Eclipsi solar II: Analogia geométrica de l'eclipsi total

Els discos del Sol i la Lluna, vistos des de la Terra són quasi iguals; l'un i l'altre a penes sobrepassen el mig grau. Estant el Sol 400 vegades més lluny que la Lluna, és 400 vegades més gran.

L'objectiu d’aquesta analogia didàctica és la millor comprensió de les relacions 400/400 esmentades i la seva importancia en els eclipsis totals.

S’ha fet la representació en paper quadriculat per apreciar les longituds.

S’han representat el Sol i La Lluna com línies que representen el seu diàmetre. El Sol con la línia entre els poins grocs i a l’esquerra. Lluna com línia blanca i al mig (pin blau).

La terra es representa com un pin verd, a la dreta, on és l’observador.

Les línies vermelles marquen l’angle del camp visual del Sol.

Enlloc de que el diàmetre del sol sigui 400 vegades el diàmetre de la Lluna i enlloc de que el Sol estigui 400 vegades més lluny de la Terra que  la Lluna, suposarem que el diàmetre del Sol (10 cm) és el doble de la Lluna (5 cm) i que el Sol estigui al doble de la distancia de la Lluna (20 cm). Es a dir: hem dividit per 200 les dues relacions reals (enlloc de 400 vegades son 2 vegades).

 

 1.- Sistema Terra-Lluna-Sol en proporcions 2:2

 En el sistema normal Terra-Lluna-Sol es veu com el diàmetre del Sol és de 10 cm, mentre que el de la Lluna és de 5 cm. La distancia de la Terra al Sol es de 20 cm, mentre que de la lluna al Sol és de 10 cm. Es compleixen les proporcions realtives 2:2. Per a un observador puntual a la Terra, els diàmetres aparents son idèntics.

En aquestes condicions veiem que, per a un observador de la Terra, el cercle de la Lluna oculta exactament el cercle del Sol.

Es demostra, per tant, que la relació 400/400 és una coincidència extraordinària que ens permet gaudir d’un eclipsi total.

 Si el conjunt Terra-Lluna estigués més lluny del Sol, el Sol es trobaria encara més ocult perquè el seu diàmetre aparent seria inferior al de la Lluna.

 

2.- Sistema Terra-lluna-Sol en proporcions 2:3

 Si, pel contrari, el conjunt Terra-Lluna estigués més proper, el Sol no quedaria ocultat completament (no seria geomètricament com un eclipsi anul·lar però l’aspecte seria semblant).

 3.- Sistema Terra-Lluna-Sol en proporcions 3:2

 Es demostra, per tant, que la relació 400/400 és una coincidència extraordinària que ens permet gaudir d’un eclipsi total.

 Si la distancia de la Lluna a la Terra és lleugerament més gran de 10 cm (1 cm en la relació 2:2) tenim una analogia del apogeu, produint un eclipsi anul·lar.

  4.- Eclipsi anul·lar, amb la analogia de la proporció 2:2

 En resum, l’ocurrència d’un eclipsi total de sol es dona per la coincidència de dues circumstancies extrasordinaries inherents únicament al planeta Terra:

-El diàmetre del sol és, aproximadament 400 vegades el de la Lluna, i el Sol està 400 vegades, aproximadament, més lluny de la Terra que la Lluna. 

-El Sol s’ha de trobar alineat amb la Lluna en el nodus en que el pla orbital de la Lluna talla la eclíptica.

 

Eclipsi solar I: Tipus d'eclipsi

Tipus d'eclipsi

Vist des de la Terra, un eclipsi solar succeeix quan la Lluna passa entre el Sol i la Terra, i la Lluna cobreix total o parcialment el Sol en una posició concreta de la Terra. Això només pot passar durant la fase de lluna nova, quan el Sol i la Lluna estan en conjunció vist des de la Terra.

Hi ha tres tipus d'eclipsi:

• Parcial: la Lluna no cobreix per complet el disc solar, que apareix com un creixent.
• Anul·lar: es dona quan la Lluna es troba prop de l'apogeu.  Com el diàmetre aparent és més petit, no oculta completament el sol, de manera que, en la fase màxima, roman visible un anell del disc del Sol. Això ocorre en la banda d'anul·laritat; fora d'ella l'eclipsi és parcial.
• Total: des d'una franja (banda de totalitat) en la superfície de la Terra, la Lluna cobreix totalment el Sol. Fora de la banda de totalitat l'eclipsi és parcial. Es dona quan la Lluna es troba en perigeu.

