Solucionari Cmc 3m4w2u

SOLUCIONARI • UNITATS DIDÀCTIQUES

Unitat 1. L’origen de l’Univers i de la vida A C T I V I TAT S D ’A P R E N E N TATG E 1. La matèria fosca no es pot observar pel fet que no emet ni reflecteix prou radiació. La matèria atòmica és la que constitueix la matèria visible. 2. És l’energia que provoca la força de repulsió entre les partícules. És de signe contrari a la força de la gravetat. 3. Són les següents: – Teoria de la gran explosió o Big Bang. – Teoria de l’estat estacionari o de la creació contínua. La teoria de la gran explosió o Big Bang, com es comenta a la pàgina 14, ofereix dues possibilitats: la de l’Univers en contínua expansió i la de l’Univers polsant. 4. La radiació de fons és una radiació molt feble que es considera l’eco de la gran explosió inicial de l’Univers en expansió. 5. El desplaçament de les plaques litosfèriques provoca: – La formació de serralades, en plegar-se els sediments acumulats a les conques de sedimentació a causa del xoc de dues plaques i també a l’ascensió de magma originat a les zones de fregament existents, on una placa a per sota d’una altra (subducció). – Generació de sismes, produïts per la fricció entre les plaques que es desplacen entre si. – Formació de volcans, quan surt a fora el magma originat a les zones de fricció de les plaques. 6. Els éssers vius es caracteritzen perquè: – Actuen espontàniament i amb una certa intencionalitat realitzant les tres funcions vitals, que són nutrició, reproducció i relació. – Són éssers molt complexos. – Estan constituïts per una cèl·lula (unicel·lulars) o diverses (pluricel·lulars). – La informació biològica sobre la seva estructura corporal i el seu funcionament es troba en els àcids nucleics. – Mantenen relativament constant el seu medi intern. 7. La matèria orgànica està constituïda, bàsicament, per àtoms de carboni (C) i d’hidrogen (H), mentre que la matèria inorgànica no, és a dir, no conté C ni H en una proporció predominant. La matèria orgànica es troba en la natura només formant part dels organismes i de materials derivats, com el petroli, mentre que la matèria inorgànica, també denominada matèria mineral, constitueix els minerals, les roques i l’aigua. 33

Unitat 1. L’origen de l’Univers i de la vida Les cèl·lules eucariotes tenen nucli, és a dir, presenten el material genètic envoltat per un embolcall nuclear. Les cèl·lules procariotes no tenen el material genètic embolicat per una membrana, per la qual cosa no tenen nucli. 8. Un gen és un segment d’àcid nucleic amb informació sobre un determinat caràcter biològic i que, per tant, es pot transmetre als descendents (és una unitat d’informació hereditària). 9. Pasteur va introduir un brou de cultiu en un matràs de coll llarg i estret. Va escalfar el coll del matràs fins a corbar-lo en forma de coll de cigne, amb l’extrem obert. Després va bullir el contingut del matràs per destruir qualsevol forma de vida. A continuació va deixar que es refredés el brou. Va veure que, malgrat que hi entrava aire, si el matràs es mantenia vertical, no es produïa la contaminació microbiana del brou, fins i tot després de molt temps, pel fet que els microorganismes no podien ascendir pel coll del recipient. Però si s’inclinava fins a posar en e el brou amb el fons de la curvatura del coll (plena de microbis), es produïa la contaminació microbiana del brou. 10. L’atmosfera terrestre primitiva és la que tenia la Terra quan, fa uns 3 500 milions d’anys, es van formar els primers éssers vius. Estava constituïda, bàsicament, per hidrogen (H2), aigua (H2O), amoníac (NH3) i alguns hidrocarburs, com el metà (CH4). Cal ressaltar que no contenia oxigen. 11. Un coacervat era una estructura tancada formada per un embolcall de polímers en l’interior del qual hi ha enzims capaços d’unir les petites molècules que entren i formar així els polímers. D’aquesta manera, els coacervats tindrien un metabolisme molt senzill que els permetria créixer i dividir-se. 12. Segons la hipòtesi de l’endosimbiosi, la cèl·lula eucariota es va formar a partir d’una cèl·lula eucariota que hauria englobat diverses cèl·lules procariotes que, en comptes de ser digerides, van ser aprofitades, i entre totes es va establir una relació de simbiosi. Així, cadascuna d’aquestes cèl·lules englobades s’hauria transformat en un orgànul cel·lular. D’acord amb aquesta hipòtesi, els cloroplasts procedirien dels cianobacteris; els mitocondris, dels bacteris aeròbics; els cilis i els flagels, dels bacteris espiroquetes, etc.

A C T I V I TAT S F I N A L S 13. L’Univers observable és la part que podem observar o deduir de l’Univers, que és el conjunt de tota la matèria i energia existent i l’espai en què es troben. 34

14. Una galàxia és un conjunt d’estrelles i de pols còsmica que es mou junt per l’espai. 15. L’ou còsmic o àtom primitiu és el nucli inicial a partir del qual s’han originat les galàxies, segons la teoria de la gran explosió. Aquest ou còsmic estava constituït per neutrons que, en descompondre’s, van generar protons i electrons, els quals es van aglutinar i van formar àtoms d’hidrogen i d’heli, a partir dels quals es van crear els àtoms de la resta d’elements. 16. Quan diem que l’Univers està en expansió, volem dir que totes les galàxies o els cúmuls de galàxies s’allunyen entre si. 17. A partir de la denominada singularitat inicial es va produir la gran explosió que va projectar tota l’energia i la matèria que hi ha avui. Des d’aquest instant, l’Univers està en expansió contínua. Progressivament, la temperatura va disminuir i les quatre forces naturals (la gravetat, la interacció nuclear forta, la força electromagnètica i la interacció nuclear feble) van separar-se entre si. Al mateix temps es van anar constituint els diferents tipus d’àtoms. 18. D’una banda, perquè s’ha deduït que el valor de la densitat de l’Univers coincideix amb la densitat crítica necessària perquè es constitueixi la matèria formada per àtoms. Si la densitat fos superior a la crítica, l’Univers es contrauria. D’altra banda, s’ha observat que les galàxies més llunyanes s’havien accelerat fa uns 4 000 milions d’anys en sentit contrari al que determinaria la força de la gravetat. És a dir, l’Univers està en expansió contínua a causa de la força de repulsió de l’energia fosca. Aquestes dues observacions han permès concloure que l’Univers no es contraurà i, per tant, la teoria de l’Univers polsant es considera incorrecta. 19. Ésser viu és aquell que té una estructura material molt complexa i que és capaç de fer les tres funcions vitals (nutrició, relació i reproducció). La vida és la propietat de determinats éssers (els anomenats éssers vius) de nodrir-se, relacionar-se i reproduir-se, propietat que els diferencia dels éssers inerts o éssers no vius. 20. Els éssers vius i els éssers inerts o inanimats són éssers materials, tridimensionals i constituïts en part (éssers vius) o totalment (éssers inanimats) per matèria inorgànica, encara que només sigui en estat líquid. 21. La fisiologia dels éssers vius és el conjunt de les seves funcions vitals i l’anatomia és la seva estructura interna i la seva forma corporal. 35

Unitat 1. L’origen de l’Univers i de la vida 22. – La nutrició és la funció de captar matèria i energia de l’exterior, a fi de mantenir l’estructura, créixer, desenvolupar-se i fer la resta de funcions vitals. – La relació és la funció de captar estímuls de l’exterior i elaborar-hi respostes adequades. – La reproducció és la funció d’originar individus nous, iguals o semblants al progenitor o progenitors. 23. L’homeòstasi és la qualitat que tenen els éssers vius de mantenir relativament constant el seu medi intern. 24. El procés de l’evolució química fins que es va formar la primera cèl·lula comprèn els os següents: – Formació de l’atmosfera primitiva. – Formació del brou primitiu. – Formació de les membranes. – Constitució dels coacervats. – Síntesi de proteïnes enzimàtiques. – Síntesi dels àcids nucleics. – Formació del protobiont. 25. El brou primitiu és el nom que van donar a la barreja d’aigua i de molècules orgàniques (de C, H, O i N) que es van acumular a la hidrosfera primitiva quan es va refredar la Terra. 26. Els coacervats, segons Oparin, s’haurien format al mar primitiu i estarien delimitats per un embolcall de polímers. Les microesferes, com afirmava Fox, es van desenvolupar en zones volcàniques i estarien delimitades per un embolcall proteic. Totes dues eren estructures tancades capaces de créixer i dividir-se. 27. Segons la hipòtesi de l’endosimbiosi, els mitocondris s’haurien originat a partir dels bacteris aeròbics, i els flagels, a partir dels bacteris espiroquetes. 28. D’acord amb la hipòtesi autògena, els orgànuls citoplasmàtics de la cèl·lula eucariota (nucli, reticle endoplasmàtic, aparell de Golgi i vacúols) s’haurien format per compartimentació d’una gran cèl·lula procariota. 29. Es considera que els primers éssers vius pluricel·lulars es van formar a partir de les colònies temporals que van originar els organismes unicel·lulars. 30. Les cèl·lules que van constituir els primers éssers pluricel·lulars es van haver d’especialitzar en diferents funcions integrades i coordinades entre si. 36

31. Els primers organismes procariotes van obtenir l’energia de les molècules orgàniques, que constituïen el brou primitiu, a través d’un procés denominat fermentació. Posteriorment i abans que s’acabessin aquestes molècules orgàniques, van aparèixer les espècies procariotes, que podien obtenir l’energia per viure a partir de l’energia solar mitjançant el procés de la fotosíntesi. 32. Des dels més antics fins als més moderns seguirien aquest ordre: – Procariotes. – Eucariotes unicel·lulars. – Eucariotes (s’ha de suposar que es refereix als colonials). – Eucariotes pluricel·lulars. – Plantes. – Animals. 33. Organismes procariotes i organismes eucariotes unicel·lulars.

R E F L E X I Ó I D E B AT 34. Les conseqüències principals derivades de la teoria de la relativitat són: – El temps absolut no existeix, ja que la durada d’un succés depèn de la velocitat del sistema en què es realitza. – L’espai i el temps constitueixen una mateixa realitat, denominada espaitemps. – La massa i l’energia són dos aspectes d’una mateixa realitat física i una es pot convertir en l’altra. – La llum està constituïda per quanta d’energia lluminosa o fotons que amb prou feines tenen massa quan estan en repòs i que es propaguen seguint un moviment ondulatori.

37

Unitat 2. La teoria de l’evolució i l’origen de l’ésser humà A C T I V I TAT S D ’A P R E N E N TATG E 1. Serien idèntiques o, amb molta més probabilitat, s’haurien extingit totes, és a dir, ja no hi hauria vida a la Terra. 2. No, ja que no afecten el material genètic que transmetrà als seus descendents. 3. No, ja que les modificacions d’una estructura corporal a causa de la seva funció, com, per exemple, un augment de la musculatura a causa de l’esport, no afecten el material genètic que l’individu pot transmetre als seus descendents. 4. a) Si es considera que el color del pelatge dels animals no està influït per l’ambient, el lamarckisme no proporcionaria cap explicació sobre per què els óssos d’Europa i Amèrica són bruns i els del pol Nord són blancs. Si es considera que el nombre d’hores de sol sí que influeix en el color del pelatge, el lamarckisme diria que a causa del nombre més gran d’hores de sol a Europa i Amèrica del Nord el color del pèl s’enfosqueix i que aquest caràcter es transmetria als descendents. Segons el darwinisme, el procés evolutiu que ha originat aquestes espècies d’óssos diferents és que el pelatge blanc dels óssos polars els permet acostar-se a les seves preses, les foques, sense ser vistos, mentre que per ar inadvertits en un bosc el millor és tenir un pelatge marró. A causa de la variabilitat de la descendència, uns óssos neixen més clars que d’altres i, com que només els animals que mengen arriben a l’edat de la reproducció, únicament aquests transmeten les seves característiques als seus descendents. Així, al pol Nord els que tenien més possibilitats d’arribar a l’edat de la reproducció eren els més clars, mentre que en els boscos els que tenien més possibilitats eren els més foscos. b) El lamarckisme afirmaria que determinats ocells que vivien en zones lacustres en què abunden petits organismes aquàtics (petits crustacis, larves d’insectes, petits cucs, etc.) cada dia s’esforçaven a capturar-los amb el bec. Això va fer que, al llarg dels anys, els seus becs es modifiquessin una mica per capturar millor l’aliment. Aquestes modificacions es van transmetre als descendents i així, generació a generació, va acabar formant-se el complex bec filtrant dels flamencs. En canvi, els pardals viuen en zones seques amb abundància de gramínies, és a dir, amb gran quantitat de llavors, que constitueixen la major part de la seva dieta. Els precursors dels pardals dia a dia s’esforçaven a recollir llavors amb el bec, la qual cosa va provocar que, al cap dels anys, els seus becs es modifiquessin una mica per agafar millor les llavors. Aquestes modificacions es van transmetre als descendents i així, generació a generació, va acabar formant-se el bec fort i curt típic dels pardals. Per al darwinisme, a causa de la variabilitat de la descendència, en l’espècie precursora dels flamencs uns individus van néi39

Unitat 2. La teoria de l’evolució i l’origen de l’ésser humà xer amb el bec més apte per filtrar microorganismes que d’altres i, com que només els animals que mengen arriben a l’edat de la reproducció, únicament aquests van transmetre les seves característiques als seus descendents. Així, generació a generació, es va anar formant el complex bec filtrant dels flamencs. De la mateixa manera, a causa de la variabilitat de la descendència, en l’espècie precursora dels pardals, uns individus van néixer amb el bec més apte per recollir i trencar llavors que d’altres i, com que només els animals que mengen arriben a l’edat de la reproducció, únicament aquests van transmetre les seves característiques als seus descendents. Així, generació a generació, es va anar formant el bec fort i curt dels pardals. c) Per al lamarckisme, el fet que determinats bacteris estiguessin situats en zones on la concentració d’antibiòtics era tan baixa que els permetia sobreviure va fer possible que desenvolupessin algunes vies metabòliques per destruir aquestes petites quantitats d’antibiòtics i aquestes modificacions es van transmetre als bacteris fills. Així, generació a generació, els bacteris es van acostumar a viure sense problemes en concentracions més altes d’antibiòtics. Segons el darwinisme, a causa de la variabilitat de la descendència, uns bacteris naixien amb alguna característica (el neodarwinisme aclariria que seria a causa d’una mutació) que els permetia sobreviure en ambients amb petites concentracions d’antibiòtics. Aquests bacteris serien els únics que sobreviurien i, per tant, els únics que transmetrien les seves característiques a la generació següent. La repetició d’aquest procés, generació a generació, seria la que originaria bacteris cada vegada més resistents als antibiòtics. d) El lamarckisme afirmaria que els animals excavadors, com, per exemple, els talps, com que gairebé mai fan servir els ulls per veure-hi, amb prou feines mourien les parpelles ni els músculs oculars per enfocar i això faria que, per falta d’ús, aquestes estructures s’atrofiessin, és a dir, quedessin molt petites i amb poca mobilitat, com queda un braç després d’estar enguixat alguns mesos. Aquest grau d’atròfia es transmetria als descendents i així, generació a generació, continuant amb la vida d’animal excavador, els individus ja naixerien amb els ulls atrofiats. Segons el darwinisme, a causa de la variabilitat de la descendència, en l’espècie precursora d’un animal excavador, com, per exemple, el talp, alguns individus van néixer amb els ulls més petits que d’altres i com que en els animals excavadors els ulls no aporten cap avantatge sinó certs desavantatges, com dolor, ferides i infeccions, només els individus que tenien els ulls molt petits sobrevivien i arribaven a l’edat de la reproducció, per tant, únicament ells van transmetre les seves característiques als seus descendents. Així, generació a generació, es va anar arribant a uns animals que tenien els ulls molt petits, gairebé immòbils i no funcionals, és a dir, uns ulls atrofiats. 40

5. Aquesta pregunta es fa abans d’explicar el neodarwinisme, per la qual cosa en la resposta només s’han d’utilitzar els termes del darwinisme clàssic. Segons aquest, la raó bàsica seria que els pinsans que van arribar a les diferents illes van trobar molts tipus d’aliments disponibles que cap altre animal aprofitava, ja que com que eren unes illes volcàniques molt recents encara no havien estat colonitzades per altres animals. A més, com que unes illes eren més joves que d’altres, i les unes molt més altes que les altres, tenien una vegetació molt diversa i unes condicions ambientals també diferents. Per exemple, hi ha illes sense vegetació, mentre que d’altres tenen boscos humits en els punts més alts. Això va afavorir que, a causa de la variabilitat dels descendents, els uns tinguessin més facilitat per alimentar-se d’una forma i els altres, d’una altra. Trobar-se en grups diferenciats va permetre que els primers es reproduïssin entre si i els segons també ho fessin només entre si. Aquest procés es va anar repetint i en els anys de falta d’aliment únicament els que havien nascut amb les característiques més adequades van arribar a l’edat de la reproducció i només ells van transmetre les seves característiques als descendents. Al final, després de moltes generacions, els diferents grups de pinsans eren tan diferents que ja no es podien reproduir entre si, és a dir, ja eren espècies diferents. Com que a més d’aquest aïllament alimentari, que és un tipus d’aïllament ecològic, també hi ha un cert grau d’aïllament geogràfic entre les diferents illes, ja que per a un pinsà resulta difícil ar d’una illa a una altra, van aparèixer espècies que només es troben en una de les illes i no en les altres. 6. És degut al fet que són òrgans que no impliquen cap inconvenient per a l’individu, és a dir, cap minva de capacitat de supervivència i, per això, la selecció natural no hi actua en contra. Així, malgrat la seva inutilitat, aquests òrgans no desapareixen. 7. L’ala d’un ocell i l’ala d’una ratapinyada es consideren òrgans anàlegs en el sentit que les dues serveixen per fer la mateixa funció, malgrat que la seva estructura interna, en part, és diferent. Si es comparen, veiem que a les ales dels ocells no hi ha dits, mentre que en les de les ratapinyades els dits són molt allargats i constitueixen els radis que mantenen la membrana interdigital, el patagi, estirada durant el vol. En part també es consideren òrgans homòlegs, ja que, malgrat que tenen una estructura interna molt semblant, els dos tipus d’ales tenen, primer, un os llarg; després, dos ossos llargs i, després, una sèrie de petits ossos molt curts, els quals fan algunes funcions diferents: en les ratapinyades, mantenir agafades les cries mentre estan penjades; en els ocells, formar una cambra d’aire que els aïlla del fred exterior i, si estan ben impermeabilitzades, evitar que l’aigua freda dels rius, llacs i mars entrin en e amb la pell.

