Com eram i com som.

Escrit per Ana Martí Ainsa

Alumna de 4rt.ESO IES Joan Ramis

La evolución de la vida sobre la Tierra ha sucedido a lo largo de millones de años y muchas veces se ha visto afectada pos extinciones de más del 9º por ciento de las especies.
Hace unos 180 millones de años, cuando aún dominaban los reptiles sobre el planeta, aparecieron los primeros mamíferos. Estos a lo largo de la historia han ido evolucionando y algunos se han extinguido.
El punto de inicio de la historia de la humanidad empezó con la aparición de los primates, hace unos 65 millones de años. Los primeros de ellos eran unos pequeños seres que empezaron a vivir en los árboles en lugar de permanecer en el suelo, como la mayoría de los mamíferos. Entre las especies que pertenecen a los primates están, además del ser humano, los simios, monos y musarañas.
Por pertenecer a la misma familia, las diferentes especies de primates, en especial monos y simios, guardan similitud con el ser humano. Según algunos estudiosos, el último ancestro común entre el ser humano y el chimpancé, nuestro primo más cercano, existió hace 6 ó 7 millones de años.
Los cambios en la biología de los primates que desembocaron en los primeros homínidos se dieron en África: en el Este y en el Sur. El cañón de Olduvai, en Tanzania, el noreste de África, es uno de los lugares donde se han encontrado los fósiles más antiguos que aportan datos sobre la historia evolutiva del ser humano.
Ha habido dos tipos de homínidos, en los últimos 4’4 millones de años(después de la divergencia del chimpancé). Uno de ellos es el Austrolopithecus y el otro el genero homo, que apareció hace 2.5 millones de años y que incluye por lo menos tres especies: homo habilis , homo erectus, homo sapiens.

Desde el primer homínido, el hombre ha ido evolucionando gracias a una serie de cambios en su especie, esto fue conocido como el proceso de hominización. Algunos de los cambios fueron los siguientes:
La marcha bípeda (poder caminar con dos pies). Esta forma de moverse provocó una serie de modificaciones imprescindibles: una columna vertebral con curvaturas, que permite que el centro de gravedad del cuerpo describa al andar casi una recta, una pelvis ancha, una rodilla que puede doblarse en un solo sentido, un hueso del talón alargado y un pulgar del pie largo y alineado con el resto de los dedos de los pies.

La marcha bípeda permitió:
Otear el horizonte por encima de la vegetación herbácea en busca de árboles o depredadores.
Transportar cosas (como comida, palos, piedras o crías) con las manos, liberadas de la función locomotora.
Es más lenta que la marcha cuadrúpeda, pero es menos costosa energéticamente, lo que debería ser interesante para recorrer largas distancias en la sabana, o en un hábitat más pobre en recursos que la selva.
Expone menos superficie al sol y permite aprovechar la brisa, lo que ayuda a no recalentar el cuerpo y ahorrar agua, cosa útil en un hábitat con escasez del líquido elemento.
La cara y los dientes. Todos los grandes simios están dotados de enormes caninos (colmillos) que destacan del resto de los dientes. A medida que avanzamos en el proceso de hominización, observamos que los caninos van reduciéndose de tamaño. Además, los dientes que sirven para masticar han ido disminuyendo su tamaño progresivamente. Estos cambios provocan el achatamiento del rostro y una disminución del tamaño de la cara y de las mandíbulas.

Tamaño del cerebro. La mayoría de los seres humanos actuales tiene una capacidad craneal entre 1.300 y 1.500 cm3. Los científicos piensan que el increíble crecimiento de tamaño del cerebro puede estar relacionado con la mayor sofisticación del comportamiento de los homínidos. Los antropólogos, por su parte, señalan que el cerebro desarrolló su alta capacidad de aprendizaje y razonamiento, después de que la evolución cultural, y no la física, cambiara la forma de vida de los seres humanos.
La adquisición del lenguaje articulado. El lenguaje articulado permitió transmitir información concreta de modo instantáneo.