 Tipus d’eclipsis

Àrees d’eclipsi parcial i total

Condicions perque és doni un eclipsi

Els eclipsis es donen quan hi ha una determinada combinació entre la grandària del satèl·lit i la seva distancia a la estrella. En el cas d’un eclipsi total de Sol existeix per una extraordinària coincidència. Els discos del Sol i la Lluna, vistos des de la Terra són quasi iguals; l'un i l'altre a penes sobrepassen el mig grau. Estant el Sol 400 vegades més lluny que la Lluna, és 400 vegades més gran. 

El semidiàmetre del Sol és 16'1": varia en el transcurs d'un any, per ser el·líptica l'òrbita de la Terra al voltant del Sol des de 15' 45" a 16' 17". Mentre que el semidiàmetre lunar és de 15' 32": varia per idèntica raó entre 14' 43" i 16'26" durant un mes lunar. Només durant una fracció de l'òrbita lunar, quan la Lluna està prop del perigeu, té prou grandària per a causar un eclipsi de Sol total.

Apogeu i perigeu

En un eclipsi, els centres del Sol, la Terra i la Lluna estan alineats, i la Lluna sempre és a prop de la línia que uneix la Terra i el Sol. 

El pla de l’orbita de la Lluna no coincideix amb l’equador terrestre ni amb el pla de la eclíptica (que és el pla de l'robita de la Terra al voltant del Sol). 

Si l’òrbita de la Terra estiguès sobre la ecliptica (pla de la òrbita de la Terra), en cadascuna de les revolucions lunars es donaria un eclipsi de sol en el noviluni (lluna nova) i a un eclipso de Lluna durant el pleniluni (lluna plena), al cap d'uns quinze dies. En realitat, el pla de l'òrbita lunar està inclinat respecte a l'eclíptica un angle de 5°8′13″, cosa que motiva, la majoria de vegades, que la Lluna passi per sobre o per sota del Sol o per dalt o per sota del con d'ombra de la Terra sense que tingui lloc l'eclipsi. Només hi haurà eclipsis a les sizígies (paraula que engloba les conjuncions i oposicions del Sol i la Lluna) quan el Sol estigui a prop dels nodes de la Lluna o punts en què l'òrbita lunar talla a l'el·líptica. 

Òrbita de la Lluna en relació a pla de la eclíptica

Si l'alineació dels dos plans és força perfecta, passa un eclipsi total. Si la coincidència no és completa per no estar la Lluna sobre l'eclíptica, encara que sí a prop seu, es produeix un eclipsi parcial, quedant el Sol parcialment ocult per la Lluna (eclipsi parcial de sol) o està parcialment immersa al con d'ombra de la Terra (eclipsi parcial de lluna).  

El fet de que els diferents plans de rotació del sistema Terra – Lluna - Sol estiguin tots en angles diferents, fa que sigui tant excepcional un eclipsi total de Sol.  .

 

  CENDRA VOLCÀNICA II

Riscos per la salut de la cendra volcànica

En general, la mida de les partícules suspeses a l’aire, que son inhalades, es troba directament vinculada amb el potencial per provocar problemes de salut. Les partícules petites de menys de 10 micròmetres (µm) de diàmetre (fracció anomenada PM10) suposen els majors problemes, ja que poden arribar a la profunditat dels pulmons. D’elles, les partícules de mida igual o inferior a 2.5 µm (fracció PM2.5) , son les més perilloses perquè poden arribar als bronquíols i alvèols pulmonars. Per aquesta raó també s’anomenen fracció respirable. Les partícules igual o inferiors de 0.1 µm poden fins i tot arribar al torrent sanguini.

L'exposició a partícules volcàniques pot afectar tant els pulmons com el cor. Múltiples estudis científics han vincular l'exposició a la contaminació per partícules a una varietat de problemes de salut, que inclouen mort prematura en persones amb malalties cardíaques o pulmonars, infarts de miocardi no mortals, arítmies cardíaques, agreujament de l’asma, funció pulmonar reduïda per les reaccions inflamatòries, símptomes respiratoris augmentats, com irritació a les vies respiratòries, tos o dificultat per respirar (síndrome de silicosi).

Segons els riscos per a la salut humana, el material particulat suspès en l’aire (aerosol) es distribueix en tres fraccions:

-Fracció inhalable: PM totals que entren el sistema respiratori. Inclou les altres dues fraccions. Les més grans de 10 µm depositen majoritàriament en el moc i la saliva de les vies superiors nasofaringeas per a ser posteriorment ingerides. Si les PM son insolubles (cas de la cendra volcànica) passen per el sistema digestiu sense més conseqüències.