41

Unitat 2. La teoria de l’evolució i l’origen de l’ésser humà 8. El grup que presenta els embrions més semblants als dels humans és el dels mamífers, concretament el dels simis. Això és perquè compartim avantats comuns més recents amb la resta d’espècies d’aquest grup. Tots els embrions s’assemblen més en les primeres fases, ja que tots comencen sent una simple massa esfèrica de cèl·lules i és després quan es van activant gradualment els gens diferencials que impliquen els diversos òrgans propis de cada grup i de cada subgrup d’organismes, i ho fan segons les característiques dels gens de cada individu. 9. Cuvier i Linné estan relacionats amb el fixisme. Lamarck, amb lamarckisme. Darwin, amb darwinisme. Simpson, Mayr i també Darwin, amb neodarwinisme. 10. Les mutacions són la base de l’evolució. Sense mutacions, la primera forma de vida encara seria idèntica o s’hauria extingit. Només les mutacions originen informacions biològiques noves. La recombinació genètica només origina combinacions noves d’informacions. 11. L’existència d’espècies que no han variat substancialment al llarg de milions d’anys, com els taurons, els bivalves, les esponges, els equinoderms, etc., és perquè viuen en ambients que amb prou feines han canviat les condicions ambientals al llarg de milions d’anys, com els oceans. A causa d’això no han aparegut pressions selectives noves cap a més canvis en la seva organització estructural. 12. La teoria neutralista de Kimura permet entendre l’enorme diferència que hi ha quant a la composició d’aminoàcids d’un mateix tipus de proteïnes, diferència que es dóna fins i tot en els individus d’una mateixa espècie, i també en les seqüències de nucleòtids de l’ADN. Segons la teoria neutralista, molecularment la majoria de les mutacions no són ni favorables ni desfavorables, és a dir, són mutacions neutres, per la qual cosa no són afectades per la selecció natural i, per tant, la major part dels canvis evolutius moleculars no serien adaptatius. Cal ressaltar que aquesta teoria implica prescindir d’un dels aspectes bàsics del neodarwinisme, que és la selecció natural del més apte. Això també s’aprecia en veure que la supervivència de moltes estructures vives (espores, llavors, ous, espermatozoides, etc.) està més lligada a l’atzar que a la informació biològica. La teoria de l’equilibri puntuat de N. Eldredge i S. Gould permet entendre que després d’unes formes fossilitzades en vinguin unes altres de completament diferents, sense que aparegui cap resta de formes intermèdies. Aquests salts, que representen la desaparició brusca de les espècies preexistents i l’aparició sobtada de les espècies següents, no queden explicats pel model del gradualisme filètic ni tampoc sembla convincent justificar-ho, a causa de l’e42

levat nombre de llocs en què succeeix, al·ludint que el registre fòssil és incomplet a causa de les dificultats del procés de fossilització. La teoria neutralista ho explica proposant que en l’evolució pot haver-hi llargs períodes, anomenats d’equilibri, en els quals les espècies no canvien, seguits de curts períodes, denominats de punt de discontinuïtat o puntuals, en els quals hi ha una evolució ràpida. Aquesta última es dóna a partir d’una petita població de l’espècie ancestral que queda aïllada de la resta, en altres condicions i que, per tant, evoluciona de forma diferent fins a una nova espècie. Posteriorment, aquesta espècie torna a l’àrea inicial i es fa molt abundant.

A C T I V I TAT S F I N A L S 13. En el cas que siguin de sexes diferents es pot saber constatant si són capaços de tenir descendents fèrtils. Si només tenen reproducció asexual, no es pot saber si són o no de la mateixa espècie, excepte que siguin descendents d’un mateix progenitor, ja que la definició actual d’espècie únicament es refereix a les espècies amb reproducció sexual. 14. No, els caràcters adquirits no s’hereten, ja que no canvien l’ADN de les cèl·lules de l’individu. 15. a) Perquè com més difícil sigui que els individus d’una zona es puguin encreuar amb els individus de l’altra zona, més probable és que les mutacions que es donin per atzar en una de les poblacions siguin diferents de les que es produeixin en l’altra població. b) Si les espècies haguessin sorgit per creació, al principi n’hi hauria moltes i, a mesura que s’han anat extingint, cada vegada n’hi hauria menys. En canvi, si les espècies han sorgit per diferents vies evolutives d’adaptació a ambients diferents a partir d’avantats comuns, com més temps i, més espècies hi haurà, com ha at si es compara el nombre d’espècies actuals respecte del nombre d’espècies fòssils. c) Això implica que no són descendents directes dels peixos que han evolucionat a reproduir-se mitjançant viviparisme placentari i a alimentar les cries mitjançant llet segregada per glàndules mamàries, sinó que són descendents evolutius de mamífers terrestres que caminaven, com els hipopòtams, que s’han adaptat a la vida aquàtica marina. d) Aquest fet demostra que els ocells descendeixen dels rèptils i aquests, dels peixos i, per això, durant les primeres fases embrionàries encara es manifesten els gens que comporten la formació dels vasos aòrtics que en per dins de les estructures branquials. Com que després aquestes estructures desapareixen, la selecció natural no actua contra aquests gens i aquesta característica es manté encara, malgrat que els ocells adults no presen43

Unitat 2. La teoria de l’evolució i l’origen de l’ésser humà ten diversos arcs aòrtics, sinó només un, l’anomenada crossa de l’aorta, com nosaltres. 16. La gràfica 1 correspon a la b); la gràfica 2, a la c); i la gràfica 3, a la c). 17. Si sempre fossin perjudicials, els individus afectats moririen. Per altra banda, els no afectats, com que van continuar amb la informació genètica idèntica a la que resultava adequada a les condicions de vida inicials al planeta, quan aquestes condicions haguessin canviat ja no haurien pogut sobreviure i la vida s’hauria extingit al nostre planeta. 18. a) Creacionisme

44

Cada espècie és el fruit d’un acte creador diferent.

Lamarckisme

Uns grups d’individus s’han esforçat per sobreviure en unes condicions molt diferents de les dels altres grups i al cap de centenars d’anys presenten tantes adaptacions diferents que ja no es poden reproduir entre si.

Darwinisme

Uns individus han viscut en unes condicions tan diferents dels altres que les característiques amb què naixien alguns individus, que eren adequades en unes condicions, no ho eren en les altres, per la qual cosa al final presentaven característiques tan diferents que ja no es podien reproduir entre si.

Neodarwinisme

Les poblacions han quedat aïllades i han viscut en unes condicions diferents, per la qual cosa les mutacions i recombinacions genètiques que eren adequades en unes condicions no ho eren en les altres, en les quals per atzar hi ha hagut altres mutacions. Tot això va fer que les diferents poblacions arribessin a no poder reproduir-se entre si.

b) Creacionisme

Moltes característiques són imprescindibles per poder viure i, per tant, malgrat que cada espècie és el fruit d’un acte creador diferent, comparteixen moltes característiques.

Lamarckisme

Moltes característiques són imprescindibles per poder viure i, per tant, malgrat que cada espècie ha evolucionat adaptant-se a una determinada forma de viure, comparteixen moltes característiques comunes.

Darwinisme

Moltes característiques són imprescindibles per poder viure i, per tant, encara que cada espècie evoluciona de forma diferent en funció de les característiques ambientals diferents, també ho ha fet conservant aquelles característiques comunes que resulten més avantatjoses.

Neodarwinisme

Com que moltes característiques són imprescindibles per poder viure, malgrat que en cada espècie es donen mutacions i recombinacions genètiques, per efectes de la selecció natural els individus amb canvis importants respecte de les característiques imprescindibles per poder viure són eliminats i, per tant, aquestes característiques no varien.

Creacionisme

Cada espècie és el fruit d’un acte creador diferent i cadascuna és portadora d’un grau de variabilitat individual que, en part, es manifesta en la descendència.

Lamarckisme

Els individus adquireixen característiques diferents segons la seva activitat i totes es transmeten als descendents per part dels dos progenitors. Per això, els individus són tots diferents entre si.

Darwinisme

El darwinisme no va saber explicar la causa de les diferències entre els descendents d’una mateixa parella, simplement es va limitar a constatar aquest fet en la frase: «Hi ha una variabilitat en la descendència»; per alguna causa, els uns neixen amb característiques més aptes que d’altres.

Neodarwinisme

El neodarwinisme va donar una explicació a la causa de la variabilitat de la descendència. És deguda a les mutacions i, en més grau, a la recombinació genètica que es produeix durant la formació dels gàmetes. Això explica que tots els individus d’una espècie, exceptuant els bessons univitel·lins, siguin diferents entre si.

c)

45

Unitat 2. La teoria de l’evolució i l’origen de l’ésser humà d) Creacionisme

Cada espècie és el fruit d’un acte creador diferent i, per tant, cadascuna pot presentar aquells òrgans especialitzats que li són necessaris per viure.

Lamarckisme

Els individus adquireixen característiques diferents segons la seva activitat i totes es transmeten als descendents. Per tant, si fan una activitat gaire específica, com estirar molt el coll per poder menjar les fulles més altes, arriben a tenir un òrgan molt especialitzat, com és el llarg coll de la girafa.

Darwinisme

Uns individus han viscut en unes condicions tan dures i especials que només els individus que naixien amb una característica determinada molt específica que els permetia sobreviure arribaven a reproduir-se i transmetre aquesta característica als seus descendents. Així, generació a generació, s’arriba a tenir òrgans molt especialitzats i diferents dels d’altres espècies.

Neodarwinisme

El neodarwinisme va donar una explicació al fet que apareguessin individus amb característiques noves i especials. Consisteix en mutacions a l’atzar i, més especialment, en la recombinació genètica que hi ha durant la formació dels gàmetes. En un ambient molt dur, en què aquesta característica resultava imprescindible per sobreviure, només els individus que la tenien es reproduïen i la transmetien als seus descendents. Així, generació a generació, s’arriba a generar òrgans molt especialitzats.

19. Evolucionen les poblacions. Els individus no evolucionen, ja que moren amb la mateixa informació genètica amb què neixen. 20. a) Una mandíbula amb mentó s’atribueix a un Homo sapiens sapiens. b) Un crani amb una forta cresta sagital de 500 cm3, a un Australopithecus aethiopicus, a un Australopithecus robustus o a un Australopithecus boisei, ja que només aquestes tres espècies tenien una mandíbula molt robusta per poder menjar llavors i, com que els músculs masseters s’insereixen en els ossos cranials, per tenir més superfície d’inserció hi havia la cresta sagital. c) Un crani de 1 000 cm3 de parets molt grosses, a un Homo erectus. d) Un crani de 1 400 cm3 allargat cap endarrere i amb arcs supraciliars molt marcats, a un Homo sapiens neanderthalensis. e) Una mandíbula amb diastemes clars, a un Australopithecus anamensis, a un Australopithecus afarensis o a un Australopithecus bahrelghazali. f) Unes pedres amb pocs cops –per fer-les esmolades– al costat d’unes restes d’ossos d’animals cremats, a un Homo erectus, ja que és el primer que domina el foc.

46

R E F L E X I Ó I D E B AT 21. Resposta oberta. D’aquest text es dedueix que en el món científic, o entre els científics, no hi ha cap debat sobre si acceptar o no l’evolució. Avui es considera que l’evolució és una realitat inqüestionable; és més, es creu que sense acceptar l’evolució no es pot entendre pràcticament res del que és la matèria viva. Dit d’una altra manera, només els que ignoren la biologia poden estar en contra de l’evolució. Les posicions dogmàtiques contra l’evolució neixen, majoritàriament, perquè es considera, equivocadament, que l’evolució vol anul·lar la idea d’un ésser superior creador de totes les coses. La realitat és que l’evolució no contradiu l’existència d’un ésser superior, només fa innecessària l’actuació constant d’aquest ésser com a creador de cadascuna dels milions d’espècies que hi ha. En canvi, l’evolució no diu res de l’origen de tot, és a dir, de l’Univers, d’una matèria que, inexplicablement, tendeix a organitzar-se, a generar vida, fins i tot vida conscient, com és el nostre cas.

47

Unitat 3. La salut i la investigació mèdica A C T I V I TAT S D ’A P R E N E N TATG E 1. Salut: estat en què l’organisme exerceix normalment les seves funcions. Malaltia: trastorn que es produeix quan un òrgan pateix una alteració i deixa de funcionar correctament. Símptoma: canvis que produeix una malaltia en l’organisme. Infecció: entrada d’un organisme a l’interior d’un altre. Organisme patogen: és el que penetra a dins d’un altre i el perjudica. Medicament: és una substància que alleuja, cura o prevé l’aparició d’una malaltia. Esterilització: destrucció dels gèrmens patògens i fins i tot les seves formes de resistència. Antisèpsia: aplicació de substàncies químiques per reduir el nombre de microorganismes patògens que han penetrat a través de la pell. 2. Les vies més habituals de transmissió són: – Per e directe a través de ferides a la pell, com la ràbia o el tètanus. – A través de l’aire, com el refredat, la grip, les galteres i la pneumònia. – Per via sexual, com la sida, la sífilis i l’herpes genital. – A través de l’aigua i els aliments, com la salmonel·losi, el còlera i el botulisme. – Per animals, com la febre groga, la pesta, la malària i la malaltia de la son. 3. Utilitzaria un antisèptic com l’alcohol etílic, l’aigua oxigenada o una solució de iode. 4. a) El virus de la grip. b) Els símptomes de la grip són febre, esgarrifances, mals de cap, dolors musculars en les extremitats o a la regió lumbar i sensació de cansament. c) La grip és una malaltia vírica i, per tant, no necessita un tractament específic. La majoria de les persones amb bon estat de salut es recupera de la grip sense complicacions. Tot i això, s’aconsella al malalt que descansi, begui molt de líquid, eviti l’alcohol i el tabac i prengui els medicaments que li recepti el metge, que generalment seran antitèrmics i analgèsics. d) S’han de vacunar contra la grip: – Les persones de 65 anys o més. – Les persones de menys de 65 anys amb malalties cròniques cardiovasculars, pulmonars o metabòliques. – Les dones embarassades, preferiblement a partir del segon trimestre d’embaràs. – Els professionals sanitaris que treballen en institucions geriàtriques o en centres de cures de malalts crònics. 49

Unitat 3. La salut i la investigació mèdica 5. – – – –

Evita l’aparició de càries dental. Prevé les infeccions de la pell i evita la pudor. Impedeix la contaminació dels aliments. Fa menys probable l’autoinfecció.

6. En les malalties produïdes per bacteris, perquè destrueixen o impedeixen el creixement d’aquests microorganismes. 7. L’automedicació és prendre medicaments sense consell mèdic. És perjudicial perquè pot provocar intoxicacions o interaccions amb altres medicaments. Si és un antibiòtic, pot facilitar l’aparició de bacteris que hi són resistents i perd efectivitat. 8. a) Infecció: és l’entrada d’un microorganisme patogen a dins d’un organisme hoste. b) Infestació: es denomina així la invasió d’un organisme viu per paràsits pluricel·lulars, com la tènia solitària, un fong o un poll. c) Malaltia infecciosa: és la que es pot transmetre d’un individu a un altre, com la grip. 9. a) La pell actua de barrera contra l’entrada de microorganismes. b) Un antisèptic elimina els microorganismes patògens que han entrat al cos, mentre que un desinfectant destrueix els microorganismes abans que hi penetrin. c) Un medicament és una substància que alleuja, cura o prevé l’aparició d’una malaltia. d) S’anomenen símptomes els canvis que produeix una malaltia en l’organisme i que permeten identificar-la. e) Un analgèsic és un medicament que calma el dolor o l’elimina. f) Perquè poden aparèixer soques de bacteris que hi siguin resistents i arriba un moment que no hi actua en contra. 10. La vacuna provoca l’aparició de cèl·lules productores d’anticossos. Algunes d’aquestes cèl·lules poden reproduir-se i circular per la sang durant molts anys, de vegades durant tota la vida i, si l’antigen torna a penetrar, hi reaccionen ràpidament en contra i el destrueixen. 11. En una vacuna s’introdueix l’antigen perquè el cos reaccioni produint anticossos, mentre que en un sèrum (en realitat, un antisèrum) s’introdueix directament l’anticòs en l’organisme malalt per combatre la malaltia. 12. Una epidèmia és una malaltia restringida a una àrea local, com una regió o un país, que afecta molts individus en una població. 50

Una pandèmia és una malaltia que pot afectar pocs individus, però que s’ha estès per un territori molt gran, com un continent o el món sencer. La sida és l’única pandèmia actual. El càncer no ho és perquè, encara que està distribuït per tot el món, té causes diferents: radiacions, substàncies químiques, virus, mutacions genètiques, etc. 13. Perquè els antibiòtics només actuen contra els bacteris, i la grip és una malaltia produïda per un virus. 14. Resposta oberta. 15. a) Evita l’obesitat i el risc de tenir arteriosclerosi o alguns tipus de càncer, com el de còlon. b) Eviten l’aparició d’alguns tipus de càncer, com el de bufeta, pulmó, laringe, medul·la òssia i pell. c) Contribueix a mantenir el pes en els límits adequats i sembla que disminueix el risc de tenir càncer de còlon i de pit. d) Redueix el risc de malalties mentals, com la depressió. e) Evita lesions provocades pels accidents de trànsit, com la paraplegia. 16. El càncer és una malaltia en què algunes cèl·lules de l’organisme es reprodueixen de forma anormal i incontrolada i poden originar metàstasi en altres òrgans o teixits. Per prevenir el càncer s’ha de prendre el sol amb precaució, no fumar, evitar el consum excessiu de fumats i embotits, no entrar en e amb elements químics cancerígens i vacunar-se contra el virus que causa el càncer de coll d’úter i el virus de l’hepatitis B. 17. En una angina de pit, les plaques d’ateroma estrenyen algunes artèries coronàries, cosa que disminueix la quantitat de sang que rega una part del múscul cardíac. Si la placa obstrueix l’artèria del tot, la part de teixit cardíac que irriga mor i es produeix un infart de miocardi. 18. Menjar pocs greixos saturats, evitar els àpats amb un excés de sal, fer exercici regularment, evitar el consum d’alcohol o moderar-lo i evitar situacions prolongades d’ansietat i estrès. 19. – Dormir vuit hores diàries, evitar situacions d’estrès i aplicar formes de descans actiu i gaudi del temps lliure contribueixen a prevenir certes malalties mentals, com la depressió i l’ansietat. – Mantenir una postura correcta a l’hora de seure evita malalties de la columna vertebral, com l’escoliosi. – Protegir-se dels rajos directes del sol pot impedir l’aparició del càncer de pell. 51

Unitat 3. La salut i la investigació mèdica

20. 1 → B, C i D 2 → A, E 3→F 21. L’Organització Mundial de la Salut recomana als governs que prenguin mesures per prevenir aquestes malalties, com, per exemple, augmentar els impostos sobre l’alcohol i el tabac, crear vies per a vianants i bicicletes, inspeccionar periòdicament els menús dels menjadors escolars i de les empreses, etc. 22. La majoria de les malalties mentals són desordres químics de l’encèfal, i els medicaments li aporten les substàncies químiques que necessita per funcionar normalment. 23. Els òrgans que es trasplanten amb més freqüència a Espanya són el ronyó, el fetge, el cor, el pulmó i l’intestí. 24. El rebuig es produeix perquè el cos que ha rebut l’òrgan l’identifica com a estrany i intenta destruir-lo amb el sistema immunitari. 25. a) Han de ser compatibles, és a dir, han de tenir el mateix grup sanguini. b) Alguns trasplantaments, com el de ronyó o cor, salven la vida del pacient, mentre que d’altres, com el de còrnia, milloren la qualitat de vida. 26. A Espanya, una persona es gasta a la farmàcia, durant un any, 241,77 euros, aproximadament. a) Quan la població creix, la despesa farmacèutica augmenta. Si la població envelleix, apareixen malalties degeneratives que fan augmentar la despesa farmacèutica. b) Si eliminem l’automedicació i prenem els medicaments només durant els períodes que indica el metge, en farem servir menys i estalviarem diners. Els medicaments genèrics són més econòmics, cosa que fa disminuir la despesa farmacèutica.