Australopithecus

El Australopithecus es el homínido más antiguo que se conoce y se estima su antigüedad hasta en 4 millones de años.
En 1925, el paleontólogo Raymond Dart descubrió el cráneo de un Australopithecus en Taung, al sur de África. El descubrimiento de este fósil, ancestro del ser humano e íntimamente relacionado con el mono, provocó polémica porque se encontró en África y hasta entonces se había fundado el origen del ser humano en Europa.
Sus restos demostraron que estos homínidos medían más de un metro de estatura y que sus caderas, piernas y pies se aparecían más a los de los seres humanos que a los de los simios. El cerebro se asemejaba al de estos animales y tenía un tamaño similar al del gorila. La mandíbula era grande y el mentón hundido. Caminaban erguidos y podían correr, a diferencia de los simios. Sus largos brazos acababan en manos propiamente dichas, con las yemas de los dedos planas, como las de los seres humanos. Se cree que estos seres eran carnívoros, pues a su alrededor se han encontrado huesos y cráneos que habían sido machacados para extraer el tuétano y los sesos.
La especie más famosa de Australopithecus es la Australopithecus afarensis, gracias al descubrimiento, en 1974 en Hadar, Etiopía, de los restos de , una joven mujer de la que se encontraron 52 huesos de un esqueleto semicompleto, con una edad aproximada de 3.2 millones de años.

Homo habilis

En zonas del este de África se encontraron restos de otros homínidos que existieron al mismo tiempo que los Australopithecus. La primera especie del género Homo apareció hace 2.5 millones de años y se dispersó gradualmente por África, Europa y Asia.
En sus primeras manifestaciones se le conoce como Homo habilis, y tenía una capacidad craneana de 680 cm3 y su altura alcanzaba el metro y 55 cm. Era robusto, ágil, caminaba erguido y tenía desarrollada la capacidad prensil de sus manos. Sabía usar el fuego, pero no producirlo, y se protegía en cuevas. Vivía de recolectar semillas, raíces, frutos y ocasionalmente comía carne.

Homo erectus

La especie que se desarrolló posteriormente a esta se denomina Homo erectus, hace 1.5 millones de años. La diferencia fundamental del Homo erectus y los homínidos que lo antecedieron radica en el tamaño, sobre todo del cerebro. Su cuerpo es la culminación de la evolución biológica de los homínidos: era más alto, más delgado, capaz de moverse rápidamente en dos pies, tenía el pulgar más separado de la mano y su capacidad craneana llegó a ser de 1250 cm3. También fabricó herramientas, como el hacha de mano de piedra, y aprendió a conservar el fuego, aunque no podía generarlo.

Homo sapiens neanderthalis

Una o más subespecies del Homo erectus evolucionaron hasta llegar al Homo sapiens, un nuevo tipo físico. Los restos más antiguos del Homo sapiens tienen una edad entre 250 mil y 50 mil años. En sentido estricto se le denomina Homo sapiens neanderthalis: el hombre de Neanderthal. Recibe este nombre por el lugar dónde se encontró el primer cráneo que demostraba la existencia de su especie, en el valle de Neander, en Alemania.
Los hombres de Neanderthal tenían el cerebro de mayor tamaño y el cráneo distinto que del Homo erectus. Su mentón estaba hundido y su constitución era muy gruesa. La característica facial que más llama la atención es su nariz, que es grande y bulbosa. Esta adaptación les servía para calentar y humidificar el aire que inhalaban, y para perder calor con el que exhalaban, protegiéndose así de sufrir de sobrecalentamiento. Esta especie se encontró desde Europa occidental y Marruecos hasta China, pasando por Irak e Irán.
Los neanderthales estaban más capacitados y eran mentalmente más avanzados que ningún otro ser que hubiera habitado en la Tierra anteriormente. Esta especie humana vivió la última glaciación y se adaptó a ella construyendo hogares excavados en el suelo o en cavernas y manteniendo hogueras encendidas dentro de ellos. Los neanderthales que vivían en las zonas del norte de Europa fueron cazadores y se especializaron en atrapar a los grandes mamíferos árticos: el mamut y el rinoceronte lanudo, cuyos restos llevaban arrastrando hasta la entrada de sus cuevas, en donde los cortaban en pedazos.
Los hombres de Neanderthal se cubrían con pieles y disponían de mejores útiles de piedra que sus antepasados. Además realizaban una actividad novedosa: enterraban a sus muertos con gran.
El hombre de Neaderthal desapareció bruscamente, su lugar fue ocupado por los hombres modernos, hace unos 35 mil años.