-Fracció toràcica: Son les PM10. Superen les vies superiors nasofaringeas i a arriben al sistema muco-ciliar toràcic. Les PM més grans d’aquesta fracció impacten en les paret dels conductes respiratoris i son transportades a les vies superiors per el sistema muco-ciliar. Posteriorment son ingerides.

-Fracció respirable: Son les PM2.5. superen l’arbre traqueobronquial i penetren en les vies no ciliades i els espais alveolars. Son les més perilloses perquè, en no poder ser expulsades per el sistema muco-ciliar, poden induir una resposta inflamatòria de cos estrany (granuloma) que pot a arribar a comprometre la funció respiratòria. La cronificació de la inflamació pot porta a pneumònia, bronquitis crònica o EPOC. Les PM0.1 poden travessar la paret alveolar per entrar en la circulació sanguinea, provocant malalties cardiovasculars descrites més a munt.

 

Fraccions del material particulat (Fuente)

 S’ha d’aclarir que la mida de les partícules correspon al anomenat diàmetre aerodinàmic. Aquest és un concepte associat al comportament en l’aire d’objectes de forma no necessàriament esfèriques. El diàmetre aerodinàmic és el diàmetre d’una esfera hipotètica de densitat 1g/cm3 que tingui la mateixa velocitat final que la partícula, sota les mateixes condicions de temperatura, pressió i humitat relativa.

Aquest és un aspecte important perquè la capacitat irritativa d’una partícula respirada depèn molt de la forma d’aquest partícula. Per exemple, en la asbestosis (per inhalació d’asbest) la forma d’espícules de les partícules fa molt difícil el seu aïllament i expulsió per els mecanismes normals, contribuint a la gravetat de la malaltia, malgrat el diàmetre aerodinàmic pugui ser petit. Per tant, en el cas de la cendra volcànica no només és importat la mida sinó també la forma. La inhalació continuada de material cristal·lí de sílice pot donar reaccions típiques associades a la silicosi.

L'exposició a la contaminació per partícules tendeix a afectar majoritàriament persones amb malalties cardíaques o pulmonars, nens i adults grans.

Pel que fa als límits tolerables de contaminació per material particulat, l’Organització Mundial de la Salut (OMS-WHO, 2021) va revisar al 2021 la evidencia epidemiològica recent i va actualitzar els limits de material particulat inhalable.

En el resum executiu del document WHO global air quality guidelines, las OMS fixa els següents límits:

 

On AQG (Air Quality Guideline) és un nivell per d’amunt del qual hi ha importants riscos per a la salut dels humans. Peer tant, aquest nivell vindria a ser el màxim desitjable. Els objectius intermedis (Interim Targets) son nivells provisionals que tenen com a finalitat donar informació sobre l’estat del control de contaminats en un moment i un lloc determinats. Aquests nivells son acceptats per la UE.

La norma mexicana NOM-025-SSA1-2014 fixa els valors límit de material o particulat (PM) en els següents:

-Partícules menors a 10 micròmetres (PM10): 75 µg/m3, com a mitjana de 24 hores

-Partícules menors a 2.5 micròmetres (PM2.5): 45 µg/m3, com a mitjana de 24 hores

Així doncs, pel que fa als nivells de la OMS, els nivells permissibles de la legislació mexicana estarien en la franja 3 de nivells provisionals per a PM10, mentre que per a PM2.5 estarien en la franja 2.

La legislació mexicana data de 2014. Seria desitjable que recollís els nivells recomanats de la OMS a 2021. Tot i així, en les proximitats de volcans com el Popocatépelt serà difícil (per a no dir impossible) assolir els nivells AQG recomanats per la OMS.

 CENDRA VOLCÀNICA I

Anàlisi de la cendra volcànica del Popocatépelt

La cendra volcànica és una composició de partícules de roca i mineral molt fines (de menys de dos mil·límetres de diàmetre) ejectades per una obertura volcànica.

Hi ha tres mecanismes de formació de la cendra volcànica:

1.-Alliberament sobtat de gasos atrapats que en descomprimir provoquen erupcions magmàtiques.

2.-Contracció tèrmica deguda a erupcions en aigua o gel.

3.-Ejecció de partícules arrossegades durant les erupcions de vapor causant erupcions freàtiques.

El mecanisme d’emissió de cendra del volcà Popocatépelt és del tercer tipus: Ejecció (exhalació) de partícules de cendra, arrossegades per gassos (SO₂) i vapor d’aigua.