52

A C T I V I TAT S F I N A L S 27. Els riscos ambientals principals que afecten la població del nostre país són els següents: Riscos ambientals

Conseqüències

Prevenció

Excés de pes

Obesitat, arteriosclerosi. Malalties coronàries.

Cuidar l’alimentació, reduir el consum de greixos saturats i fer exercici físic moderat.

Tabaquisme

Emfisema pulmonar. Càncer de pulmó.

Evitar o reduir el consum de tabac.

Ansietat i estrès

Augmenta la tensió arterial i la freqüència cardíaca. Pot provocar malalties del cor i mentals.

Evitar situacions d’estrès i desenvolupar hàbits de vida saludables: descans adequat, exercici físic, etc.

Contagis per via sexual

Poden transmetre malalties com la sida, l’hepatitis i el càncer de coll d’úter.

Mantenir una parella estable i evitar comportaments de risc.

Consum excessiu d’alcohol

Eleva la tensió arterial i els triglicèrids. Afavoreix l’aparició d’arítmies cardíaques.

Eliminar o reduir al mínim el consum d’alcohol.

28. Manipulació dels aliments

– Mantenir una higiene personal escrupolosa, mans ben netes i ungles raspallades. – No fumar quan es manipulen aquests productes ni esternudar o tossir-hi a sobre. – Fer servir guants de goma si es tenen ferides o talls a les mans. – Portar sempre roba molt neta i una gorra per recollir els cabells.

Eliminació de residus orgànics

– Cuidar la higiene personal. – Fer servir guants d’un sol ús. – Seguir un pla de vacunació contra malalties com el tètanus.

Control sanitari dels animals

– Mantenir els animals domèstics correctament vacunats. – Eliminar de la cadena alimentària les carns procedents d’animals amb malalties transmissibles a l’home o amb restes de tractaments hormonals o antibiòtics. – Garantir les condicions higienicosanitàries de les granges i els escorxadors.

29. Període d’incubació: és el temps que a des que entra l’agent infecciós fins que apareixen els primers símptomes. La durada depèn de la malaltia. Període de desenvolupament: coincideix amb l’aparició dels símptomes característics de la malaltia. Convalescència: en aquest període, l’organisme venç la malaltia i es recupera. 53

Unitat 3. La salut i la investigació mèdica 30. És a causa de l’aparició de medicaments antiretrovirals, que retarden l’aparició dels símptomes de la malaltia. 31. L’Estat i les comunitats autònomes intenten fomentar la salut dels ciutadans prenent mesures per evitar la propagació de malalties infeccioses. Algunes són: – L’educació sanitària a través dels mitjans de comunicació de masses, per exemple, les campanyes que intenten evitar les infeccions relacionades amb el consum de drogues. – La prevenció primària mitjançant les campanyes de vacunació i la detecció precoç de les malalties, per exemple, les campanyes de vacunació contra la grip o la meningitis. – La promulgació de lleis que garanteixin la higiene en l’obtenció i manipulació dels aliments, les transfusions sanguínies, etc. 32. – – – – – –

Seguir una dieta rica en greixos saturats. Consumir sal en excés. No controlar la pressió sanguínia regularment. Fer poc exercici físic o fer-lo sense regularitat. Viure situacions prolongades d’ansietat o estrès. Consumir begudes alcohòliques habitualment.

33. Algunes de les mesures que ajuden a prevenir la hipertensió són: – Si hi ha un excés de pes, és convenient consultar-ho amb un metge perquè elabori un programa de dieta i exercicis. – Fer exercicis suaus o moderats regularment, sense excedir-se. N’hi ha prou, per exemple, si caminem durant 30 minuts cada dia. – Evitar els dolços, el greix animal i el consum de certes carns, com la cansalada, la carn de porc, el fetge, etc. És millor triar una dieta rica en fruites i verdures. – Evitar el consum d’alcohol i el tabac. – Limitar el consum de begudes que continguin cafeïna, com el cafè, el te i algunes begudes de cola. – Reduir el consum de sal, tenint en compte que molts aliments que mengem habitualment, com el pa, en tenen. – Dormir prou i evitar l’estrès o aprendre a controlar-lo en la mesura que sigui possible. – Evitar els ambients contaminats o molt sorollosos. – Comprovar la pressió arterial cada quatre o sis mesos, com a mínim. Si ja es té hipertensió, cal fer revisions mèdiques del cor i els ronyons, ja que la hipertensió pot afectar-los. 34. El consum d’aliments en una dieta mediterrània típica és el següent: 54

Cada dia: – Oli d’oliva com a font de greix principal. – Cereals, sobretot, pa i pastes. – Llegums, llavors, nous i fruita seca. – Productes lactis, especialment els fermentats, com el iogurt i els formatges. – Molta fruita i verdura. – Consum moderat de vi (una o dues copes al dia) i de forma regular, principalment, amb els àpats. – Els àpats es poden amanir amb condiments variats, com llimona, vinagre, all, herbes aromàtiques, menta, orenga, canyella, etc. Cada setmana: – Ous: entre un i quatre per setmana. – Peix: de dues a quatre vegades per setmana. – Aviram: entre dues i quatre vegades per setmana. – Carns vermelles: consum setmanal en petita quantitat o en més quantitat algunes vegades al mes. 35. A → 2 B→4 C→1

D→3 E→5

36. Resposta oberta. 37. Un medicament genèric es ven sense l’etiqueta d’una marca comercial i té un principi actiu similar al medicament de marca. Aquest tipus de medicament es pot elaborar un cop ha caducat la patent que protegia el medicament de marca. L’avantatge principal d’un medicament genèric respecte del de marca és que costa menys, ja que no necessita inversió en investigació ni desenvolupament. 38. El virus penetra i es reprodueix a l’interior d’un tipus de leucòcits, els T4, i acaba destruint-los. L’organisme de la persona infectada reacciona fabricant més limfòcits d’aquest tipus i, mentre hi hagi prou limfòcits per substituir els destruïts, la malaltia no es desenvolupa. 39. Cal diferenciar entre pacients infectats amb el VIH, que són portadors del virus però no tenen la malaltia, i pacients amb sida, que són els que manifesten els símptomes. 40. Els retrovirus tenen ARN que, un cop a l’interior de la cèl·lula infectada, es replica per formar ADN bicatenari. Un cop format l’ADN, s’insereix dins l’ADN propi de la cèl·lula infectada. 55

Unitat 3. La salut i la investigació mèdica El VIH és un retrovirus que envaeix els limfòcits TCD4 i els destrueix. Com que aquests limfòcits pertanyen al sistema immunitari, el malalt queda exposat a l’atac d’altres microbis que hi penetren, es reprodueixen i originen infeccions greus que poden causar la mort. 41. Les zones de més fam al món són les que tenen l’esperança de vida més baixa.

R E F L E X I Ó I D E B AT 42. a) Entre els 15 i els 24 anys se solen obtenir els carnets de conduir, tant de ciclomotors com de motocicletes i automòbils. Les defuncions serien degudes, sobretot, a la inexperiència i a la velocitat inadequada. b) Aquest increment podria ser degut a la disminució dels reflexos amb l’edat. c) Resposta oberta. 43. a) Fugen dels rígids controls a què es veuen sotmesos, als països desenvolupats, els assajos de medicaments amb éssers humans. b) Els malalts no tenen medicaments contra algunes malalties i, desesperats i confiant en el metge, accepten l’ús d’aquests nous fàrmacs que, en teoria, poden curar-los. c) L’avantatge és que tenen accés a medicaments nous que, en teoria, són més eficaços que els que ja hi ha al mercat. L’inconvenient principal podria ser l’absència de control per part dels governs en què es fan aquestes proves. Els laboratoris haurien d’informar el pacient dels riscos que assumeix i si aquest risc és proporcional a l’esperança de curació que té.

56

Unitat 4. Biotecnologia i reproducció A C T I V I TAT S D ’A P R E N E N TATG E 1. Les diferències més importants entre l’ADN i l’ARN són: a) Diferències químiques Bases nitrogenades: L’ADN conté adenina, guanina, citosina i timina, mentre que l’ARN té uracil en comptes de timina. Glúcids: L’ADN conté desoxiribosa, mentre que l’ARN té ribosa. b) Diferències estructurals Les molècules d’ADN estan formades per una doble cadena de nucleòtids, enrotllada en forma de doble hèlix o d’escala de cargol, mentre que l’ARN només conté una cadena de nucleòtids, encara que pot plegarse sobre si mateixa en algunes zones, i formar una doble cadena. c) Diferències funcionals L’ADN conté la informació genètica en forma de gens i l’ARN serveix com a intermediari de la informació que porta l’ADN en forma de gens i la proteïna final codificada per aquests gens. 2. a) És ARN, perquè la cadena conté la base nitrogenada uracil. b) Les lletres representen tres bases nitrogenades: l’uracil, la guanina i la citosina. c) U, perquè cada codó està format per tres bases nitrogenades. 3. L’ARN missatger determina l’ordre en què s’uneixen els aminoàcids per formar una proteïna. Els ARN de transferència transporten els aminoàcids fins als ribosomes per a la síntesi de proteïnes. L’ARN ribosòmic s’uneix a determinades proteïnes per formar els ribosomes. 4. El pas de la informació genètica fins a l’obtenció de la proteïna es realitza en dues etapes: – Transcripció: és el procés de còpia d’una part de l’ADN a ARN missatger, que a al citoplasma. – Traducció: el ribosoma se situa a l’extrem de l’ARNm i col·loca dos ARN de transferència que tenen l’anticodó complementari del codó de l’ARN missatger. Després, uneix els aminoàcids que porten els ARNt als seus extrems i es desplaça un triplet cap a la dreta, mentre l’ARNt situat a l’esquerra surt del ribosoma. Quan el ribosoma ha recorregut completament l’ARN missatger, s’ha produït una proteïna específica en què a cada triplet de les bases de l’àcid nucleic li correspon un aminoàcid determinat: és el que s’anomena codi genètic. 57

Unitat 4. Biotecnologia i reproducció 5. 48 bases. 6. a) Seqüenciar el genoma humà per identificar els gens que contenen els cromosomes i saber quines proteïnes codifiquen. b) Són quatre: – Esbrinar la seqüència de bases de l’ADN de cada cromosoma. – Localitzar els gens en els cromosomes. – Determinar la seqüència de nucleòtids de cada gen. – Esbrinar quina proteïna codifica cada gen i quina funció fa. c) En la primera. d) Vint anys. e) i f) Un informe genètic és un reconeixement mèdic en què s’intenta esbrinar si una persona té una anomalia genètica o pot tenir una malaltia genètica en un futur. 7. Si es detecta una anomalia genètica, es pot aplicar un tractament mèdic que atenuï o n’eviti els efectes. 8. La frase es refereix al fet que se sap la seqüència de bases i, per tant, l’ordre dels aminoàcids, però no s’han localitzat tots els gens ni se sap la funció que fan la majoria. 9. En la majoria dels casos, un informe genètic només indica la predisposició d’una persona a tenir una malaltia, no que l’hagi de tenir necessàriament en un futur; de fet, és possible que no arribi a desenvolupar-la mai. L’informe genètic, per tant, no hauria d’impedir aconseguir una feina, subscriure una pòlissa d’assegurança o rebre certs tractaments mèdics. 10. Es podria aplicar un possible tractament mèdic per evitar o disminuir el desenvolupament de la malaltia durant el període de gestació o després del naixement. 11. Resposta oberta. 12. La biotecnologia és una tècnica que fa servir organismes vius o parts per obtenir productes o éssers vius amb característiques especials. L’enginyeria genètica és, en realitat, una part de la biotecnologia que es basa en la transferència d’ADN d’un organisme a un altre per fabricar certes substàncies, corregir defectes genètics o crear espècies noves. Aquests dos conceptes solen ser utilitzats indistintament, cosa que és un error. La fermentació alcohòlica, per exemple, és una tècnica de biotecnologia, però no d’enginyeria genètica, perquè no transfereix ADN d’un microorganisme a un altre. 58

13. Els vectors de clonació són petites molècules d’ADN a les quals s’afegeix el gen o els gens que codifiquen la proteïna que es vol obtenir. Els vectors s’introdueixen en les cèl·lules hostes perquè s’hi multipliquin. Els principals vectors de clonació són els plasmidis i l’ADN de certs virus, com els bacteriòfags. 14. – S’obté una insulina idèntica a la humana, i així s’eviten les reaccions immunològiques que solen produir-se quan es fa servir insulina d’origen animal. – És més barat perquè els bacteris produeixen una gran quantitat d’insulina en poc temps. Fins al 1982 calien més de 50 000 pàncrees d’animals per extreure un quilogram d’insulina. 15. Es du a terme en quatre fases: – S’aïlla el gen que es vol clonar. – Es talla el gen i el plasmidi, i es deixen unes vores d’adherència o enganxoses. – S’uneix l’ADN del gen amb el del plasmidi, i s’origina un ADN recombinant. – S’injecta el plasmidi en un bacteri o en un llevat perquè s’hi divideixi. La indústria farmacèutica fa servir plasmidis per formar soques de bacteris o llevats capaços de sintetitzar hormones, enzims, antibiòtics i anticossos. 16. Si es cultiven els bacteris en un medi que contingui aquest antibiòtic, només sobreviuran els que continguin el gen clonat, a més del gen que proporciona resistència a l’antibiòtic. 17. S’insereix el gen en un plasmidi del bacteri Agrobacterium tumefaciens i s’infecta la planta. Quan els bacteris modificats ataquen les cèl·lules de la planta, li transfereixen el plasmidi i li insereixen el gen, sense provocar la malaltia. 18. Són més segures perquè no contenen el microorganisme complet, sinó algunes de les seves proteïnes. D’aquesta forma es provoca una resposta protectora específica en la persona vacunada sense els efectes adversos que es poden presentar amb vacunes que contenen el microbi complet o atenuat. 19. Com que l’herbicida no actua sobre les plantes del conreu es pot fer servir per eliminar les males herbes que hi creixen. 20. La reproducció assistida és el conjunt de tècniques destinades a facilitar la fecundació mitjançant la manipulació dels gàmetes. Per això s’anomena també fecundació artificial. 59

Unitat 4. Biotecnologia i reproducció 21. La fecundació artificial s’utilitza en els animals per: – Millorar algunes de les seves característiques, com la producció de llet o de carn. – Evitar l’extinció d’espècies com l’ós bru, la cabra salvatge, el rinoceront negre, la gasela dama, etc. 22. En una inseminació artificial la unió dels gàmetes es realitza a dins de l’aparell genital femení, mentre que en una fecundació in vitro es realitza a fora del cos de la mare, en un medi de cultiu. 23. Per fer la inseminació artificial en una dona s’ha d’estudiar primer el seu cicle menstrual i realitzar-la en el moment de l’ovulació. 24. Encara que no és freqüent, s’utilitza semen d’un donant en casos excepcionals, com en el cas d’infertilitat masculina per absència d’espermatozoides o quan hi ha un risc de transmetre una malaltia hereditària als fills. 25. La fecundació in vitro no és un tipus de reproducció assistida, ja que es manipulen els gàmetes per facilitar la fecundació. 26. Les etapes de la fecundació in vitro són tres: – Tractament hormonal per produir ovòcits. – Unió dels ovòcits amb els espermatozoides en un medi de cultiu per formar embrions. – Transferència dels embrions perquè niïn i continuïn desenvolupant-se. 27. Com en la FIV, la fecundació es fa fora del cos de la futura mare, en un medi de cultiu, però en la ICSI s’injecta en l’ovòcit un sol espermatozoide mitjançant un microcapil·lar. S’utilitza quan el nombre d’espermatozoides del donant és escàs. 28. Un blastocist és un embrió que es desenvolupa al cap de cinc o sis dies de la fertilització. Si s’implanten blastocists, que estan més desenvolupats i són més resistents, es transfereixen menys embrions i la possibilitat d’embarassos múltiples disminueix. 29. – La criocongelació és la introducció dels embrions en nitrogen líquid a una temperatura aproximada de –196 ºC. – Un embrió criocongelat pot ser utilitzat en una FIV, i així s’estalvien les primeres fases del procés: l’obtenció de gàmetes i la fecundació. – Els embrions congelats poden ser conservats en aquest estat indefinidament i no se sap què fer-ne. Avui dia es planteja destruir-los o utilitzar-los per a la investigació científica. 60

30. Moltes persones consideren que des del moment en què s’ha produït la fecundació s’origina un nou ésser humà amb una dotació genètica pròpia, diferent de la del pare i de la de la mare. Per tant, no pot ser usat per experimentar o destruït. 31. La paraula clonació té dos significats: – Aïllar i multiplicar part de l’ADN d’un organisme. – Obtenir un individu o més a partir de la cèl·lula somàtica. 32. En una clonació per divisió d’un embrió se separen les cèl·lules d’un embrió perquè cadascuna origini un individu. No és una clonació autèntica perquè s’obtenen individus idèntics entre si, però diferents dels progenitors. 33. a) Perquè produeix individus que procedeixen de les cèl·lules d’un mateix embrió i tenen la mateixa informació genètica. b) Sí, perquè s’origina a partir del nucli d’una cèl·lula adulta d’un individu que, en desenvolupar-se a l’interior d’un òvul, origina un altre individu idèntic a l’original. c) Permet obtenir còpies idèntiques d’un animal que hagi destacat per certes característiques per evitar que, en ser encreuat amb un altre, es perdin. d) Per utilitzar la clonació en la conservació d’espècies en perill d’extinció cal disposar de prou quantitat d’òvuls. e) Perquè la fecundació es facilita i es realitza fora de l’úter matern. 34. La clonació humana reproductiva és aquella en què l’embrió es desenvolupa fins al naixement, mentre que la clonació humana no reproductiva o terapèutica utilitza les cèl·lules de l’embrió per a la investigació o per a trasplantaments. 35. Els teixits procedents d’una cèl·lula troncal o cèl·lula mare d’un individu tenen la mateixa informació genètica; per això, no els rebutja. 36. Resposta oberta.