Homo sapiens sapiens

Después del Neanderthal vino el Homo sapiens sapiens, que es la especie a la cual pertenecemos los seres humanos modernos.
Los Homo sapiens sapiens se extendieron por la Tierra más que ninguno de los primates anteriores. Un grupo prehistórico de esta especie fueron los hombres de Cro-Magnon (32 mil años), llamados así por la cueva cercana a la aldea de Les Eyzies, Francia, donde fueron hallados sus restos óseos. Los cro-magnones vivieron la última glaciación y aunque su cerebro no era mayor que el del hombre de Neanderthal, le dieron nuevos usos pues, entre otras cosas, hicieron y mejoraron muchos instrumentos y armas. Los cro-magnones son también los artistas más antiguos. El hombre actual no difiere básicamente ni en capacidad cerebral, ni en postura, ni en otros rasgos físicos, del modelo que la evolución había logrado en el hombre de Cro-Magnon. Lo que dio al hombre moderno su control sobre la Tierra no fue su físico, sino su capacidad de aprovechar y transmitir a sus descendientes la información cultural por medio de su inteligencia.

Reologia, un pretexto para aprender a investigar una Ley Natural

La Reologia es el estudio de la deformación y el fluir de la materia. La Real Academia Española define reología como: estudio de los principios físicos que regulan el movimiento de los fluidos.

Una definición más moderna expresa que la reología es la parte de la física que estudia la relación entre el esfuerzo y la deformación en los materiales que son capaces de fluir. La reología es una parte de la mecánica de medios continuos. Una de las metas más importantes en reología es encontrar ecuaciones constitutivas para modelar el comportamiento de los materiales.

La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales (o de arrastre), es el rozamiento interno entre las capas de fluido. A causa de la viscosidad, es necesario ejercer una fuerza para obligar a una capa de fluido a deslizar sobre otra.
Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal.
La viscosidad de los fluidos es la responsable de la disipación de energía en forma de calor en el flujo de los mismos.

Estre las unidades de viscosidad encontramos el Poise y el Stokes.

Son dos las causas que originan esa viscosidad:

1º) las fuerzas de cohesión existentes entre las moléculas.

2º) el intercambio de cantidad de movimiento debido a la transferencia de moléculas de unos puntos a otros dentro de la vena fluida.

De acuerdo con estos dos factores, pueden explicarse las variaciones de la viscosidad con la temperatura para los líquidos y los gases.

En los líquidos, la viscosidad es sensible a la temperatura y disminuye al aumentar ésta. Eso se debe a que predomina la disminución de la causa 1) sobre el aumento de la 2). Así, por ejemplo, la viscosidad del agua a 0 ºC es 1,75 cP y a 100 ºC es de 0,28 cP.

En los gases, la viscosidad aumenta con la temperatura.

Eso es debido a que la disminución de la causa 1) es pequeña, porque en los gases las fuerzas de cohesión ya son pequeñas, y en cambio es importante el aumento de la causa 2). Las moléculas gaseosas al calentarse se desplazan más rápidamente, pero hay más choques y más efectos de frenado de unas capas sobre otras. La viscosidad de los gases se ha estudiado intensamente en la teoría cinética de los gases, disponiéndose de tablas exactas para su cálculo.

OBJETIVOS

El objetivo principal del trabajo es encontrar una relación entre la temperatura y la viscosidad en la miel.

También queremos llegar a definir una formula que nos permita saber la viscosidad que tendrá la miel en una temperatura determinada.

Análisis de Datos.

Ante una serie de pares de valores obtenidos experimentalmente o por observación podemos intentar descubrir el tipo de relación que existe entre ellos bien sea de forma cualitativa (siguiendo por ejemplo un patrón tipo +/+ o +/- basado en una prueba de ji-cuadrado) o intentando profundizar algo más construyendo un modelo matemático que ligue ambas variables y permita realizar una cierta predicción sobre futuras experiencias u observaciones.

En la línea de buscar una dependencia cuantitativa entre las variables estudiadas existen algunas estrategias especialmente útiles:

Se trata de ensayar cual de los siguientes patrones se ajusta mejor a nuestros números:

Dependencia Lineal.

