES, Biología, Editorial Médica todos los fenómenos relacionados con la chiralidad del Panamericana, 2000. medio (en el intervalo de frecuencias 1-3 GHz). Este 4. DAVIES, P., The Fifth Miracle, Penguin Books, 2000. resultado de Lindman fue el principio de una serie de 5. K.V. KHMELNYTSKAYA, V.V. KRAVCHENKO, H. OVIEDO publicaciones que confirmaron y ampliaron la deQuaternionic Integral Representations for Electromagnetic mostración experimental de la chiralidad en distintas Fields in Chiral Media, Telecommunications and Radio bandas de frecuencias (véase, por ejemplo [9 y 10]). Engineering, 2001, v.56, núm. 4 y 5, pp. 53-61. Hoy, los medios chi6. LAKHTAKIA, A., Beltrami Fields in Chiral Media, World rales artificiales que se Scientific, 1994. producen en la industria 7. LAKHTAKIA, A., "A Mini-review on Isotropic Chiral en esencia se hacen bajo Mediums", Electromagnetic Fields in Unconventional el principio de Lindman: Materials and Structures, John Wiley & Sons, Inc., 2000, los responsables de la pp. 125-149. chiralidad son las pro8. LINDELL, I.V., A.H. SIHVOLA, S.A. TRETYAKOV, A.J. piedades geométricas del Viitanen, Electromagnetic Waves in Chiral and Bi-isotropic material. Media, Artech House, 1994. En la última década, 9. TINOCO, I., M.P. FREEMAN, The Optical Activity of Oriented se han publicado más de Copper Helices: I. Experimental, Journal of Physical diez mil artículos dediChemistry, 1957, v. 61, pp. 1196-1200. cados al estudio de los 10. WINKLER M. H., An Experimental Investigation of Some fenómenos relacionados Models for Optical Activity, Journal of Physical con medios chirales, lo Karl Lindman Chemistry, 1956, v. 60, pp. 1656-1659. Fig.6 11 Donde la ciencia se convierte en cultura 53