A C T I V I TAT S F I N A L S 37. Un codó és un grup de tres bases nitrogenades consecutives situades en l’ARN missatger que codifica un aminoàcid determinat o un símbol de puntuació, com el començament o la parada de la traducció. 38. El pas de la informació genètica fins a l’obtenció de la proteïna es realitza en dues etapes. Durant la primera, la transcripció, la informació a de l’ADN a l’ARN missatger, mentre que en la segona, la traducció, l’ARN missatger és «llegit» en els ribosomes per sintetitzar la proteïna. 61

Unitat 4. Biotecnologia i reproducció 39.

ATTACCCGGCTTAAGCCGATTCGA TAATGGGCCGAATTCGGCTAAGCT a) S’ha col·locat cada base amb la seva complementària. b) L’ARNm de la cadena inferior és: AUUACCCGGCUUAAGCCGAU UCGT c) Els anticodons d’ARNt que caldrien per traduir aquest ARNm en un polipèptid serien: UAAUGGGCCGAAUUCGGCUAAGCA

40. La cadena d’ARN és AUU ACC CGG CUU AAG CCG AUU CGT i, per tant, la seva complementària en ADN seria: TAA TGG GCC GAA TTC GGC TAA GCA La cadena d’ADN completa és: TAA TGG GCC GAA TTC GGC TAA GCA ATT ACC CGG CTT AAG CCG ATT CGT S’aconsegueix, novament, la cadena d’ADN original. 41. Pèptid:

SER-LEU-VAL-GLY

ARNt:

UCA; AAU; CAU; CCA

ARNm:

AGU-UUA-GUA-GGU

ADN:

TCA-AAT-CAT-CCA

42. La seqüència original és: ARNm: GGC-UAA-UGC-GUC*-AUU-AUG-UGC-CCA Pèptid: Alanina-Parada-Cisteïna-Valina-Isoleucina-Metionina-Cisteïna-Prolina Si perd la C*, la seqüència d’ARNm seria: GGC-UAA-UGC-GUA-UUA-UGU-GCC-CA I el nou pèptid seria: Alanina-Parada-Cisteïna-Valina-Leucina-Cisteïna-Alanina-Prolina 43. – A una molècula d’ARN de transferència (ARNt). – Subministra els aminoàcids al ribosoma perquè faci l’acoblament de la proteïna a partir de l’ARN missatger. 44. Resposta oberta. 62

45. S’introdueix en l’embrió el gen que porta la informació del gen de l’hormona de creixement quan encara es troba en fase de zigot. Un cop es comprova que aquest embrió ha incorporat el gen, s’implanta l’embrió en l’animal que actuarà com a mare i que produirà llet amb l’hormona. 46. Es podrien utilitzar vectors de clonació com l’ADN dels virus bacteriòfags, per reemplaçar el gen p53 defectuós que causa la malaltia per un altre que funcioni correctament. Per ara els resultats que s’han obtingut amb aquest sistema són força escassos. 47. – Aquest tipus de blat de moro resisteix l’atac d’insectes paràsits i l’agricultor té pràcticament garantida la collita. – L’inconvenient és que la planta de blat de moro no modificada sí que és atacada pels insectes; per tant, a les zones on convisquessin les dues espècies de blat de moro, la que no hagués estat modificada genèticament seria desplaçada per l’altra i arribaria a desaparèixer. 48. a) Es pot utilitzar per a la inseminació artificial d’animals. En explotació ramadera i avícola, la tècnica permet limitar el naixement de mascles i augmentar el nombre de vaques productores de llet i gallines ponedores d’ous. b) Malgrat que tècnicament és possible, la selecció de sexe està prohibida en la majoria dels països, encara que de vegades es fa per evitar l’aparició d’alguna malaltia lligada al sexe. 49. En una reducció embrionària se seleccionen els embrions per la forma de desenvolupament, no pas per les característiques genètiques, com és el cas de la DGP. Aquesta tècnica és eugenèsica perquè intenta seleccionar els individus més aptes. 50. Perquè en la fecundació in vitro s’utilitzen dos gàmetes que produiran un zigot, capaç de desenvolupar-se per formar un individu; per tant, l’embrió té una dotació genètica diferent de la dels seus progenitors. En la clonació no es fusionen gàmetes, sinó que s’introdueix el nucli d’una cèl·lula adulta en el citoplasma d’un ovòcit. En aquest cas, l’embrió té la informació genètica del donant del nucli. 51. Resposta oberta. 52. Les cèl·lules mare poden ser útils per substituir les que han estat danyades com a conseqüència d’una malaltia. Podrien ser utilitzades per tractar malalties incurables fins ara, com el Parkinson, l’Alzheimer, l’esclerosi múltiple i les lesions de medul·la òssia. 63

Unitat 4. Biotecnologia i reproducció Aquest tipus de cèl·lules s’obtenen a partir d’embrions en les primeres fases de desenvolupament, de la medul·la òssia, del cordó umbilical, etc.

R E F L E X I Ó I D E B AT 53. Resposta oberta. 54. Resposta oberta. 55. Resposta oberta.

64

Unitat 5. Els problemes mediambientals A C T I V I TAT S D ’A P R E N E N TATG E 1. a) L’ecologia és la ciència que estudia les interaccions entre els éssers vius i amb l’ambient físic en el qual viuen. b) Els ecosistemes són sistemes dinàmics, en principi autònoms, formats per una comunitat natural (biocenosi) i per un medi ambient físic (biòtop) que interaccionen mútuament. 2. a) Alfals, conill, ésser humà. b) Blat de moro, gallina, ésser humà. c) Plàncton, balena, ésser humà. 3. Amb el temps, l’ecosistema arriba a un estat anomenat clímax (estat òptim d’una comunitat biològica, tenint en compte les condicions del medi), en el qual tot canvi ulterior es produeix molt lentament i el lloc queda dominat per espècies de llarga vida i molt competitives. 4. Condensació Precipitacions

Transpiració Evaporació

Circulació superficial i subterrània

5. Al nostre país hi ha zones on hi ha tales d’arbres, sobretot per a la indústria del paper. Aquesta tala està força controlada per les autoritats i no hi ha abusos. Potser és més problemàtica la tala per construir urbanitzacions, en què l’especulació del sòl és més difícil de controlar. 6. El consum creixent de carbó i petroli des de finals de la dècada dels quaranta ha provocat concentracions cada vegada més grans de diòxid de carboni (CO2). L’efecte hivernacle resultant, que permet l’entrada de l’energia solar però redueix la reemissió de rajos infrarojos a l’espai exterior, genera una tendència a l’escalfament que podria afectar el clima global (canvi climàtic) i provocar el desglaç parcial dels casquets polars. L’anomenat ozó de super65

Unitat 5. Els problemes mediambientals fície és perillós si a els límits naturals a causa de la seva toxicitat, perquè també és un gas que provoca efecte hivernacle. 7. La CAC és una de les opcions de mitigació per estabilitzar les concentracions atmosfèriques de gasos d’efecte hivernacle. La captació de CO2 pot aplicarse a grans fonts puntuals. Llavors, el CO2 seria comprimit i transportat per ser emmagatzemat en formacions geològiques, a l’oceà, per convertir-lo en forma de carbonats minerals o per ser utilitzat en processos industrials. 8. Entre les radiacions ultraviolades, l’ozó, l’oxigen i altres elements químics hi ha una sèrie de complicades reaccions que fan mantenir un equilibri entre aquests elements. Així, l’ozó es genera i desintegra contínuament mantenint constant la seva concentració. Però a causa de les activitats humanes s’aboquen a l’atmosfera diversos contaminants que trenquen aquest equilibri i desequilibren la capa d’ozó. Entre d’altres, un dels més perillosos són els CFC (clorofluorocarburs), que s’utilitzen en aerosols, a les neveres, en els aparells d’aire condicionat i en altres dispositius. Avui dia, la majoria dels països substitueix els CFC per altres productes no tòxics. S’ha detectat un gran forat a la capa d’ozó a l’Antàrtida. El perill més gran és l’increment de càncer de pell a causa de les radiacions ultraviolades de gran energia que en a l’atmosfera a través d’aquest forat o on es produeix una disminució del gruix de la capa d’ozó. L’ozó superficial es forma a partir d’altres contaminants i pot reaccionar amb altres substàncies, tot això per l’acció de la llum. L’ozó pot ser transportat per l’aire, recórrer grans distàncies i trasar fronteres. 9. La biodiversitat es defineix com la quantitat i abundància relativa de diferents famílies (diversitat genètica), espècies i ecosistemes (comunitats) en una zona determinada. És a dir, es tracta de la variabilitat d’organismes vius de qualsevol tipus, inclosos, entre d’altres, els ecosistemes terrestres i marins i altres ecosistemes aquàtics. 10. – L’impacte general del canvi climàtic és que els hàbitats de moltes espècies es desplaçaran cap al pol o cap a altituds més altes. – Els impactes de canvis ocasionats per la temperatura sobre llacs i corrents serien menys marcats als tròpics, moderats en latituds mitjanes i grans en latituds altes, on s’esperen els canvis de temperatura més importants. – Els ecosistemes boscosos resultaran afectats pel canvi climàtic tant de forma directa com a través d’interaccions amb altres factors com el canvi en l’ús dels sòls. 11. – L’astrònom britànic Roger Angel insisteix en el fet que es pot col·locar una ombrel·la gegantina formada per 16 bilions de discos de vidre a milions de quilòmetres de distància de la Terra per desviar els rajos del Sol. 66

– Una altra solució seria la de l’enginyer Stephen Salter i el físic atmosfèric John Latham. Aquests investiguen sobre núvols molt especials, brillants, en els quals els rajos del Sol rebotin en direcció a l’espai. Proposen utilitzar una flota de futuristes vaixells bombarders de núvols que atomitzin l’aigua marina i ruixin els núvols amb aquest fi vapor, per tal de fer que siguin més densos i més reflectors. – Finalment citarem la proposta del professor alemany de química atmosfèrica Paul Crutzen, guanyador del premi Nobel el 1995 després d’explicar la formació del forat de la capa d’ozó a l’Antàrtida. La inspiració del seu assaig van ser unes erupcions volcàniques que hi va haver el 1991 al sud-est de l’Àsia. En els anys que van seguir l’erupció, la temperatura mitjana de la Terra va baixar 0,6 ºC. El sofre del volcà havia impedit que algun dels rajos del Sol arribessin a la Terra. Grutzen proposa llançar un milió de tones de sofre a l’estratosfera per crear un filtre sobre la Terra. 12. Es podrien produir desplaçaments geogràfics i migracions de moltes espècies i canvis en processos fisiològics, com la data d’aparició de brots, el moment de l’eclosió dels animals que es reprodueixen mitjançant ous, etc.

A C T I V I TAT S F I N A L S 13. Un desenvolupament sostenible és un desenvolupament que satisfà les necessitats del present sense posar en perill la capacitat de les generacions futures per atendre les seves pròpies necessitats. 14. Per exemple, la tala indiscriminada de boscos, la caça de les balenes, la pesca excessiva de les espècies en extinció i la utilització excessiva de l’aigua, entre d’altres. 15. Ocasiona erosió, salinització del sòl i desertització. 16. Els ecosistemes funcionen amb energia procedent del Sol, que flueix en una direcció, i amb nutrients, que es reciclen contínuament. Les plantes usen l’energia lumínica i la transformen, per mitjà de la fotosíntesi, en energia química sota la forma d’hidrats de carboni i altres compostos. Aquesta energia és transferida a tot l’ecosistema a través d’una sèrie de os basats en el menjar o ser menjat, l’anomenada cadena tròfica. En la transferència de l’energia, cada pas es compon de diversos nivells tròfics o d’alimentació: plantes, herbívors (que mengen vegetals), dos o tres nivells de carnívors (que mengen carn) i organismes responsables de la descomposició. 17. Resposta oberta. 67

Unitat 5. Els problemes mediambientals 18. Els ecosistemes són dinàmics en el sentit que les espècies que els formen no són sempre les mateixes. Això es veu reflectit en els canvis graduals de la comunitat vegetal amb el pas del temps, fenomen conegut com a successió ecològica. Aquesta successió comença per la colonització d’una àrea alterada, com per exemple un camp de conreu abandonat o un riu de lava recentment exposat, per part d’espècies que en poden tolerar les condicions ambientals. Majoritàriament es tracta d’espècies oportunistes que s’aferren al terreny durant un període de temps variable. Com que viuen poc temps i són males competidores, acaben sent substituïdes per espècies més competitives i de vida més llarga, com a amb certs arbustos que més tard són substituïts per arbres. La velocitat de la successió depèn de la competitivitat de l’espècie implicada, de la tolerància a les condicions ambientals produïdes pel canvi en la vegetació, de la interacció amb els animals (sobretot, amb els herbívors remugants) i del foc. 19. Vegeu el cicle del carboni de la unitat. 20. La desforestació per a plantacions d’arbres ha estat significativa a tot el món, però especialment al sud-est asiàtic i a l’Amèrica del Sud. Els silvicultors de totes les zones han talat boscos naturals per fer un lloc a plantacions més rendibles en la producció fustera, però avui són més conscients del cost social i ambiental que representa aquesta actitud. Actualment sorgeixen propostes voluntàries, basades en el mercat, com la certificació forestal i l’etiquetatge de la fusta, per afavorir els productes que provenen d’una gestió sostenible dels boscos. Avui dia hi ha acord en què, com que la desforestació és el resultat de moltes accions directes activades per moltes causes fonamentals, l’acció en un únic front difícilment podrà resoldre el problema. Calen molts esforços per implantar una gestió forestal sostenible, que equilibri objectius ambientals, socials i econòmics. 21. Amb l’extracció excessiva de la fusta es produeix la desforestació. És la destrucció a gran escala del bosc per l’acció humana. Avança a un ritme d’uns 17 milions d’hectàrees a l’any. 22. S’han fet alguns esforços adreçats a salvar espècies en via d’extinció. Una proposta immediata és la protecció d’espècies a través de la legislació. Són importants els esforços que es fan a través dels convenis internacionals. Un dels perills que afecten milions d’animals i plantes a tot el món és el comerç il·legal que se’n fa amb el qual es poden obtenir molts guanys. 23. Resposta oberta. A Espanya, una de les espècies en més perill és el linx ibèric; també es troben en perill algunes espècies d’àguiles. 68

24. a) Les pluges àcides es produeixen, fonamentalment, arran dels gasos contaminants com els òxids de sofre i de nitrogen (SO2 i NO2), encara que també hi contribueixen altres gasos com el diòxid de carboni (CO2). La combinació d’aquests gasos entre si i amb l’aigua produeix gotes d’àcid sulfúric (H2SO4), d’àcid nítric (HNO3) i d’altres. Quan plou, les gotes d’aigua que en per l’aire arrosseguen les partícules dels àcids anteriors i el resultat és que l’aigua de pluja es torna àcida, i això té conseqüències desastroses per a animals i plantes. b) L’ozó, en determinades concentracions, és un contaminant molt perillós que forma part del boirum, es produeix per la interacció d’hidrocarburs i òxids de nitrogen sota la influència de la llum solar. L’ozó ha produït també greus danys en les collites. D’altra banda, el descobriment en la dècada dels vuitanta que alguns contaminants atmosfèrics, com els fluorocarbonis, produeixen una disminució de la capa d’ozó protectora del planeta ha comportat una supressió gradual d’aquests productes. L’anomenat ozó de superfície és perillós si a dels límits naturals a causa de la seva toxicitat, perquè també és un gas que provoca efecte hivernacle. Entre els 20 i els 30 km d’altura, dins l’estratosfera hi ha una capa molt compacta d’ozó (coneguda com a capa d’ozó), que és molt important per a la vida en el nostre planeta, ja que filtra les radiacions ultraviolades que vénen del Sol i que són molt perjudicials. Només deixa ar les de baixa energia, necessàries per a les funcions vitals. 25. El fenomen que el produeix és l’efecte hivernacle. Avui dia s’utilitzen tècniques per captar i emmagatzemar diòxid de carboni (CO2), són les tècniques CAC, que són un procés que consisteix a separar el CO2 emès per la indústria i fonts relacionades amb l’energia, i a transportar-lo a un lloc d’emmagatzemament i aïllament de l’atmosfera a llarg termini. 26. a) b) c) d)

Certa. Falsa. Certa. Certa.