Representación gráfica en un sistema de coordenadas de dos ejes (x,y) de los valores de que disponemos.

La recta de regresión (siempre que el coeficiente de correlación sea significativo) es un buen modelo de dependencia entre ambas variables. Pondremos como ejemplo la emblemática Ley de Hubble, en la que velocidad de recesión de las galaxias y distancia al observador siguen una relación lineal (representable como una línea recta).

Dependencia Exponencial.

Representación gráfica en un sistema de coordenadas de dos ejes (x,y) de los valores de que disponemos, pero realizando un cambio de variables en uno de ellos de manera que sustituimos su verdadero valor por el logaritmo (en una base conveniente) del mismo.

La recta de regresión entre una variable y el logaritmo de la otra (siempre que el coeficiente de correlación sea significativo) es un buen modelo de dependencia entre ambas variables, de las que podemos deducir una relación de tipo exponencial.
Son ejemplos clásicos la extinción de la luz en el agua con la profundidad, la disminución de presión atmosférica con la altura, el crecimiento del número de organismos (en condiciones no limitantes) con el tiempo (o el número de generaciones) y por último el número de átomos supervivientes con el tiempo en un proceso de desintegración radioactiva.

Dependencia Potencial.

Representación gráfica en un sistema de coordenadas de dos ejes (x,y) de los valores de que disponemos, pero realizando un doble cambio de variables sustituyendo el verdadero valor de ambas por sus logaritmos (en una base conveniente).

La recta de regresión entre ambas transformadas logarítmicas (siempre que el coeficiente de correlación sea significativo) es un buen modelo de dependencia entre ambas variables, de las que podemos deducir una relación de tipo potencial.

El ejemplo paradigmático que proponemos en la Tercera Ley de Kepler (“los cuadrados de los periodos son proporcionales a los cubos de los semiejes mayores de la planetas”)

No quedan agotados con estos tres ejemplos todas las posibilidades de análisis pero en esta exposición elemental nos limitaremos a ellos (citemos por ejemplo la linealización de las Ecuaciones de Michaelis (como ecuaciones de Lineweaver-Burk) o el análisis periódico entre otros muchos)

Puesto que ignoramos -a priori- cual de dichas relaciones puede ajustarse mejor a los datos de que disponemos será necesario ensayarlas todas evaluando su adecuación mediante en coeficiente de correlación (mejor cuanto más próximo a la unidad -indicando de una dependencia perfecta- y peor cuanto más cercana a cero -que indica una independencia total- entre las dos variables)

MATERIAL Y MÉTODOS

Para realizar este experimento hemos utilizado el siguiente material:

- Miel a temperatura ambiente
- Miel a 40ºC aproximadamente
- Un vaso de cartón o de plástico
- Un aro de hierro para sujetar el vaso
- Un pie para sujetar el aro
- Un palito de pinchito
- Un vaso pequeño de cristal al cual le hacemos una marca que indica el tope
- Un termómetro
- Un cronómetro
- Microondas

Primero agujereamos el centro de la base del vaso con el palo de pinchito con la finalidad de que nos sirva de tapón a la hora de echar la miel y luego nos haga de canal para que salga. A continuación sujetamos el aro de hierro al pie
y luego introducimos el vaso en el aro.
Al tener todo el montaje dispuesto es el momento de poner el tapón y tirar la miel a temperatura ambiente dentro del vaso comprobando con el termómetro la temperatura exacta que tiene. Por último ponemos en la base del pie, justo debajo del vaso con el tapón, el vaso pequeño de cristal, quitamos el tapón y dejamos caer la miel dentro hasta que llegue a la marca, cronometrando el tiempo que tarda en caer.

Finalizado este primer experimento, repetimos la operación un par de veces más por los errores que haya podido haber. También hay que hacer el mismo experimento pero calentando la miel unos segundo en el microondas hasta llegar aproximadamente a los 40ºC.

Resultados.