Els aspectes generals de la cendra volcànica es poden consultar aquí i aquí.

 -El volcà Popocatépelt

El Popocatépetl és un volcà actiu ubicat al centre de Mèxic, específicament entre els estats de Puebla, Morelos i l'Estat de Mèxic. El seu nom prové del nàhuatl i significa “muntanya que fumeja” ja que periòdicament registra emissions de gasos, cendres i erupcions diverses.

El volcà Popocatépetl es situa a una distància de 40 km a l'oest de la ciutat de Puebla.

 

Volcà Popocatépelt

 

Situació del Popocatépelt (Google Maps)

 Els patrons dels corrents de vent i la direcció de propagació de la ploma de contaminació tenen un paper molt important en la distribució dels productes piroclàstics del volcà, la qual augmenta l'abast de la ploma de contaminació que pogués afectar la salut humana i l'ecosistema . La caiguda del material particulat es diposita sobre les fulles de les plantes i arbres, provocant la inhibició de la transpiració i disminució de la fotosíntesi, afectant la nutrició de les plantes. A terra causa canvis fisicoquímics, modificant la seva composició, incrementant elements inorgànics, la conductivitat i modifica el pH amb tendència a alcalí, disminuint la disposició de nitrogen i fòsfor, alterant els seus processos biològics (Santamaría-Juárez et al., 2022).

 -Anàlisi microscòpica de la cendra

La mostra de cendra analitzada va ser recollida a mitjans de desembre de 2024.

La cendra volcànica es compon de dos tipus de fragments, els amorfs (vidres) i els cristal·lins.

Estudis fets en cendra en el període 2016-2019 van mostrar que els principals constituents químics de la cendra eren en un 60% òxids de silici. Els minerals principals van:

-Plagiòclasis: Son estructures cristal·lines d’òxid de silici. La estructura cristal·lina està formada per tetraedres de SiO₄ on alguns anions de Si se substitueixen per cations d'Al. En els buits entre els tetraedres se situen els cations de Na+ i de Ca₂. Com es veurà més a baix, les plagiòclasis, per tenir estructura cristal·lina, es veuen brillants amb llum polaritzada.

-Piroxè: Tenen una estructura comuna que consisteix en cadenes simples de tetraedres de sílice. La seva fórmula general és XY(Si, Al)₂O₆, on "X" representa calci, sodi, ferro2+, manganès, liti o magnesi, i "Y" representa ions més petits com el crom, alumini, ferro2+, ferro3+, magnesi, manganès o titani. Els piroxens fèrrics son negres

-Cristobalita: És un òxid de silici microcristal·lí. El seu color depèn de les impureses, que poden ser ferro, calci, alumini, potassi, sodi, titani, manganès, magnesi i fòsfor.

-Vidres amorfs blancs, verdosos o marronosos. Son òxids de silici sense estructura cristal·lina. Els colors les donen les impureses, com en el cas de la cristobalita.

La cendra de les mostres recollides presenten estructura semblant a la descrita. La fotomicrografia mostra un detall de la cendra a petit augment.

 

Cendra volcànica a petit augment (40x aprox.)

A petit augment (40x, aprox.), s’observan partícules heterogènies més aviat petites, de mida igual o inferior 100 micrometres (0.1 mm o 100 µm). Destaquen les partícules de negres grans, tot i que també hi a partícules grans de material blanquinós, probablement de plagiòclasi.  Així doncs, el color gris de la cendra be donat per material particulat majoritàriament blanquinós, barrejat amb piroxens negres.

A més augment, es pot veure com el material blanquinós pot ser amorf o cristal·lí. El material cristal·lí (possiblement plagiòclasis) brilla amb llum polaritzada, presentant sovint iridescències (veure imatges següents). Les partícules blanquinoses que no destaquen amb llum polaritzada son possiblement òxids de silici amorfs (vidres). 

  
   Imatge amb llum normal                                      Imatge amb llum polaritzada

Imatges amb llum normal i polaritzada a 200 x (aprox.)

 

Historia d'una neurona

            

"Conocer el cerebro equivale a averiguar el cauce material del pensamiento y de la voluntad, sorprender la historia íntima de la vida en su perpetuo duelo con las energías exteriores." Santiago Ramón y Cajal

La imatge que encapçala aquest article és una neurona multipolar del cervell d'un pollet de 14 dies d'edat. Concretament, pertany a la regió anomenada còrtex dorsomedial, que sembla correspondre a una part del que en mamífers s'anomena l'hipocamp.