27. Són certes: a), b) i d). 28. Quan parlem de canvi climàtic, ens referim a una forta discrepància en la variació estadística relativament normal en l’estat mitjà del clima que persisteix durant un llarg període de temps; és a dir, que hi hagi una alteració anormal d’aquesta estadística. 69

Unitat 5. Els problemes mediambientals 29. Podria ser un augment global de la temperatura, estimat de 2 a 8 °C en els pròxims cent anys. El contingut en diòxid de carboni de l’atmosfera ha augmentat un 0,4 % cada any com a conseqüència de l’ús de combustibles fòssils com el petroli, el gas i el carbó. Els registres dels canvis en la composició de l’atmosfera durant l’últim mil·lenni mostren el ràpid augment de les concentracions de CO2, que es pot atribuir principalment al creixement industrial des de l’any 1750. 30. – Les activitats humanes són les responsables principals –en un 99 %– de les variacions que afecten l’hàbitat. – Un altre factor molt important que s’ha de tenir en compte en el manteniment de l’ecosistema és la introducció d’espècies noves, o exòtiques, que poden desplaçar altres espècies autòctones. – L’ús intens dels sòls i la destrucció associada d’hàbitats naturals o seminaturals.

R E F L E X I Ó I D E B AT 31. Resposta oberta. En general, la contaminació atmosfèrica provoca la contaminació dels sòls en què s’aboquen les substàncies contaminants i, si no hi ha més remei, es produeix la contaminació de les aigües, tant de les superficials com de les capes freàtiques. Des del moment de la precipitació en temps de pluja es dissolen a l’aigua substàncies tòxiques, com òxids de sofre i de nitrogen, que originen la pluja àcida, la qual, un cop al sòl, discorre per la superfície o s’infiltra cap a les capes subterrànies. L’evolució demogràfica dels nuclis urbans demana més quantitat d’aigua per a l’abastament humà i per a la indústria, fet que planteja un gran malbaratament en matèria d’aigua com a font d’energia. No obstant això, gradualment, les empreses, per raons econòmiques, han començat a reutilitzar l’aigua en els processos de fabricació.

70

Unitat 6. Riscos naturals i gestió sostenible de la Terra A C T I V I TAT S D ’A P R E N E N TATG E 1. S’entén que són riscos naturals els que poden donar lloc a catàstrofes naturals, les quals no han estat provocades pels humans. Com a exemples podem citar un huracà, un terratrèmol o una erupció volcànica. 2. Segons aquesta teoria, el planeta és un ésser viu que s’autoregula igual que el cos humà. La temperatura, la quantitat d’oxigen i altres paràmetres ambientals es mantenen dins uns nivells de tolerància perquè sigui possible l’existència de vida. Per a Lovelock, la biota, que comprèn tots els organismes vius, no només afecta profundament l’ambient de la Terra, sinó que també participa activament en el manteniment i la millora de la vida. Potser seran els humans els únics que poden destruir aquesta harmonia. Partint d’això, la idea de Lovelock és que tota la vida de la Terra en conjunt interacciona i té la capacitat de mantenir un entorn de manera que sigui possible la continuïtat de la seva pròpia existència. Si algun canvi mediambiental amenacés la vida, actuaria per contrarestar el canvi de manera semblant a com ho fa un termòstat quan encén la calefacció o l’aire condicionat per mantenir la casa confortable quan canvia el temps. Gaia era una deessa de la mitologia grega que simbolitzava la Terra i premiava les persones que respectaven la natura i sancionava les que no ho feien. Era una ecologista del seu temps. 3. Un nus és una mesura de velocitat molt utilitzada en navegació marítima. Equival a una milla marina per hora (milla/h). Una milla marina és equivalent a 1 850 m. La paraula anglesa per denominar nus és knot (Kt). 4. Resposta oberta. 5. En un terratrèmol, dues plaques de l’escorça terrestre anomenades plaques tectòniques s’ajunten en el que es denomina una falla. La fricció entre les plaques al llarg de la superfície impedeix, al principi, un moviment entre si. Però el material pròxim a la falla es deforma per l’esforç exercit. La deformació s’acumula fins que el bloc, a causa de la fricció, es trenca pel punt més feble, que generalment es troba molt per sota de la superfície. A partir d’aquest punt o hipocentre, la ruptura s’estén amb la corresponent radiació d’ones sísmiques. El punt de la superfície que cau en la vertical de l’hipocentre rep el nom d’epicentre del terratrèmol i és el punt on primer arriben les ones sísmiques a la superfície. A mesura que la ruptura s’estén al llarg de la superfície, les plaques es mouen entre si i, generalment, al cap de pocs segons es paren en una nova posició d’equilibri. La tensió al voltant de la falla desapareix i el sòl sol rebotar a la seva posició d’equilibri. (Vegeu el dibuix del text.) 71

Unitat 6. Riscos naturals i gestió sostenible de la Terra 6. Les erupcions volcàniques poden tenir diversos nivells de catastrofisme; no només causen danys de tipus explosiu per sorpresa, sinó que se’n deriven altres conseqüències, com la variació de transparència de l’aire i, per tant, de la radiació solar que arriba a la superfície terrestre. Una forta erupció volcànica pot introduir els productes sòlids i gasosos que desprèn a l’estratosfera (entre 10 i 50 km sobre la superfície terrestre), la qual cosa fa que aquests productes es dispersin ràpidament al voltant del globus i que hi puguin quedar suspesos durant més d’un any. Durant l’erupció del volcà Perbuatan, de Krakatoa (illa d’Indonèsia), el 1883, la transparència atmosfèrica a la radiació solar va disminuir fins a un 20 % durant unes setmanes i fins a un 10 % durant diversos mesos. Aquesta erupció va ser un dels cataclismes més grans dels dos últims segles, van morir 40 000 persones i el soroll de les explosions se sentien a 5 000 km de distància. Després d’un temps inactiu, a partir de 1930 va tornar a despertar. Des de l’any 1800 fins avui s’han produït unes vuit erupcions de magnituds similars en diversos volcans. Potser una de les erupcions més importants es va produir el 1980 al volcà Santa Helena als Estats Units, ja que feia 100 anys que estava adormit. 7. Les borrasques són centres de baixes pressions amb forts vents, associades a cumulonimbes, generalment acompanyades de trons, llampecs i precipitacions intenses en un curt període de temps. Els cumulonimbes són grans núvols la base dels quals, que sol ser molt fosca, està situada a uns 1 000-1 500 m i a l’estiu el cim pot trobar-se entre 12 000 i 14 000 m. 8. La sostenibilitat pretén un desenvolupament que satisfaci les necessitats del present sense posar en perill la capacitat de les generacions futures per atendre les seves pròpies necessitats. El concepte de sostenibilitat es basa en les característiques d’integració ambiental, econòmica i social. Així mateix, es basa en una sostenibilitat local respecte de la insostenibilitat global. 9. – Protegir el capital natural, disminuir l’empremta ecològica i afavorir el desenvolupament de les capacitats econòmiques locals, fent compatible l’ús sostenible dels recursos. – Establir un model de desenvolupament econòmic sostenible, dins les actuacions que competeixen en l’àmbit local: als ajuntaments. – Establir un sistema d’indicadors que ens permeti avaluar el compliment del model, així com l’impacte de les nostres actuacions sobre la sostenibilitat econòmica local i global. – Plantejar una proposta d’actuació a fi de poder contribuir a la sostenibilitat des d’aquelles àrees que són competència de totes les istracions públiques: autonòmiques i governamentals. 72

10. Quant a la gestió de la fauna, hi ha una primera via que consisteix a conservar la fauna mitjançant la preservació dels espais naturals protegint les poblacions de fauna que habiten al territori, siguin espècies amenaçades o no. La segona via es du a terme a través de plans de gestió i conservació adreçats específicament a protegir espècies animals que, per algun motiu, es troben en perill, independentment que habitin en espais protegits o no. 11. «La protecció, la preservació i el millorament del medi ambient per a les generacions presents i futures és responsabilitat de tots els estats. Tots els estats han de tractar d’establir les seves pròpies polítiques ambientals i de desenvolupament, d’acord amb aquesta responsabilitat. Aquestes polítiques ambientals han de promoure i no afectar adversament el potencial de desenvolupament actual i futur dels països en desenvolupament. Tots els estats tenen la responsabilitat de vetllar perquè les activitats que es duen a terme dins la seva jurisdicció, o sota el seu control, no malmetin el medi ambient d’altres estats o de les zones situades fora de la seva jurisdicció nacional. Tots els estats han de cooperar a l’hora d’elaborar normes i reglamentacions internacionals en l’esfera del medi ambient.» 12. El Protocol de Kyoto és un pacte signat pels governs en la Conferència de l’ONU sobre Canvi Climàtic, que es va fer a la ciutat japonesa de Kyoto el 1997, en què els signants (tots països industrialitzats) es comprometen a reduir, entre els anys 2008 i 2012, en un 5,2 % la quantitat d’emissions de gasos contaminants a l’atmosfera, que són els causants de l’efecte hivernacle. A hores d’ara, 141 nacions han ratificat el pacte, tot i que no s’hi han afegit, per exemple, els Estats Units, que, segons es diu, emeten el 25 % dels gasos contaminants del món. 13. Resposta oberta.

A C T I V I TAT S F I N A L S 14. Hi ha diverses teories sobre la desaparició dels dinosaures. Les unes pertanyen a les anomenades teories «terrestres», entre les quals hi ha la que considera que va haver-hi uns moviments bruscos de les plaques que constitueixen l’escorça terrestre, i que aquests moviments van engendrar canvis en el nivell del mar prou importants per afectar de manera significativa la flora i la fauna; les alteracions en la flora haurien produït desequilibris intestinals en els dinosaures. També s’hauria modificat el cicle del carboni i hauria augmentat la concentració de gas carbònic a l’atmosfera i, per tant, hi hauria hagut un augment de temperatura al planeta que, alhora, hauria influït molt negativament en aquests animals, ja que els dinosaures eren poiquilo, és a dir, la 73

Unitat 6. Riscos naturals i gestió sostenible de la Terra seva temperatura variava amb la temperatura de l’ambient. Tot això, a més d’altres catàstrofes, com l’increment de l’activitat volcànica o la dessalinització dels oceans. Però les teories «extraterrestres» sobre la desaparició dels dinosaures són comunament més acceptades. Aquest és el cas de la que fa referència a la caiguda d’un meteorit d’uns 30 km de diàmetre que hauria produït, en l’impacte, un cràter de 500 km. En un xoc d’aquesta natura s’hauria omplert de pols l’atmosfera, s’hauria quedat molt temps en l’estratosfera, i hauria enfosquit notablement la radiació solar. En aquestes condicions es va suprimir pràcticament la fotosíntesi, i els vegetals amb flors van desaparèixer alhora que els dinosaures i altres espècies animals. En realitat, més d’una quarta part de les espècies vivents animals o vegetals va desaparèixer en menys d’un milió d’anys. 15. – – – – –

Incendis. Terratrèmols i volcans. Tempestats i inundacions. Huracans. Crisis climàtiques.

16. Un meteorit no és més que un fragment de matèria interplanetària capaç de resistir el pas per l’atmosfera i arribar a la Terra. Hi ha meteorits de la mida d’una pedra i d’altres que arriben a tenir un diàmetre de centenars de quilòmetres. 17. Els vegetals esclerofil·les són els que es caracteritzen perquè tenen fulles persistents, petites i dures, que resisteixen llargs períodes de sequera i que formen la vegetació característica de les zones mediterrànies. Com a exemples tenim l’alzina, la surera i el garrofer. 18. Les comunitats vegetals mediterrànies tenen una bona resposta de resistència al foc, gràcies a l’existència de dos tipus de vegetals: els uns, rebrotadors, tenen borrons latents i protegits i substàncies de reserva que els permeten rebrotar ràpidament en les condicions de després d’un incendi; i els altres, denominats espècies germinadores, poden tenir bancs de llavors guardats al subsòl que, amb l’augment de temperatura per acció del foc, poden germinar en un interval relativament curt. 19. Les espècies vegetals rebrotadores es caracteritzen perquè tenen borrons latents i protegits i substàncies de reserva que els permeten rebrotar ràpidament en les condicions que hi ha després d’un incendi. I les espècies germinadores poden tenir bancs de llavors guardats al subsòl que, amb l’augment de temperatura per acció del foc, poden germinar en un interval relativament curt. 74

20. Si bé hi ha incendis forestals produïts per causes naturals, com la caiguda de rajos, l’origen de la gran majoria la trobem en l’acció de l’home. Sigui per imprudències, sigui de forma intencionada, l’ésser humà és causa directa o indirecta de més del 90 % dels incendis que hi ha al món. 21. L’escala de Richter mesura la intensitat dels terratrèmols per l’energia alliberada, expressada en trinitrotoluè (TNT). Una altra de les escales més utilitzades és la de Mercalli, que té dotze graus indicats en números romans i està ordenada en funció dels danys que el terratrèmol pot causar. 22. Resposta oberta. 23. Resposta oberta. 24. S’utilitza el terme sisme submarí per denominar els efectes produïts pel mar a causa dels sismes que hi ha al llit marí, que també s’anomenen tsunami, com el que hi va haver a l’Àsia el Nadal de l’any 2004. 25. Els cumulonimbes són grans núvols la base dels quals, que sol ser molt fosca, està situada a uns 1 000-1 500 m, i a l’estiu el cim pot trobar-se entre 12 000 i 14 000 m. 26. El tornado és una depressió o borrasca de petita extensió i de gran intensitat que dóna lloc a un remolí visible que es despenja d’un cumulonimbe. Els seus efectes destructius són ben coneguts als Estats Units i a l’Índia, encara que en els últims temps també es produeixen, tot i que no amb tanta intensitat, a Espanya i Europa en general. 27. L’anomenada gota freda és un terme que es refereix a una pertorbació atmosfèrica extratropical que pot provocar precipitacions, excepcionalment violentes i intenses, durant unes hores o diversos dies. Afecta superfícies molt reduïdes i segueix trajectòries imprevisibles. És deguda al fet que certs corrents provoquen que quedi aïllada una massa d’aire fred d’origen polar enmig d’aire d’origen tropical. 28. Les inundacions es caracteritzen pel desbordament d’una massa d’aigua, un riu per exemple, que submergeix terres que habitualment no estan cobertes per l’aigua. – El 1987 va haver-hi riuades a les conques del Xúquer, el Serpis i el Segura. Una gota freda va deixar moltes precipitacions i hi va haver rècords de pluja en 24 h, com els 720 mm de Gandia, els 377 mm de Dénia, els 330 mm de San Javier, els 316 mm d’Oriola o els 120 mm de la ciutat de Múrcia. El Xúquer, sense el pantà de Tous, va arribar a un cabal de 5 200 m3/s a Alzira i va inundar tota la Ribera. 75

Unitat 6. Riscos naturals i gestió sostenible de la Terra – El 1996 es va produir la riuada del càmping de Biescas, al barranc d’Arás. Una gran tempestat va provocar intenses precipitacions i una riuada que, després d’un embassament accidental, va arrasar el càmping Les Nieves, i va fer 87 víctimes mortals. – El 1997, la gota freda torna a provocar inundacions a la Comunitat Valenciana i la Regió de Múrcia. La situació més crítica es va viure a Alacant, on van caure 270 mm al matí, 156 mm en només una hora, i van morir quatre persones. La inundació va ser general, però va afectar especialment les zones on els barrancs havien desaparegut pel procés urbanitzador. – El 2000, les pluges torrencials, causades per una gota freda de grans dimensions al vessant mediterrani van afectar Catalunya, València, Múrcia, Terol, Albacete i Almeria. Les precipitacions van superar els 250 mm i hi va haver moltes pèrdues humanes. 29. El pluviòmetre és l’instrument que mesura la quantitat de precipitació en forma directa. La mesura de precipitació s’expressa en mil·límetres, que corresponen a l’altura que tindria la capa d’aigua equivalent a la precipitació caiguda. Cada mil·límetre significa un litre per metre quadrat. 30. Resposta oberta. 31. La utilització del terme crisi climàtica tant pels científics com per l’opinió pública té diverses accepcions, però avui dia l’estudi d’aquestes crisis agrupa meteoròlegs, físics, químics, metges, economistes i qualsevol especialista relacionat amb l’evolució del clima. Així es va decidir que el concepte de crisi climàtica engloba totes les variacions climàtiques breus que excedeixen bruscament el que pot considerar-se el valor mitjà. Per exemple, en el bienni 1975-1976 hi va haver una gran sequera a l’Europa nord-occidental que va deixar moltes zones de la Gran Bretanya i França, habitualment verdes, amb un paisatge desèrtic; les seqüeles econòmiques van ser molt importants. 32. El creixement demogràfic i el desordre dels assentaments humans, que fa que la gent més pobra i marginada socialment s’estableixi en zones de més inseguretat, a més d’una gestió deficient dels riscos, són factors que incrementen els efectes adversos dels fenòmens naturals i els converteixen en desastres. Aquest factor, que podem dir que és de tipus social, és el causant de desgràcies en grans tempestats o en inundacions o altres fenòmens naturals. 33. S’ha arribat al convenciment que les actuals dificultats de l’economia i la societat només es podran superar mitjançant estratègies que compaginin l’eficàcia d’una sostenibilitat econòmica, la cohesió que produeix una sostenibilitat social i la sostenibilitat ecològica. En termes teòrics, aquest triangle d’objectius pot semblar eficaç. Però avui dia molta gent propugna que s’ha de conce76

dir més pes als interessos econòmics. N’hi ha d’altres que defensen fermament la primacia de la cohesió social o la d’un medi ambient intacte. És evident, no obstant això, que és impossible aconseguir qualsevol d’aquests objectius sense respectar els altres dos. Qui s’inclini, per exemple, exclusivament a favor de l’eficàcia econòmica soscava els pressupostos socials i, fins i tot, naturals de l’economia, si no té en compte la cohesió social i l’estabilitat ecològica. En realitat, tot es converteix en una valoració política. Cal procurar un equilibri entre els tres objectius. 34. Aquesta combinació de sostenibilitat social, econòmica i ecològica avui dia es troba en crisi als països en via de desenvolupament, com poden ser la Xina o l’Índia. Aquestes societats són a la fase de desenvolupament industrial, comercial i econòmic més gran de la seva història, amb tot el que això comporta d’impacte ambiental. És just limitar el desenvolupament d’aquestes societats restringint-ne les activitats a fi d’assolir una suposada sostenibilitat? Els països rics i més industrialitzats ja han superat aquesta fase on la sostenibilitat és més difícil de mantenir. Una solució és l’ajuda tecnològica i econòmica als països que estan patint la gran expansió per part dels països d’economies ja ben assentades. 35. Per a la gestió sostenible, els polítics, a través de les istracions dels estats, han de vigilar que no es produeixin abusos que deteriorin la sostenibilitat en tots els aspectes. L’esquema adjunt resumeix les condicions, que normalment són imprescindibles, per fer un informe d’impacte ambiental abans de l’execució d’una obra d’enginyeria urbana civil. 36. En la gestió de la flora per a la conservació de les espècies es fan servir dues tècniques fonamentals: la tècnica in situ, que té com a objectiu conservar l’hàbitat natural propi, o sigui, l’acció literalment es fa al lloc on es troba l’espècie; i també la tècnica ex situ, que tracta de conservar l’espècie fora del seu hàbitat natural i després, si cal, reintroduir-la en el seu hàbitat original. 37. «Totes les nacions de la Terra han de cooperar entre si per salvaguardar el nostre sistema climàtic per a les generacions futures. A més llarg termini, caldrà un esforç veritablement global de tots els països, d’acord amb les responsabilitats comunes però diferenciades, perquè s’avanci en direcció a la realització de l’objectiu final de la convenció. També es reconeix la necessitat del creixement econòmic sostenible als països en desenvolupament i es considera la cooperació tecnològica i l’auxili financer com una part dels nostres esforços a llarg termini. Per tant, la Conferència de Kyoto també ha de considerar mesures per facilitar l’accés a la tecnologia, o la seva transferència, com també l’assistència financera per ajudar els països en desenvolupament a complir els seus compromisos.» 77

Unitat 6. Riscos naturals i gestió sostenible de la Terra

R E F L E X I Ó I D E B AT 38. Resposta oberta.