En el caso del experimento que consideramos la fuente ajena (Uno) se han hecho varios ensayos que consistían en dejar caer cinco bolitas de acero en jarabe de maíz y medir el tiempo promedio que tardan las bolitas en hundirse en una determinada cantidad de este jarabe a diferentes temperaturas.
Se han obtenido los siguientes resultados:

Se llegó a la conclusión de que mientras mas frío se encuentre el jarabe de maíz mas tiempo tarda la bolita en llegar al fondo del recipiente, es decir, cuanto mas frío sea el líquido más viscoso será.
En el caso de nuestro experimento (Dos) se realizó con miel en lugar de jarabe de maíz y en vez de dejar caer una bolita de acero se midió el tiempo que tardaba la miel en pasar a través de un agujero hecho en un recipiente en el cual se puso la miel posteriormente. En nuestro caso hemos obtenido los siguientes resultados:

Como podemos observar en los dos casos se puede llegar a la misma conclusión; a más temperatura menor viscosidad. Podemos observar tambien que el error cometido en cada ensayo es aproximadamente el mismo





CONCLUSIONES

Observando las gráficas que hemos obtenido a partir de los resultados de nuestra experiencia podemos ver que a medida que la temperatura de la miel aumenta, disminuye su viscosidad. De los 20º a los 40º es cuando aparecen los cambios más bruscos de viscosidad, a partir de los 40º la diferencia empieza a suavizarse.

Esta relación temperatura-viscosidad, es una relación inversa, ¡pero ojo, no es proporcional! Es decir, a medida que la temperatura aumenta, la viscosidad disminuye y viceversa, pero todo esto siguiendo la fórmula que hemos calculado. No si la temperatura aumenta un 20% la viscosidad disminuirá un 20%, si no que la relación entre ambas magnitudes es mucho más compleja y la representamos mediante una función potencial.

Discusión

Acerca de la viscosidad de los líquidos se han realizado muchas y diversas experiencias a partir de las cuales han surgido gran cantidad de fórmulas, las cuales son todas esencialmente empíricas debido a que se basan en aspectos distintos al tratar la viscosidad: unas se centran en la caída de cuerpos a través de los fluidos, otras en la fluidez de la propia sustancia, etc.

Pero parece ser que en la medición de la viscosidad en líquidos, la mayoría de procedimientos utilizados se basan en las ecuaciones de Poiseuille o de Stokes (normalmente en el primero, por referirse a la viscosidad dinámica). La unidad de viscosidad en el sistema internacional es el pascal-segundo (Pa.s), pero suele utilizarse, en el sistema cegesimal, el poise:

1 poise = 100 centipoise = 1 g/(cm·s) = 0.1 Pa·s

Un aspecto característico de la viscosidad es que mientras disminuye en los líquidos al aumentar la temperatura, en los gases aumenta. Esto es debido a que la disminución de las fuerzas de cohesión existentes entre las moléculas es pequeña, porque en los gases las fuerzas de cohesión ya son pequeñas, pero por otro lado el intercambio de cantidad de movimiento debido a la transferencia de moléculas de unos puntos a otros dentro de la vena fluida es importante. Las moléculas gaseosas al calentarse se desplazan más rápidamente, por lo que hay más choques y más efectos de frenado de unas capas sobre otras.

Respecto a la viscosidad hay diversos tipos de fluidos, entre los que encontramos los que, con una temperatura fija, padecen un aumento de viscosidad al producirse en ellos una agitación (fluidos reopécticos). O los tixotrópicos que serían el caso contrario (disminución de la viscosidad por la agitación), como el Ketchup, algunos tipos de mieles, pinturas antigoteo... En cambio los fluidos newtonianos son los que no padecen alteraciones de viscosidad a temperaturas fijas.

En nombre de superfluido es el que recibe el estado de la materia caracterizado por la ausencia total de viscosidad, producida por efectos cuánticos (uno de los primeros casos en los que se han observado a escala macroscópica). La “sustancia” considerada como superfluido es el helio-II (que se da por debajo del punto lambda: 2,1768oK) el cual, al tener una viscosidad nula, tiene ciertas características que le hacen único. Una de ellas es la capacidad de reptar, que hace que cualquier sólido en contacto con él se cubra con una capa de entre 50 y 100 átomos de espesor a través de la cual el líquido puede fluir a una cierta velocidad que depende de la temperatura. De hecho si se sumerge parcialmente un recipiente con el fondo estanco en una superficie de helio-II, éste reptará por las paredes exteriores del recipiente llenándolo hasta que los niveles en ambos se igualen, esta propiedad dificulta por razones obvias la construcción de recipientes de helio-II.