La neurona de la imatge forma part d'un conjunt de prop de 800 neurones del hipocamp de pollet, repartides en etapes embrionàries, pollet de pocs dies i pollastre adult. Aquestes neurones les vaig utilitzar com el material principal de la meva tesi doctoral, presentada el 1984 a la Universitat Autònoma de Bellaterra. Totes aquestes neurones van ser dibuixades a mà, una per una, per tal d'obtenir una sèrie de paràmetres que caracteritzessin els diferents tipus cel·lulars. Quan jo vaig començar la tesi només tenia com a precedent un estudi superficial fet a principis del segle passat per un disciple de Ramòn y Cajal.

La regió de l'hipocamp de pollet (de la tesi de l'autor)

Una vegada presentada la tesi i obtingut el grau de Doctor en Ciències Biològiques, vaig entrar a treballar a un laboratori farmacèutic i em vaig desvincular del tema. Sovint m'han preguntat quina utilitat té conèixer els tipus neuronals d'una zona del cervell del pollet. Jo sempre he contestat que sobre la ciència bàsica, sense utilitat pràctica immediata, s'alça l'edifici de coneixements que, amb la tecnologia adequada, ens farà la vida més fàcil.

La ciència bàsica de vegades queda "arraconada" fins que els avanços en altres camps permeten la seva reconsideració. Amb la meva investigació ha passat una mica això. Desprès d'uns 30 anys de general desinterès per les estructures del cervell de les aus, ara es reprèn el seu estudi i la meva modestíssima aportació comença a tenir una raó de ser, més enllà de facilitar-me el grau de Doctor.

En 40 anys els coneixement del cervell, tant l'humà con el d'altres animals, ha avançat extraordinàriament. Ja no cal dibuixar neurones a mà. La tecnologia permet una anàlisi detallada de la morfologia i fisiologia del cervell humà d'una persona viva y conscient (tècniques de imatges per RMN o PET). Però hi ha un problema que costa de resoldre: La enorme complexitat del cervell dels humans fa molt difícil l'estudi detallat de la seva fisiologia (els arbres no ens deixen veure el bosc). Per tant, sembla adient buscar models més senzills.

Fins fa pocs anys, les aus eren poc usades com model de fisiologia cerebral. Jo crec, i és una opinió personal, que els científics veiem més propers a nosaltres el mamífers com la rata o el ratolí. Al cap i a la fi rata i ratolí tenen quatre potes i s'assemblen molt a nosaltres tant anatòmica com fisiològicament. Però pel que fa a la funció cerebral las aus no son tan diferents dels mamífers. Es més, famílies d'aus com els lloros i els corbs han demostrat i demostren unes habilitats cognitives perfectament comparables als mamífers. Aquests ocells aprenen a parlar (de vegades amb un cert sentit, com el lloro que només diu "bon dia" pel matí) i tenen capacitats d'orientació en l'espai superiors a molt humans (els coloms tenen un autèntic GPS al cervell). També poden recordar successos passats i planificar conductes futures en conseqüència.

Molts investigadors s'han preguntat com son possibles aquest capacitats cognitives en cervells tant petits i diferents dels nostres.

En el cas del cervell, la mida no importa. El que més importa és la densitat de neurones, perquè cada neurona és en sí mateixa un centre d'integració de la informació. Quantes més neurones, més capacitat de processament. I la densitat de neurones en el cervell de les aus és molt superior a la densitat de neurones en els simis (encara que la quantitat absoluta de neurones sigui mot inferior). Aquesta alta densitat de neurones fa que les aus tinguin altes capacitats cognitives.

Pel que fa a les diferencies anatòmiques, pensem que les aus son descendents de dinosaures primitius i la evolució de les seves estructures cerebrals son molt diferents a la evolució de les estructures del mamífers (i fins i tot dels rèptils). En el darrers anys, molts investigadors accepten que en el cas de certes parts del cervell, per exemple el còrtex cerebral, les aus tenen estructures comparables als mamífers  (veure una revissió en anglès aquí, un article de domini públic).

Però ara parlarem de l'hipocamp. Les regions hipocampals en aus semblen anàlogues a les del hipocamp en mamífers. Anàlegs vol dir que tenen la mateixa (o semblant) funció. No obstant, no estan clares les homologies; es a dir, un origen evolutiu comú.