78

Unitat 7. Els materials i les seves aplicacions A C T I V I TAT S D ’A P R E N E N TATG E 1. Una propietat d’un material s’estableix en funció de la resposta que té davant un estímul extern. La resposta dependrà de les característiques mecàniques, elèctriques, tèrmiques, òptiques i magnètiques. Els metalls són elements químics. Es caracteritzen perquè són: – Poc electronegatius. Tenen pocs electrons a les capes més externes. – Dúctils – Mal·leables. – Conductors de la calor. – Conductors de l’electricitat. – Capaços de formar cations. Els seus òxids i hidròxids tenen caràcter bàsic. – Poden formar aliatges. 2. A mesura que s’afegeix més carboni al ferro, deixa de dir-se ferro i a a ser acer. En funció del percentatge de carboni afegit, es distingeixen els acers hipoeutectoides (de 0 a 0,89 % C), els eutectoides (0,89 % C) i els hipereutectoides (de 0,89 a 1,76% C). Les foses tenen més d’1,76 % C i un màxim de 6,67 % C. La duresa i la resistència a la tracció augmenten amb el percentatge de carboni, mentre que la conductivitat disminueix. El comportament és a causa de la ubicació dels àtoms de carboni inserits en el ferro, que milloren les propietats mecàniques i disminueixen les elèctriques, com la conductivitat. 3. El procediment més normal per obtenir ferro, partint dels minerals, és reduirlos per carbó. El procés simplificat consisteix a tractar l’òxid de ferro amb el carbonat, per tal de formar òxid de carbonat i ferro lliure. Si es tracta l’òxid de carboni amb més òxid de ferro, es forma anhídrid carbònic i més ferro lliure. En el procés indirecte es comença per reduir l’òxid de ferro per obtenir colada o fosa. Els minerals de ferro més usats com a primera matèria per obtenir aquest metall són: magnetita, els jaciments més importants dels quals són a Suècia, Espanya i Estats Units; siderita, que es troba principalment a Anglaterra; hematites, de la qual hi ha jaciments als Estats Units, Alemanya, Rússia i Espanya. 4. La corrosió és definida com el deteriorament d’un material a conseqüència d’un atac electroquímic per l’entorn. Sempre que la corrosió sigui originada per una reacció electroquímica (oxidació), la velocitat a la qual té lloc dependrà en alguna mesura de la temperatura, la salinitat del fluid en e amb el metall i les propietats dels metalls en qüestió. Altres materials no metàl·lics també pateixen corrosió mitjançant mecanismes diferents. Els exemples més coneguts són les alteracions químiques dels 79

Unitat 7. Els materials i les seves aplicacions metalls a causa de l’aire, com el rovell del ferro i l’acer o la formació de pàtina verda en el coure i els seus aliatges (bronze i llautó). 5. Els aliatges no fèrrics són més lleugers, tenen una conductivitat més gran i són més resistents a l’oxidació i corrosió. Com a exemple, podem citar els aliatges de coure, de níquel, de cobalt, els superaliatges i els aliatges lleugers. 6. La polimerització per condensació, també coneguda com a policondensació, es produeix per reacció entre grups funcionals específics amb l’eliminació d’una molècula petita d’aigua (H2O) o àcid clorhídric (HCl). El grup funcional que resulta de la reacció forma part de la cadena principal del polímer i s’hi repeteix ininterrompudament. Un altre tipus de polimerització és la poliaddició o polimerització per etapes. És el mecanisme emprat per polimeritzar el polietilè, policlorur de vinil, policarbonat, polipropilè, etc. 7. a) Els avantatges principals del poliestirè són que és molt fàcil de fer servir i que té un cost relativament baix. Els desavantatges principals són que és poc resistent a l’alta temperatura (es deforma a menys de 100 ºC, excepte en el cas del poliestirè sindiotàctic) i que té una resistència mecànica modesta. El poliestirè s’utilitza, principalment, per fabricar objectes mitjançant emmotllament per injecció. Exemples: carcasses de televisors, impressores, portes i interiors de neveres, maquinetes d’afaitar d’un sol ús, joguines… b) Les aplicacions del metacrilat són múltiples, entre d’altres es fa servir en senyalització, cartells, expositors, etc. Últimament trobem molts dissenys, colors i acabats a les planxes, que obren un món de possibilitats per aplicar-los en arquitectura i decoració. c) El PVC és el producte de la polimerització del monòmer de clorur de vinil a policlorur de vinil. La resina que resulta d’aquesta polimerització és la més versàtil de la família dels plàstics perquè, a més de ser termoplàstica, permet obtenir productes rígids i flexibles. A partir de processos de polimerització, s’obtenen compostos en forma de pols o pèl·let, plastisols, solucions i emulsions.

80

Construcció • Bones propietats elèctriques i d’aïllament sobre un ampli rang de temperatures. • Durabilitat excel·lent; aproximadament té una vida útil de 40 anys o més. • Característiques de processament fàcils per obtenir les especificacions desitjades del producte final. • Resistent a ambients agressius. Usos del PVC en la construcció 1. Aïllament de cables i filferros. 2. Marcs de portes i finestres. 3. Conductes i canonades. 4. Membranes de revestiment i de teulades. 5. Tapissos de parets. 6. Sòl. 7. Lloses. 8. Perfileria. Joguines Moltes joguines de diferents tipus són fetes de PVC o contenen PVC, com: • Nines. • Aneguets de banyera. • Joguines inflables de platja. • Piscines per a nens. • Pilotes. • Alguns articles per a la cura del nadó. Automòbils • ls per a portes. • Taulers. • Seients. • Motllures. • Cables elèctrics. • Perfils per segellar finestres. • Filtres per a aire i oli. • Segelladors automotrius i arnesos. Empaquetatge • Garrafes i ampolles per a aigua purificada. • Ampolles per a oli comestible, vinagre i sucs de fruita, així com per envasar productes farmacèutics, cosmètics, netejadors i additius automotrius. • Pel·lícula per empaquetar carn, fruites i vegetals. • Empaquetatge rígid per a medicines i productes diversos. • Eines per segellar els envasos de refresc i segells de garantia. 81

Unitat 7. Els materials i les seves aplicacions Medicina • Guants quirúrgics. • Tubs. • Bosses per a sèrums. • Bosses per a transfusions de plasma i sang. • Diàlisi. – Estudis realitzats demostren que l’ús del PVC com a material en e amb la sang i el plasma permet allargar en un 30 % la vida útil d’aquestes substàncies biològiques. Usos generals • Agricultura: canonades per regar, mànegues, pel·lícula per a hivernacle i emmagatzemament d’aigua. • Mobiliari: mobles per a habitació, oficina i jardí. • Calçat: sabates, soles per a sabatilles d’esport, botes per a jardí i industrials, sandàlies. • Targetes de crèdit. • Tapisseria: per a mobles, bosses, maletes, carteres, lones, impermeables, tapís per a murs. • Pel·lícula per a anuncis publicitaris. • Senyals de trànsit. • Àlbums fotogràfics. • Cortines de bany. • Jocs de taula (estovalles, etc.). • Pel·lícula per folrar llibres. • Catifa de adís. • Persianes. Electricitat i electrònica • Recobriment per a cable elèctric, d’ús domèstic, telefonia i indústria. • Recobriment per a cable telefònic. • Recobriment per a cable industrial. • Recobriment per a cable d’ús domèstic. d) PA • Automoció • Equips industrials • Maquinària • Engranatges i s. • En general en peces que pateixin mecànicament.

82

8. Els materials ceràmics són, generalment, fràgils o vidriosos. Gairebé sempre es fracturen per esforços de tensió i presenten poca elasticitat, ja que tendeixen a ser porosos. Els porus i altres imperfeccions microscòpiques actuen com a entalles o concentradors d’esforç, i redueixen la resistència als esforços. No obstant això, els metalls i els aliatges són dúctils i mal·leables, i a més es poden tractar tèrmicament. Els materials ceràmics són resistents a la corrosió, tenen propietats excel·lents davant els esforços compressius i tenen temperatures de fusió elevades. 9. Xoc tèrmic: es defineix com la fractura d’un material com a resultat d’un canvi brusc de temperatura. Aquesta variació sobtada dóna lloc a tensions superficials de tracció que porten a la fractura. Entre els factors que condicionen la resistència al xoc tèrmic té molta importància la porositat del material. Com menys porositat (augment de la densitat), la resistència al xoc tèrmic i les característiques d’aïllament es redueixen, mentre que la resistència mecànica i la capacitat de càrrega augmenten. Molts materials són usats en estats molt porosos i és freqüent trobar materials combinats: una capa porosa amb bones propietats d’aïllament combinada amb una capa prima de material més dens que proporciona resistència. Alguns materials ceràmics poden ar temperatures extremadament altes sense perdre solidesa. Són els denominats materials refractaris. Generalment, tenen una conductivitat tèrmica baixa, per la qual cosa es fan servir com a aïllants. Per exemple, parts dels coets espacials són construïts amb rajoles ceràmiques que protegeixen la nau de les altes temperatures durant l’entrada a l’atmosfera. Generalment, els materials ceràmics tenen un bon comportament a temperatures altes, mentre que poden patir ruptures per xoc tèrmic a temperatures inferiors. 10. Són carburs ceràmics que tenen temperatures de fusió elevades i són molt durs. Les substàncies formades es caracteritzen perquè tenen molta resistència mecànica i tèrmica (punts de fusió típicament de l’ordre d’uns 3 000 a 4 000 ºC) i s’utilitzen per fer estris de ceràmica i de maquinària. 11. Les ampolles, els pots i altres recipients de vidre es fabriquen mitjançant un procés automàtic que combina el premsatge (per formar l’extrem obert) i el bufament (per donar forma al cos buit del recipient). En una màquina típica per bufar ampolles, deixa caure vidre fos en un motlle estret invertit i es pressiona amb un raig d’aire cap a l’extrem inferior del motlle, que correspon al coll de l’ampolla acabada. Després, un desviador descendeix sobre la part superior del motlle i un raig d’aire que ve des de sota i a pel coll dóna la primera forma a l’ampolla. Aquesta ampolla a mig formar se subjecta pel coll, s’inverteix i es a a un segon motlle d’acabat, en el qual un altre raig d’aire 83

Unitat 7. Els materials i les seves aplicacions li dóna les dimensions finals. En un altre tipus de màquina que s’utilitza per a recipients de boca ampla es premsa el vidre en un motlle amb un pistó abans de bufar-lo en un motlle d’acabat. Els pots de poc fons, com els de cosmètics, són premsats i prou. 12. Resposta oberta. Vegeu esquema del llibre de l’alumne. 13. Poden utilitzar-se materials ultralleugers, com els aliatges de magnesi i beril·li. Els materials ultralleugers ofereixen poc pes i resistència elevada. També es fan servir materials compostos que tenen més bona relació resistència-pes que els materials ultralleugers. Es fan sevir resines plàstiques amarades en fibres de vidre. 14. a) Els bastons de golf moderns estan fabricats amb materials i tècniques molt avançades. En total, un jugador pot portar a la bossa fins a 14 bastons. Els bastons per picar més fort i arribar més lluny es denominen fustes, encara que avui dia ja no són d’aquest material, sinó d’acer o titani. L’acer i el titani ofereixen resistència mecànica i poc pes. b) El quadre de les bicicletes de muntanya està fabricat per aliatges lleugers, com els d’alumini o titani. Els de titani són més cars i difícils de soldar. 15. El material compost tipus sandvitx està format per làmines externes que protegeixen un nucli interior de baixa resistència amb forma de cel·les tipus bresca. Es fan servir per fabricar fuselatge d’avions i parets d’edificis. 16. Per minimitzar el pes s’han utilitzat nous materials, com la fibra de carboni i el plàstic. El 60 % s’ha construït amb alumini; el 20 %, amb titani; i el 4 %, amb un nou material derivat de l’alumini (0,3-0,5 mm) i fibra de vidre impregnada en resina. 17. Una de les línies d’investigació principals actuals és la recerca de ceràmics menys fràgils. «En les ceràmiques, les unions interatòmiques són molt fortes i rígides, sense cap gir errant, per la qual cosa no hi ha cap possibilitat de desplaçar cap dels seus àtoms sense provocar la ruptura de la unió, per això una mínima fissura, ni que sigui de la mida d’un pèl i prou, pot provocar una catàstrofe. Sota pressió totes les forces d’atracció es concentren al final de la línia de la fissura, fins que es trenquen més unions moleculars, amb la qual cosa l’esquerda s’amplia a una velocitat vertiginosa i la peça es trenca. No hi ha deformació sinó fractura. La ruptura de la unió molecular en el ferro exigeix més energia que el simple desplaçament d’una capa d’àtoms. La mateixa esquerda en un component metàl·lic arriba a un punt extrem en què les forces es reparteixen, i augmentar la fissura fins a fractura de la peça requeriria gairebé cent mil vegades més energia que la que cal en una peça similar de ceràmica. Per això, avui per avui, la precaució principal dels investigadors consisteix a reduir aquesta fragilitat.» Juan Tapia Rodríguez, www.arqhys.com 84

18. Un biomaterial és un compost farmacològicament inert dissenyat per ser implantat o incorporat dins un sistema viu. En aquest sentit el biomaterial s’implanta amb l’objecte de substituir i/o regenerar teixits vivents i les seves funcions. Els biomaterials restitueixen funcions de teixits vius i òrgans al cos. És essencial entendre les relacions que hi ha entre les propietats, funcions i estructures dels materials biològics atès que les propietats requerides d’un material varien d’acord amb l’aplicació particular. Els biomaterials de natura polimèrica (tefló, niló, Dacron, silicones) tenen l’avantatge que són elàstics, tenen baixa densitat i són fàcils de fabricar. El desavantatge principal és la baixa resistència mecànica que presenten i que es degraden amb el temps. Alguns metalls, com els acers 316, 316 LS i de baix contingut de carboni, aliatges de titani, sovint són usats com a biomaterials. Els avantatges principals són la resistència a l’impacte i al desgast. No obstant això són de baixa biocompatibilitat, factibles de ser corroïts en mitjans fisiològics, i tenen alta densitat i dificultat per aconseguir la connexió amb teixits connectius suaus. Els materials ceràmics, com l’òxid d’alumini, aluminats de calci, òxids de titani i alguns carbonis són usats com a biomaterials. Els avantatges que tenen són la bona biocompatibilitat, resistència a la corrosió i inèrcia química. No obstant això presenten problemes davant esforços d’alt impacte, són inelàstics, tenen alta densitat (alguns) i són difícils de produir. Els nous materials, com els nanocompòsits, les ceràmiques metall-carboni o metall-nitrogen, i els aliatges intermetàl·lics complexos resulten la promesa més important pel que fa a biocompatibilitat. Presenten la majoria dels avantatges que abans hem citat, i avui dia el desavantatge més gran que tenen és la dificultat i cost de síntesi. Obtingut de http://es.Wikipedia.org/wiki/Material_biocompatible

85

Unitat 7. Els materials i les seves aplicacions

A C T I V I TAT S F I N A L S 19. Les condicions que han de complir els nous materials són: – Que les seves propietats siguin les adequades per a l’ús que hagin de tenir. – Que puguin reciclar-se fàcilment i amb el consum energètic més baix possible, sense contaminar el medi ambient. – Que no generin residus durant el procés de transformació. 20. La corrosió és el deteriorament o degradació d’un metall o aliatge metàl·lic com a conseqüència d’un procés químic d’oxidació-reducció. Es produeix majoritàriament per l’acció de l’aigua amb impureses àcides, sulfurs, etc. Els metalls nobles com l’or i l’argent són resistents a la corrosió. Alguns aliatges com els inoxidables també són resistents a la corrosió. 21. És la relació o el quocient entre la resistència a la tracció experimentada per un material en un assaig a la tracció (GPa, GygaPascals) i la seva densitat (g/cm3). Material

Resistència a la tracció (GPa)

Densitat (g/cm3)

Relació resistència/pes

Alumini

0,05

2,7

0,02

Resina epoxi

0,1

1,1

0,1

Titani

1,2

4,43

0,27

Kevlar

0,45

1,4

0,32

22. Coneixem com a Ti6Al4V l’aliatge de titani més utilitzat tant en aplicacions biomèdiques com industrials. L’aliatge Ti6Al4V és el biomaterial que més es fa servir per substituir teixits durs, ja que és molt biocompatible i té unes bones propietats mecàniques. Es fa servir per fabricar implants quirúrgics en pròtesi articulars. 23. – Polímer. Macromolècula (generalment orgànica) formada per la unió de molècules més petites anomenades monòmers. – Homopolímer. Polímer que empra sempre un únic monòmer. – Copolímer. Polímer que empra més d’un monòmer en la cadena polimèrica. Els monòmers que conformen la cadena d’un copolímer es poden ubicar en la cadena principal i alternar-se seguint diversos patrons, segons els quals es denomina copolímer alternant, copolímer en bloc, copolímer aleatori, copolímer d’empelt. Per aconseguir aquest disseny, la reacció de polimerització i els catalitzadors han de ser els adequats.

86

a) b) c) d) e)

a) Homopolímer. b) Copolímer alternant. c) Copolímer en bloc. d) Copolímer aleatori. e) Copolímer d’empelt. Font: Viquipèdia. 24. En la policondensació el creixement de la cadena es produeix per la recció química entre dos grups funcionals i té lloc la pèrdua d’una molècula petita, no obstant això, en la poliaddició el creixement de la cadena es produeix per l’addició contínua de molècules petites d’un mateix tipus sense que hi hagi cap pèrdua. 25. Un termoplàstic és un material que, a temperatura ambient és plàstic o deformable, es transforma en líquid quan s’escalfa i s’endureix i presenta un estat vitri quan es refreda prou. La majoria dels termoplàstics són polímers d’alt pes molecular, que tenen cadenes associades per mitjà de forces febles Van der Waals (polietilè); fortes interaccions dipol-dipol i enllaç d’hidrogen; o fins i tot anells aromàtics apilats (poliestirè). Els polímers termoplàstics difereixen dels polímers termostables en què després d’escalfar-se i modelar-se poden reescalfar-se i formar altres objectes, ja que en el cas dels termostables o termodurs, la seva forma després de refredar-se no canvia. Les seves propietats físiques canvien gradualment si es fonen i es modelen diverses vegades (historial tèrmic); generalment aquestes propietats disminueixen. Els més usats són: el polietilè (PE), el polipropilè (PP), el poliestirè (PS), el metacrilat (PMMA), el policlorur de vinil (PVC), el politereftalat d’etilè (PET), el tefló (o politetrafluoretilè, PTFE) i el niló (un tipus de poliamida). Es diferencien dels termostables perquè els últims no es fonen quan són sotmesos a altes temperatures, sinó que es cremen, i és impossible tornar a modelar-los. 87

Unitat 7. Els materials i les seves aplicacions Els plàstics termostables són polímers infusibles i insolubles. La raó d’aquest comportament consisteix en el fet que les cadenes d’aquests materials formen una xarxa tridimensional espacial, i s’entrellacen amb forts enllaços covalents. Aquesta estructura que es forma té l’aspecte macroscòpic d’una única molècula gegantina, la forma de la qual es fixa permanentment, pel fet que la mobilitat de les cadenes i que el grau de llibertat de rotació en els enllaços és pràcticament zero. Els plàstics termostables tenen algunes propietats avantatjoses respecte als termoplàstics. Per exemple, més bona resistència a l’impacte, als solvents, a la permeació de gasos i a les temperatures extremes. Entre els desavantatges hi ha, generalment, la dificultat de processament, la necessitat del tractament, el caràcter trencadís del material (fràgil) i que no té reforçament quan és sotmès a tensió. Els termostables que es presenten en resina es poden reforçar de forma relativament fàcil amb fibres, com les de fibres de vidre, per exemple, i formar així, els plàstics reforçats. Els termoplàstics també es poden ocupar amb aquesta tècnica. Alguns exemples són: cautxú natural vulcanitzat, baquelita, una resina tipus fenol formaldehid utilitzada principalment en la indústria electrònica, melamina (utilitzada en taulers de treball), resines insaturades de polièster, que gairebé sempre s’usen reforçades amb fibra de vidre, resina epoxi, utilitzada com a adhesiu i en plàstics reforçats, poliuretans, silicones. Font: http://es.Viquipèdia.org 26. Els avantatges principals són la duresa i resistència a temperatures elevades i que són molt estables químicament. El desavantatge principal és la baixa resistència a l’impacte (fragilitat). 27. – Matriu metàl·lica (MMC): eines de tall per a fresadores, torns, etc. – Matriu ceràmica (CMC): eines de tall. – Matriu polimèrica: bucs d’embarcacions. 28. A més de la lleugeresa i resistència mecànica, en funció de la matriu i del reforç seleccionat podem obtenir resistència química elevada, resistència a l’impacte, aïllament tèrmic excel·lent, resistència al foc i resistència a la fatiga. 29. S’utilitzen per fabricar bateries noves, en aplicacions biomèdiques, com en la creació de nervis i músculs artificials, i per fer sensors. 30. Els materials fotònics són aquells que poden transmetre senyals en forma d’impulsos lluminosos a gran velocitat com a conseqüència de la seva excel·lent transparència. Es podrien utilitzar de forma molt satisfactòria com a mitjà de comunicació de dades d’àudio i Internet a velocitats elevades. 88

31. Les baixes temperatures a les quals es comporten com a tal (zero absolut). 32. – Producció de grans camps electromagnètics en equips de ressonància magnètica (hospitals). – Conducció d’elevades densitats de corrent elèctric sense pèrdues de càrrega. – Connectors d’alta velocitat en circuits electrònics i trens d’alta velocitat. 33. Un biomaterial ha de ser biocompatible per poder ser implantat o incorporat dins el cos humà. 34. La investigació actual en biomaterials ha trobat polímers, materials ceràmics, alguns aliatges metàl·lics i nous materials com els nanocompòsits que poden ser biocompatibles amb el cos humà. Els biomaterials de natura polimèrica (tefló, niló, Dacron, silicones) tenen l’avantatge que són elàstics, tenen baixa densitat i són fàcils de fabricar. El desavantatge principal és la baixa resistència mecànica que presenten i que es degraden amb el temps. Alguns metalls, com els acers 316, 316 i LS, de baix contingut de carboni, aliatges de titani, són sovint usats com a biomaterials. Els avantatges principals que tenen són la resistència a l’impacte i al desgast. Els materials ceràmics, com l’òxid d’alumini, aluminats de calci, òxids de titani i alguns carbonis són usats com a biomaterials. Els avantatges que tenen són la bona biocompatibilitat, resistència a la corrosió i inèrcia química. Els nous materials, com els nanocompòsits, les ceràmiques metall-carboni o metall-nitrogen, i els aliatges intermetàl·lics complexos resulten la promesa més important pel que fa a biocompatibilitat. Presenten la majoria dels avantatges que abans hem citat, i avui dia el desavantatge més gran que tenen és la dificultat i cost de síntesi. Font: http://es.Viquipèdia.org

R E F L E X I Ó I D E B AT 35. Resposta oberta.

89

Unitat 8. La societat de consum i les noves tecnologies A C T I V I TAT S D ’A P R E N E N TATG E 1. Resposta oberta. Es pot concloure que és una de les causes principals de la degradació ambiental, encara que no l’única. 2. Activitat de classe. Per exemple, cadira: metall, fusta i plàstic. S’obtenen de recursos no renovables. Poden ser reutilitzats. 3. El paper és una làmina prima formada per una estructura de fibres vegetals de cel·lulosa Les fibres s’entrecreuen formant un full resistent i flexible. Aquestes fibres són obtingudes, generalment, de pi insigne i eucaliptus. En funció del tipus de fibra i del tractament, es distingeixen més de 70 classes de paper diferent: cartó, de diari, de revista, paper blanc d’oficina, paper continu d’ordinador, etc. 4. Les causes principals de la desforestació són la tala d’arbres per obtenir terres destinades al conreu, a la ramaderia, a la mineria, o a la construcció d’embassaments i carreteres. Tot això és degut principalment al creixement urbanístic. La indústria paperera ha fet una extracció abusiva de fusta per fabricar paper. 5. Les escombraries estan formades de metalls, ceràmics, plàstics i matèria orgànica. Pràcticament tots els residus poden ser recuperats, reciclats i/o reutilitzats de formes diferents. 6. Punt net: és una instal·lació on es recullen de forma gratuïta els residus domèstics que, per volum o perillositat, no han de dipositar-se a la bossa de les escombraries ni llençar-se als contenidors del carrer. Centre de recollida selectiva: és la instal·lació en què poden recollir-se residus com: – Oli de fregir usat (domèstic). – Productes farmacèutics: medicaments, mercuri i radiografies. – Productes de pintura: tubs i pots de pintura, dissolvents i decapants. – Productes de l’automòbil: olis, bateries, pneumàtics, filtres, anticongelants i altres fluids. – Altres productes especials: fluorescents, olis usats, piles, aerosols, ceres, vernissos, líquids de fotografia, reactius de laboratori, tintes industrials, clor i altres productes de neteja. – Envasos: paper, cartó, vidre, plàstic i metall. – Altres residus domèstics: petits electrodomèstics, roba, fusta, tòners i joguines. 91

Unitat 8. La societat de consum i les noves tecnologies 7. Contenidor blau per reciclar paper i cartó: diaris, revistes, caixes de cartó, etc. Contenidor verd per reciclar vidre: ampolles, vidres, etc. Contenidor groc per reciclar envasos: plàstics, llaunes, brics, etc. 8. Pedagògicament, s’ha popularitzat l’estratègia de les 4 R, que consisteix en quatre mesures generals bàsiques que contribueixen a solucionar el problema de la gestió dels residus, entre d’altres. Aquestes accions bàsiques orientades a la població en general són: • Reducció: fer servir menys materials, per exemple, el paper d’embalar o les bosses de plàstic. • Recuperació: recollir per separat els productes consumits, per fer-ne un tractament diferenciat. • Reutilització: tornar a fer servir els productes abans de rebutjar-los. • Reciclatge: reaprofitar els materials de què estan fabricats els productes. 9. Resposta oberta. 10. La nanotecnologia és un conjunt de tècniques que permeten manipular els àtoms i estructures moleculars a escala de nanòmetres. Entre les aplicacions de la nanotecnologia hi ha: – Obtenció de materials nanomètrics, amb diferents propietats i aplicacions, per exemple, més resistents que l’acer i un 90 % més lleugers. – Autoacoblament molecular i fabricació de sistemes nanoelectrònics. – Construcció de sistemes biològics i sensors que, per exemple, siguin capaços de detectar i eliminar cèl·lules cancerígenes. 11. La llum làser és un raig prim d’elevada energia obtingut en aplicar una descàrrega elèctrica en un tub amb gas. La descàrrega aplicada provoca que els electrons de gas desprenguin fotons, que xoquen amb altres electrons i desprenen més fotons. L’elevat nombre de fotons creat forma un raig de llum de gran energia. En la indústria es fa servir per mecanitzar plaques i en medicina com a element de tall o eliminació de teixits més ràpid i més precís que el bisturí. 12. En la indústria aeroespacial i aeronàutica es fan servir materials lleugers i resistents a les temperatures elevades i a la corrosió. Avui dia, s’utilitzen aliatges de níquel, titani, alumini, materials compostos i ceràmiques tècniques. Els materials compostos es fan servir en aeronàutica per fabricar estructures i peces primàries perquè són molt resistents i lleugers. Utilitzar-los en les bigues centrals del fuselatge i a les ales pot arribar a disminuir en més de 500 kg el pes en un Airbus, la qual cosa permet incloure-hi fins a sis places més. 92

Els coets fabricats amb materials compostos poden reduir fins a 100 kg el seu pes, i minimitzar així el consum de combustible i allargar-ne les trajectòries. 13. Sistema de control i autoregulació: és un dispositiu que s’encarrega de captar senyals, processar-los i generar una resposta en forma de força o moviment mecànic després de comparar-los amb un senyal patró. En el procés es fan servir sensors electrònics, microprocessadors, controladors i programes informàtics que processen la informació i envien les ordres als actuadors, que generalment solen ser mecànics. Alguns exemples són els caixers automàtics, les màquines de control numèric, les assecadores intel·ligents, les cadires de rodes amb sistema de reconeixement de veu, l’encesa electrònica, la suspensió activa dels nous automòbils i els parabrises amb sensor intel·ligent de pluja. 14.

Transformadors

Transformació energètica

Central geotèrmica

Energia geotèrmica → Energia elèctrica

Aerogenerador

Energia eòlica → Energia elèctrica

Central maresmotriu

Energia cinètica → Energia elèctrica

Placa solar fotovoltaica

Energia solar → Energia elèctrica

A C T I V I TAT S F I N A L S 15. Els recursos naturals no renovables principals són: – Els minerals. – Els metalls. – El petroli. – El gas natural. – Els dipòsits d’aigües subterrànies. 16. Avui dia, es considera que l’economia xinesa va començar a desenvolupar-se cap al 1989. La demanda de productes primaris per part de la Xina fa pujar els preus. Els preus del coure i del plom han pujat prop d’un terç; el del níquel, un 13 %; i els preus de l’acer s’han disparat.

93

Unitat 8. La societat de consum i les noves tecnologies 17. Tipus de recursos

Recursos naturals S’obtenen directament de la natura i es consideren recursos bàsics.

Exemples Renovables No s’esgoten amb el transcurs del temps.

Vent, aire, energia solar…

No renovables S’esgoten amb la sobreexplotació.

Minerals, petroli, gas natural...

Recursos sintètics S’obtenen a partir dels naturals mitjançant procediments tècnics.

Paper, acer, plàstics…

18. És aquell que no s’esgota, encara que sigui sobreexplotat per l’home. Alguns exemples són la llum solar, l’energia de les onades, el vent, etc. Els recursos renovables poden substituir els combustibles fòssils (carbó, petroli i gas natural) en la producció d’energia i, així, aquests últims poden utilitzar-se com a primera matèria per fabricar plàstics i altres productes derivats. 19. Amb el nivell de consum actual, es considera que hi ha prou recursos minerals i inesgotables per a milers d’anys, però cal un progrés científic i tècnic que permeti extreure’ls a profunditats més grans. Avui dia, l’extracció de recursos minerals es fa a profunditats d’entre 2 000 i 3 000 m. No obstant això, l’escorça terrestre s’estén fins als 40 km. 20. Les fibres necessàries per fabricar el paper es barregen en les proporcions requerides en una gran bóta anomenada pulper (desintegradora), que actua com una liquadora que forma una pasta aquosa que conté les fibres. Aquesta pasta cau després sobre una tela mòbil o fourdrinier, on les fibres s’entrecreuen. A mesura que la tela avança, el contingut d’aigua de la pasta es va drenant, i sobre la tela queda una pel·lícula de fibres humides que constitueixen el full de paper. El pes o gramatge dels papers pot augmentar-se afegint més quantitat de fibres a la pasta, és a dir, augmentant-ne la densitat. Una altra alternativa és ajuntar tres fulls de paper o més en un de sol, com a en el procés de producció de les cartolines múltiplexs. En aquest cas, els fulls provinents de tres teles s’ajunten en un de sol abans de ar per la premsa; per facilitar que s’enganxin s’hi afegeix un adhesiu de midó. A continuació, el full de paper a per premses que l’aixafen i, després, a través de cilindres assecadors escalfats amb vapor que acaben d’eixugar-lo. Alguns papers, anomenats monolúcids, en per un gran cilindre i prou que té la particularitat de deixar el paper més llis i brillant per la cara que queda en 94

e amb el cilindre. En la pràctica poden combinar-se cilindres normals amb un cilindre monolúcid. Per als papers o les cartolines que seran destinats a usos en què la impressió és molt important, es requereix una superfície molt llisa i brillant. Això s’aconsegueix aplicant una capa fina de pintura que permet obtenir papers o cartolines estucades. El paper o cartolina a per un corró aplicador que conté aquesta pintura; l’excés d’estuc s’elimina mitjançant ganivets raspadors, que deixen ben llisa la superfície estucada. Com que l’estuc mulla el paper, cal una eixugada addicional mitjançant cilindres assecadors. Per acabar, el paper o la cartolina es rebobina a la part final de la màquina, i s’obté un rotlle a punt per ser usat o per ser tallat i transformat en raimes de diverses mides.

1

2

3

4

5

6

1rs cilindres assecadors

7

8

2ns 3rs cilindres cilindres assecadors assecadors

1. Calaix d’entrada. La pasta aquosa que conté les fibres cau sobre una tela mòbil on es produeix la formació del full per l’entrecreuament de les fibres. 2. Tela. L’excés d’aigua de la pasta aquosa s’elimina a través de la tela per gravetat i buit. 3. Premses assecadores. El full de paper a per premses que, per pressió i succió, eliminen part de l’aigua. 4. Cilindres assecadors. El full de paper humit a per diferents grups de cilindres assecadors que l’eixuguen per calor. 5. Monolúcid. És un cilindre de gran diàmetre la funció del qual és fer que una cara del paper sigui més llisa i brillant. 6. Premsa encoladora. El paper rep un bany de midó que en segella la superfície. 7. Llisa. Són corrons d’acer pels quals a el paper i li proporcionen finor i un gruix homogeni a l’amplada. 8. Bobinadora. El paper s’enrotlla a la bobina de la màquina per després ser bobinat i/o tallat a les mides que calguin. Font: www.papelnet.cl

21. Recuperar els ecosistemes forestals perduts o deteriorats a causa de les tales que ha fet la indústria fustera i les que es fan per obtenir sòl per a conreus agrícoles i per a habitatges. 95

Unitat 8. La societat de consum i les noves tecnologies 22. Els residus es classifiquen, en funció de l’origen, en residus orgànics, inorgànics i perillosos. – Residus orgànics: són d’origen biològic; un exemple són els residus alimentaris. – Residus inorgànics: no són d’origen biològic, sinó industrial. – Residus perillosos: siguin biològics o no, constitueixen un perill i han de ser tractats segons la seva tipologia. S’inclouen en aquest grup els materials radioactius, les substàncies químiques corrosives i el material mèdic infecciós. Els residus també es classifiquen, en funció de la procedència, en residus sòlids urbans, residus industrials, agraris, mèdics i radioactius. – Residus sòlids urbans: són els que formen les deixalles domèstiques. – Residus industrials: originats per l’activitat industrial, distingim entre residus inerts, perillosos i els que s’assemblen als residus sòlids urbans. – Residus agraris: són els procedents de l’explotació agrària, ramadera, pesquera, forestal i alimentària. – Residus mèdics i de laboratoris: són resultat de tota mena de treball clínic i d’investigació. – Residus radioactius: es tracta de materials que emeten radioactivitat. 23. Resposta oberta. 24. El reciclatge del paper no només evita la tala d’arbres, sinó que, a més, suposa un estalvi energètic i una reducció en el consum d’aigua necessària en el procés de fabricació. Una tona de paper reciclat evita talar nou arbres i estalvia 98 000 L d’aigua i 2 500 kWh d’energia. El paper reciclat té moltes aplicacions: fabricació de fullets, sobres, diaris, etc. 25. El compost és un nutrient que millora l’estructura del sòl i en redueix l’erosió. També facilita l’absorció d’aigua i de nutrients per part de les plantes. El compost s’obté a partir de la matèria orgànica no contaminada: restes vegetals (fulles, fruits, tubercles, etc.), segues de gespa, males herbes, restes de poda dels fruiters, fems animals, complements minerals: (fosfats naturals, roques riques en potassi i oligoelements i roques silíciques triturades en pols), algues, etc. S’aplica principalment en agricultura i jardineria. 26. Els residus perillosos són tots aquells residus, en qualsevol estat físic, que per les seves característiques corrosives, reactives, explosives, tòxiques, inflamables o infeccioses representin un perill per a l’equilibri ecològic o l’ambient. Exemples de residus perillosos: – Olis minerals. – Productes químics. 96

– – – – – – –

Bateries. Piles i acumuladors. Residus elèctrics i electrònics. Líquids fotogràfics i radiografies. Llots de depuradora. Llums fluorescents. Vehicles fora d’ús.