En humans (i en simis i, suposadament, altres mamífers) l'hipocamp servei principalment per a convertir la memòria a curt termini en memòria a llarg termini (memòria episòdica). Però també ajuda en la orientació espacial, en l’aprenentatge y en la coordinació de la percepció visual amb els records, permeten recordar llocs i persones. La malaltia d'Alzheimer s'inicia en l'hipocamp i és per això que les funcions esmentades son las primeres en mostrar alteracions en els afectats per aquesta malaltia. Algunes d'aquestes funcions, especialment la orientació espacial y la memòria, han estat demostrades en aus. Lesions de l'hipocamp en coloms han alterat la capacitat d'orientació d'aquest ocells. Malgrat els importants avanços que s'estan fent per combatre la malaltia d'Alzheimer, encara hi ha molt camí per recórrer. 

L'hipocamp de les aus podria ser un model senzill per estudiar la fisiología normal de l'hipocamp en humans i veure de quina manera afecten les teràpies en la malaltia de Alzhemier. És en aquest camp on l'estudi de la neurona de l'encapçalament té la seva raó de ser.

 

Art en la Biologia:

Fotosíntesi en plantes aquàtiques

La biologia també es art

Sovint hom pensa que la biologia experimental es propia de mentalitats analistas i cartesianes, on no hi ha lloc per les emocions ni per la contemplació de la bellessa. Semblaria que l’únic objectiu i finalitat d’un experiment és la demostració pràctica d’una hipòtesi. És clar que l’objectiu es aceptar o rebujar una teoría, però també pot servir per adornar-nos de la complexitat del mon viu.

El Dr. Andrés de Haro, catedràtic de zoología de la Universitat Autònoma de Bellaterra (un  bon profesor i millor persona), ens deia “maravíllense al contemplar el mundo natural, porque esto les ayudarà a entenderlo”. Tenía raó. Per pragmática que sigui la ciencia, sempre ens dona motius per a maravellar-nos, com si d’una inmensa obra d’art es tractès.

L‘article que ve tot seguit, reprodueix un experiment que vaig fer sota la dirección i supervissió de Carme Duran i Manero el curs de batxillerat 1970-71 (jo tenia aleshores 15 anys). Aquest experiment em va maravellar perque, dins la seva senzillessa, no només és absolutament demostratiu de la hipòtesi de treball (les plantes, quan fan la fotosíntesi, desprenen oxigen) sino que és visualment bellíssim.

Ara que estic jubilant, i vist que no he trovat referencies actualitzades del procediment, he decidit replicar-lo a casa i posar procediments i resultats a l’avast de qui vulgui gaudir com jo he gaudit fent-l’ho.

L’experiment de la demostració de la fotosíntesi em va persuadir de que la ciencia també es art. Potser per això soc biòleg… 

L’experiment

Abans de res, recordem que la fotosíntesi és el procés per el qual les plantes aprofiten el carboni del CO2 per al seu creixement, amb despreniment d'aigua i oxigen (veure fotosíntesi)

El plantejament bàsic de l’experiment es descriu al manual Nuffield Biology Teachers Guide 3 The Maintenance of Life (pp. 131-132). 

Aquest manual es va editar al 1966. Val a dir que la col·lecció de manuals Nuffield van ser una eina pedagògica adelantada al seu temps I, enguany, encara es un referent en l’ensenyament de les ciencies naturals. 

En l’experiment adaptat el 1970 per Carme Duran, de l’Institut Sant Josep de Calasanz, es va utilitzar blau de metilè com indicador del despreniment d'oxigen, enlloc de indigo-carmine. En la rèplica de 2023, que descriuré mes avall, també es va fer servir blau de metilè per la facilitat en la seva d’obtenció.

En l’experiment replicat no és factible la utilització de la planta Elodea perquè fa anys que ha estat declarada a Catalunya com a planta invasiva. Aquest vegetal ha envaït bona part dels nostres llacs i estanys, i la seva venda en establiments d’aquariofília està estrictament prohibida. Però és possible fer servir altres plantes aquàtiques amb resultats igual de bons.

L’experiment adaptat aprofita la característica del blau de metilé com a indicador de reaccions REDOX. En la forma reduïda és incolor, però vira a blau en la forma oxidada. En el cas del indigo-carmine, la forma reduïda es groga.

El hidrosulfit sòdic és un potent reductor, que torna incolor el blau de metilé, que es troba normalment en forma oxidada. 

El procediment

 -Una mica de química

L’experiment aprofita la característica del blau de metilé com a indicador de reaccions REDOX (Reducció-Oxidació). El blau de metilè es blau en estat oxidat i incolor en estat reduït. La presència d’oxigen fa que el blau de metilè torni a la forma oxidada (blava), amb alliberament d’aigua.

Reacció a blau de metilè reduït (blanc o glaucomethylene):

 -Reactius necessaris

-Hidrosulfit sòdic 5% en aigua destil·lada, preparat en el moment.

(sinònim: sodium dithionite) 

                                       Hidrosulfit sòdic (sodium dithionite)

 L’hidrosulfit sòdic en pols es pot trobar, en petites quantitats, en botiges de materials per tenyir roba.

Proveïdors:

 https://tejoloquehilo.es/es/mordientes-/156-1112-comprar-hidrosulfito.html (de Sant Celoni)

 https://lanaytelar.es/producto/hidrosulfito-2/ (de Sevilla, una mica més econòmic que el de Sant Celoni)

 -Blau de metilè 1-2%.

El blau de metilè s’utilitza com desinfectant d’aquaris. Es pot trobar a l’1% (Amazon) o al 2% (Aliexpress). També en botiges d’aquariofília. Ambdues solucions son igualment adequades

-Aigua desionitzada: Una ampolla. Es pot comprar a qualsevol drogueria.

-Planta aquàtica

Es compra ambulia (Limnophila sessiliflora) a qualsevol botiga d’aqüicultura. La planta es manté en una cubeta amb aigua mineral (no de l’aixeta perquè pot tenir clor).

Ambulia (Limnophila sessiliflora) 

-PROCEDIMENT:

-Preparació de la planta: S’omple una cubeta de vidre transparent, coberta, de 500-600 mL amb aigua mineral i es deixa sota una llum forta, per 1 hora, Com a mínim, per activar la fotosíntesi. 

-Preparació dels reactius:

-Blau de metilè al 2%. Comprat en botiga d’aquariofilia o per botiga online. Si és al 1% també va be.

-Hidrosulfit sòdic al 2.5%: Es pesa 2.5 g de hidrosulfit i es posa en un flascó de vidre amb 100 mL d’agua desionitzada. Si no tenim una balança, posem mitja cullerada de cafè d’hidrosulfit en un got d’aigua destil·lada.

La solució d’hidrosulfit s’ha de preparar al moment. Perd efectivitat com a reductor del blau de metilé amb rapidesa.

L’hidrosulfit sòdic és càustic en pols, i en dissolució desprèn vapors sulfurosos irritants. Cal manipular aquest reactiu amb guants, mascareta i ulleres de protecció.

 

Reactius

-Procediment:

1. S’omple d’aigua mineral una la cubeta o pot de vidre de 500-600 mL. El millor és una cubeta de vidre rectangular, que es pot comprar a botigues de jardineria.

2. Amb una xeringa de plàstic o comptagotes es posa 1.5 mL (aproximadament) de solució de blau de metilè i es remena suaument amb un bastó o varilla de vidre.

3. Amb un comptagotes es va posant hidrosulfit al 2.5% i es va remenant amb suavitat, fins que el blau viri a incolor (1.5-2 mL de hidrosulfit).

4. S’agafa la ambulia i es fixa a la base amb una mica de plastilina perquè la planta estigui recta. Això es pot fer amb una pinça llarga de cuina o amb palets de menjar xinès. Atenció: la plastilina es desfà amb l’aigua si esta molt de temps.

5. Es posa la planta a la cubeta i es deixa en repòs sota la llum directa del sol o una font de llum intensa.

Per evitar que l’oxigen de l’aire torni blau el blau de metilè superficial, es pot posar amb cura, a la superfície de la cubeta, una mica d’oli de gira-sol.

El despreniment d’oxigen degut a la fotosíntesi es posa de manifest per l’aparició a l’agua de delicats fils de color blau que es surten de les fulles de la planta i avancen cap a la superficie de l'aigua. Els fils son produïts per la dissolució de l’oxigen en l’aigua, que es desprèn de la planta durant la fotosíntesi, provocant l'oxidació del blau de metilè dissolt (previament reduit amb el hidrosulfit), amb el canvi de color a blau.

Aquest senzill, i alhora maquissim, espectacle pot durar una o dues hores, fins que tota l'aigua es torna de color blau.

(Si el procediment anterior no funciona prou be, es pot provar d’afegir una mica de bicarbonat sòdic com a subministrament de diòxid de carboni) 

---   ---   ---- 

Aquest article està dedicat a la memoria de Carme Duran i Manero, que va ser catedrática de Ciencies Naturals a l’Institut Sant Josep de Calasanz de Barcelona. Soc biòleg per culpa seva.