27. El vidre és un material totalment reciclable i no hi ha límit en la quantitat de vegades que pot ser reprocessat. En reciclar-lo no perd propietats i s’estalvia una quantitat d’energia aproximadament d’un 30 % respecte del vidre nou. Per tal de reciclar-lo adequadament, el vidre és separat i classificat segons el tipus, que normalment va associat al color. Una classificació general pel color és la que divideix el vidre en tres grups: verd, ambre o cafè i transparent. El procés de reciclat requereix que tot material aliè sigui separat, per exemple, les tapes metàl·liques i etiquetes; després, el vidre és triturat i fos amb sorra, hidròxid de sodi i calcària per fabricar nous productes que tindran propietats idèntiques respecte al vidre fabricat directament dels recursos naturals. En certs casos, el vidre és reutilitzat abans que reciclat. No es fon, sinó que es torna a utilitzar únicament rentant-lo (en el cas dels recipients). En envidriaments també es pot aprofitar el vidre tallant-lo un altre cop (sempre que calgui una unitat més petita). Font: Viquipèdia Procés

Descripció

Recollida selectiva

Classificació i separació dels objectes de vidre segons els colors.

Transport

Trasllat del vidre als centres de reciclatge.

Tractament previ

Separació dels materials aliens al vidre.

Obtenció del vidre

Trituració i fosa del vidre.

97

Unitat 8. La societat de consum i les noves tecnologies 28. El mecanitzat amb làser permet tallar plaques d’acer de 15 mm de gruix per la incidència del raig làser sobre la superfície de l’acer i la sublimació o pas de l’estat sòlid al vapor del mateix. El làser està controlat per programes de control numèric per ordinador que el guien per les trajectòries de tall que es vulguin fer. També s’aplica en soldadura, enduriment de metalls i aliatges per tractament tèrmic. 29. El làser d’escombratge permet copiar objectes i importar la informació a aplicacions informàtiques en tres dimensions per estudiar-la o modificar-la. 30. L’estereolitografia fabrica peces de plàstic o objectes amb una capa traçant alhora un raig de làser a la superfície d’un tanc de fotopolímer líquid. Aquesta classe de materials, creats originàriament per a les indústries de la impressió i l’embalatge, se solidifica ràpidament quan el làser xoca contra la superfície del líquid. Un cop que s’ha traçat completament una capa, baixa una petita distància dins el tanc i es traça una segona capa per sobre de la primera. La propietat autoadhesiva del material fa que les capes s’enganxin i, finalment, formen un objecte complet, tridimensional, després que s’han format moltes capes. Làser Escàner

Taula mòbil

Font: www.protorapid.com Objecte en procés de fabricació

Fotopolímer

31. El làser permet tallar o eliminar teixits més ràpidament i de forma més precisa que el bisturí. A més, el pacient experimenta menys dolor postoperatori gràcies al segellat de les terminacions nervioses amb el làser. S’utilitza en oftalmologia, odontologia i dermatologia. 32. Les rentadores mecatròniques estan dissenyades perquè puguin mesurar el nivell d’aigua que necessiten d’acord amb la quantitat de roba; mesurar la terbolesa de l’aigua i triar el moment just per canviar-la; identificar el cicle de rentada, així com la quantitat i el tipus de detergent i suavitzant que més s’ajusti a la roba; mentre que nosaltres només hem d’encarregar-nos de mantenir plens els recipients de la màquina. 98

Una cosa semblant a amb els sistemes d’aire condicionat, que ara poden proporcionar a l’usuari el clima que vulgui d’acord amb les condicions que es programin. 33. L’hidrogen com a font energètica és un recurs que té un rendiment acceptable i no contamina l’atmosfera.

R E F L E X I Ó I D E B AT 34. Resposta oberta. 35. Pregunta de reflexió dels alumnes. Un increment del consum als països emergents portarà com a conseqüència més sobreexplotació dels recursos. 36. Resposta oberta.

99

Unitat 9. La globalització de la comunicació A C T I V I TAT S D ’A P R E N E N TATG E 1. És una òrbita circular de 35 786 km d’altitud, situada en el pla de l’equador, en la qual els satèl·lits orbiten el planeta a la mateixa velocitat angular a la qual aquest gira. Això vol dir que un satèl·lit que es trobi en aquesta òrbita es veurà des de la Terra sempre en el mateix lloc del cel, la qual cosa li permet una cobertura constant d’una zona determinada (els satèl·lits de comunicacions i meteorològics solen estar-hi situats). Avui dia hi ha més de 400 satèl·lits en òrbita geostacionària. Període 23 h 56 min 11 070 km/h

86 km

Equador

35 7

Període de l’equador

2. Com s’ha explicat en la resposta a la pregunta anterior, aquests satèl·lits estan situats en òrbita geostacionària, també anomenada cinturó de Clarke. La major part es dedica a transmissions de televisió. La figura següent en mostra alguns.

101

Unitat 9. La globalització de la comunicació 3. Cerquem a Internet la pàgina web del mòbil per tal d’aconseguir informació actualitzada, programari actualitzat i el manual. Per exemple, als webs de www.nokia.es, www.sharp.es, www.samsung.es i www.motorola.es. 4.

Comunicació unidireccional simplex

E→R

Exemple: ràdio, televisió…

Comunicació bidireccional no simultània o half duplex

E→R R←E

Exemple: walkie talkies.

Comunicació bidireccional simultània o full duplex

E/R ↔ R/E

Exemple: telèfon.

F C

5. λ = =

10000  Hz = 29 , 411  m 340   m/s

6. – HTTP (Hyper Text Transfer Protocol): protocol d’hipertext utilitzat per poder visualitzar pàgines web en un navegador. – SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): protocol simple de transmissió de correu que serveix per poder llegir el correu electrònic a través d’un gestor de correu. – POP3 (Post Office Protocol): protocol per poder enviar correu electrònic per Internet en la seva versió 3. – FTP (File Transfer Protocol): protocol de transferència de fitxers. 7. Definim bit com la unitat mínima d’informació digital que permet representar dues qualitats o valors diferents, com poden ser 1 o 0, alt o baix, sí o no, tensió o no tensió. El conjunt de 8 bits és conegut com a byte o paraula (word), encara que avui dia, com que els sistemes digitals són més potents, ens trobem que el concepte de paraula digital s’ha ampliat i es parla de words de 16 bits, de 32 bits i fins i tot de 64 bits. 8. – ROM (Read Only Memory): memòria només de lectura. Són circuits on s’enregistra una informació en format digital que queda en la memòria de forma permanent, és a dir, no s’esborra, encara que s’apagui l’aparell. Aquest tipus de memòria serveix per enregistrar dades de forma permanent en l’equip electrònic. – RAM (Random Acces Memory): memòria d’accés aleatori. Aquest tipus de memòria es caracteritza perquè s’hi enregistren dades digitals i s’esborren contínuament, però quan l’equip s’apaga les dades emmagatzemades s’esborren. Aquest tipus de memòria és molt utilitzada com a memòria d’emmagatzemament temporal als ordinadors. 102

9. 1 Gb = 1 024 Mb 30 Gb ⫻ 1 024 = 30 720 Mb 10. 256 combinacions. 11. Per exemple, si l’ajuntament és el de Barcelona, pot donar d’alta un compte de correu electrònic a www.bcn.cat. 12. domain:domainname

Troba pàgines dins el domini especificat: domain:uk per trobar pàgines del Regne Unit o domain:com per veure pàgines de llocs comercials.

host:hostname

Localitza pàgines en un ordinador específic. A host:www.shopping.com es troben pàgines que siguin a l’ordinador: Shopping.com, i a host:dilbert.unitedmedia.com es veuen pàgines a l’ordinador anomenades dilbert, dins unitedmedia.com.

link:URLtext

Troba pàgines amb un vincle a una pàgina amb el text d’URL especificat. Amb link:www.myway.com es troben totes les pàgines amb vincles a myway.com.

title:text

Localitza pàgines que contenen la paraula o frase especificada en el títol de la pàgina (que apareix a la barra de títol de la majoria dels navegadors). Amb la recerca title:posta de sol es trobaran les pàgines que contenen en el títol els termes posta de sol.

inurl:text

Troba pàgines amb una paraula o frase específica en la URL. Amb inurl:jardí es troben totes les pàgines dels servidors que tinguin la paraula jardí en qualsevol part del nom del host, la ruta o el nom de l’arxiu.

13. Al cercador Google, sense cometes hem trobat 761 000 coincidències. Al cercador Google, amb cometes hem trobat 704 000 coincidències. Al cercador Yahoo, sense cometes hem trobat 1 410 000 coincidències. Al cercador Yahoo, amb cometes hem trobat 1 080 000 coincidències. Cal dir que aquestes dades són orientatives, ja que els cercadors s’actualitzen contínuament, però veiem que amb cometes es troben menys coincidències pel fet que cerca exactament la cadena continguda entre cometes. Aquest procediment és millor, ja que ens estalvia la pàgina de recerca. 14. Si en un cercador, per exemple el de Google, www.google.es, escrivim «Don Quijote de la Mancha» (entre cometes) i després per restringir la recerca de resultats, al final de la pàgina, posem llibre en PDF, trobarem diferents webs des d’on el podem descarregar, per exemple: http://www.donquijotedelamancha2005.com/descarga.php. 103

Unitat 9. La globalització de la comunicació 15. Podem aconseguir el certificat digital en diferents organismes. En un cercador qualsevol podem escriure «Certificat digital» i trobarem múltiples organismes oficials. Per exemple, podem visitar la pàgina de la Fàbrica Nacional de Moneda i Timbre: http://www.cert.fnmt.es. Les comunitats autònomes també tenen el servei a disposició dels usuaris, les empreses i els col·lectius. 16. En la pàgina principal de Google, www.google.com, trobarem a dalt a l’esquerra una opció denominada Maps; si hi fem clic, entrarem a l’aplicació Google Maps, on podrem especificar l’adreça de casa nostra i tenir una visió del terreny en relleu o bé el mapa o una visió de satèl·lit. Per exemple, si fem clic i escrivim l’adreça: enric prat de la riba 11-17, hospitalet, obtindrem la imatge següent:

17. Avui dia conté les guies de carrers fotogràfics de Madrid, Barcelona, Sevilla, Santander, Santiago, València i Valladolid. Vés a la pàgina indicada i cerca al menú dels carrers fotogràfics. La solució a la pregunta és: la Sagrada Família de Barcelona.

104

18.

19. Pràcticament, cada ajuntament o comunitat autònoma té a disposició dels usuaris d’Internet força informació d’interès que ens estalviarà molt de temps en els desplaçaments. Per exemple: • Transports metropolitans de Galícia: http://www.transportemetropolita no.xunta.es • Transports metropolitans de Barcelona: www.tmb.net • Transports metropolitans de Madrid: http://www.emtmadrid.es • Transports metropolitans de Sevilla: http://www.consorciotransportes sevilla.com • Transports metropolitans de València: http://www.etmvalencia.es

A C T I V I TAT S F I N A L S 20. En qualsevol cercador podem escriure «telèfon amb connexió a través de satèl·lit» i trobarem diferents pàgines amb la informació sobre el tema, per exemple: els telèfons Thuraya. Tant en versió satèl·lit/GSM com en versió només satèl·lit, els telèfons Thuraya són una solució de comunicacions econòmica i senzilla tant per mar com per terra. A terra funcionen com un telèfon GSM normal i, quan se surt a navegar, fan servir els satèl·lits per donar cobertura en gairebé tot el globus; i a més, en altres països, estalvien els costos d’itinerància (roaming). 21. Si anem a la pàgina indicada, ens preguntarà el codi postal de casa nostra. Si, per exemple, indiquem 08902, que correspon a l’Hospitalet de Llobregat, a 105

Unitat 9. La globalització de la comunicació Barcelona, ens indicarà la cobertura de televisió digital terrestre que hi podem captar. Cada alumne ha de provar-ho amb el seu codi postal.

22. T = 1 = 1 = 0 , 02  s F

50  Hz

23. 232 = 1 294 967 296 24. Simplement cal seguir els os indicats en l’activitat i obtindrem el document que l’alumnat haurà de resumir. 25. En un dels cercadors escriurem «tipus de cablatge» (entre cometes) i trobarem diverses pàgines amb informació sobre el tipus de cablatge que hi ha i les aplicacions que té. 106

Si no en trobem cap, podem visitar la pàgina de Prysmian, del grup Pirelli: http://www.es.prysmian.com. 26. Hi ha molts operadors d’ADSL a Espanya: Telefónica, Ono, Arrakis, Jazztel, Ya.com, Terra, Eresmas, Tele2, Tiscali i Auna, entre d’altres. No obstant això, quant a televisió per cable, ONO s’ha quedat la resta dels proveïdors del país o els ha absorbit. 27. A Internet trobarem informació sobre diferents productes d’aquestes característiques, com, per exemple: PDA ASUS P535, que té mòbil, GPS, Wi-Fi, Bluetooth, càmera... Funcions: reproductor de vídeo, interfície USB, WLAN/Wi-Fi, càmera, Bluetooth, presa d’auriculars estèreo, altaveus, telèfon, reproductor MP3, micròfon, ranura d’expansió, GPS, garantia i navegador web/WAP. 28. Satèl·lits

Utilitats

Astronòmics

Observació de planetes, galàxies i altres astres.

D’observació terrestre

Cartografia, meteorologia, observació del medi ambient, etc.

Meteorològics

Observació i registre del temps atmosfèric i del clima.

Científics

Experimentació amb organismes vius.

De comunicacions

Telecomunicacions (telefonia, televisió, etc).

De navegació

Determinació de la posició a la Terra del receptor de senyals que emet el satèl·lit.

Militars

Intel·ligència, comunicació i defensa militar.

29. Resposta oberta. Si volem comprar un telèfon mòbil, cerquem alternatives i comparem marques, per exemple: Nokia, Motorola, Ericsson, NEC, Samsung, LG, Qtek, Asus i moltes més. Amb totes les opcions que hi ha disponibles avui dia no és fàcil decidir-nos: amb càmera, MP3, ràdio, Bluetooth, infrarojos, bateries de durada ultrallarga, jocs, agendes, calculadores, memòria, més memòria, targeta mini-SD, teclat petit, teclat gran, reconeixement de veu, pantalla de color, pantalla gran, multifuncional, amb sistema operatiu, tipus Palm, carcassa intercanviable, slider, GSM, CDMA, TDMA, tribanda, quadribanda… En realitat, veient i comparant, és complicat decidir-nos per un. 30. Pel que fa a ordinadors, HD significa hard disk o ‘disc dur’ i, quant a televisió, vol dir high definition o ‘alta definició’.

107

Unitat 9. La globalització de la comunicació 31. La tecnologia LCD utilitza molècules de vidre líquid col·locades entre diferents capes que les polaritzen i les roten segons si es vol mostrar un color o un altre. L’avantatge principal, a més que són petites, és que estalvien energia. Quan diem que aquestes pantalles usen transistors TFT, volem dir que utilitzen TFT LCD, que són els models més estesos. Al contrari, les pantalles de plasma utilitzen fòsfors excitats amb gasos nobles per mostrar píxels i dotar-los de color. Solen ser més cares, però la qualitat és més bona. En concret ofereix més angle de visió que una pantalla LCD, més bon contrast i més realisme en els colors mostrats. No obstant això, amb la mateixa mida, actualment les pantalles LCD ofereixen una definició més gran que les pantalles de plasma; les unes i les altres pertanyen a mercats o categories diferents. Per a mides petites o mitjanes, val més comprar un televisor LCD, mentre que per a pantalles grans el plasma és el que mana. 32. Si ho cerquem a Internet, trobarem que DVB significa ‘Digital Video Broadcasting’, que és l’organisme encarregat de crear i proposar els procediments d’estandardització per a la televisió digital compatible. El DVB-T és l’estàndard de transmissió de televisió digital a través de xarxes de distribució terrestres que utilitza els canals VHF convencionals, el qual s’està implantant en la majoria dels països europeus. 33. Podem fer aquesta activitat de dues maneres: – Cercant a Internet les pàgines oficials de cada proveïdor i comparar després el que cadascú ofereix, per exemple a la pàgina de Telefónica: www.telefonicaonline.com. – Cercant taules comparatives de preus i de característiques.

R E F L E X I Ó I D E B AT 34. La resposta a aquesta pregunta és oberta. Es tracta que l’alumnat reflexioni després d’haver estudiat la unitat didàctica i s’estableixi un debat a classe moderat pel professor.

108