 

La guerra de patents entre Moderna i Pfizer

 

Les vacunes ARNm funcionen en introduir un fragment d'ARNm que correspon a la proteïna viral, en general un petit fragment d'una proteïna que es troba a la membrana externa del virus. (Les persones que reben una vacuna ARNm no s'exposen al virus ni tampoc no poden infectar-se per la vacuna). En utilitzar aquest model ARNm, les cèl·lules produeixen la proteïna viral. Com a part d'una resposta immunitària normal, el sistema immunitari reconeix que la proteïna és estranya i produeix proteïnes especialitzades anomenades anticossos. Els anticossos ajuden a protegir el cos d'infeccions en reconèixer virus individuals o altres patògens, aferrant-s'hi i marcant els patògens per a la seva destrucció. Un cop produïts, els anticossos romanen al cos, fins i tot després que s'ha eliminat el patogen, perquè el sistema immunitari pugui respondre ràpidament si és exposat novament. Si una persona s'exposa al virus després de rebre la vacuna ARNm per a aquest virus, els anticossos poden reconèixer-ho ràpidament, aferrar-s'hi i marcar-lo per a la seva destrucció abans que causi una malaltia seriosa (enllaç).

Els virus d'ARN (com el Sars-Cov-2 –Covid19-, els de la grip comuna o el dengue, entre d'altres) usen el mateix mecanisme per infectar una cèl·lula humana i produir còpies del seu propi codi genètic.

La tecnologia ARNm de Pfizer/Moderna es la següent (enllaç):

A l’agost de 2022, Moderna va demandar a Pfizer per copiar la seva tecnologia de ARNm per a fer la seva pròpia vacuna de Sars-Cov-2. El tema es veurà als tribunals de Londres al 2024.

A través de la vacuna del Covid-19, Pfizer preveia ingressar el 2022 més de 30.000 milions de dòlars i ha suposat la meitat de la seva facturació a 2023. A la demanda, Moderna exigia una compensació econòmica a Pfizer “per l'ús continuat de les seves patents en benefici propi.

Segons El Pais (enllaç):

La firma [Moderna] considera que la vacuna contra la covid Comirnaty, de Pfizer y BioNTech, infringe las patentes que Moderna presentó entre 2010 y 2016 y que cubren la tecnología fundacional de ARNm de Moderna. “Pfizer y BioNTech copiaron esta tecnología, sin el permiso de Moderna”, asegura la empresa en una nota hecha pública este viernes. [...].Moderna cree que Pfizer y BioNTech copiaron dos características clave de sus tecnologías patentadas que son fundamentales para el éxito de las vacunas de ARN mensajero. “Cuando surgió la covid-19, ni Pfizer ni BioNTech tenían el nivel de experiencia de Moderna en el desarrollo de vacunas de ARNm para enfermedades infecciosas, y siguieron a sabiendas el camino de Moderna para desarrollar su propia vacuna”, afirma la empresa.

Ha de quedar molt clar que la demanda es refereix a la tecnologia de ARNm, no a la vacuna contra el Covid19. La vacuna va poder estar disponible en un temps record perque la tecnología ja feia dècades que s'estava desenvolupant. Aquest afirmació es pot confirmar fent una cerca a Internet (no cal ser un expert en la materia). Les teories de la conspiració afirman que el Covid19 va ser un invent de les farmacèutiques perque la vacuna ja la tenien preparada. No hi ha res que suporti aquesta hipòtesi. Però creure en conspiranoies es més fàcil que admetre els fets científics, perque per això no calen conèixements ni contrastar informacions.

Els guanys de Pfizer amb la seva vacuna son astronòmics (i no han acabat). Però és innegable que la vacuna ha estat eficaç per evitar mortalitat i, probablement, ha costat barata a la sanitat pública (pagada entre tots els ciutadans) si tenim en compte l'estalvi en despesa sanitaria per l'atenció als malalts. Però això no treu que les bigpharma en compiteixin pels beneficis.

Cal tenir sempre present que les companyes farmacèutiques no son ONGs. Son empreses amb accionistes que volen rendibilitat per les seves accions. Tampoc son pèrfides per si mateixes. Simplement pertanyen a una societat que es regeix per l'economia de mercat, com a qualsevol altre empresa privada. Si no estem d'acord amb aquests principis, ho tenim fàcil: deixem de prendre medicaments i assumim les conseqüencies...

Mes info sobre el covid la podeu trobar a https://elquesedeciencia.blogspot.com/2020/