CRISTALES CRISTALES LIQUIDOS DEFINICION Es un solido cristalino, las moléculas ocupan posiciones fijas, orientadas de una manera especifica unas respecto a otras. Es un material que presenta al menos una fase intermedia entre la líquida isótropa y la sólida cristalina, en función de la temperatura y/o de la concentración en un determinado disolvente. Dicha fase recibe también el nombre de mesofase y, por ende, al cristal líquido se le denomina mesógeno. En este tipo de estados intermedios, las moléculas carecen del orden posicional de un cristal, pero se ordenan orientacionalmente. De esta forma, son fases fluidas y con propiedades anisótropas. Las moléculas de materiales mesógenos suelen tener una geometría determinada que facilita el empaquetamiento molecular en dichas fases anisótropas.
CARACTERÍSTICAS
Como ya habíamos visto, los cristales líquidos se pueden dividir dividir en tres clases, según como estén acomodadas moléculas; una fase nemática,
una fase esméctica o una fase
colestérica; en las cuales pueden presentar diferentes temperaturas de transición entre fase y fase.
Los cristales líquidos es una fase de la materia que se encuentra en entre la fase solida, y la fase liquida, teniendo propiedades físicas de los 2 materiales.
Los cristales líquidos combinan la fluidez de los líquidos líquidos con la anisotropía de los sólidos. sólidos. Los cristales líquidos son anisótropos por la manera que sus moléculas tienen de ordenarse.
No tienen forma forma definida, por lo que toman la forma del recipiente que los contiene.
Presentan propiedades ópticas que se parecen de modo asombroso a las de los cristales cristales como, por ejemplo, poder reflejar colores diferentes dependiendo del ángulo bajo el cual se les observe.
La mayoría de los cristales líquidos líquidos responden fácilmente a los campos eléctricos y así exhiben distintas propiedades ópticas según la presencia o ausencia del campo.
La viscosidad de los cristales líquidos no es la misma en todas todas direcciones como las de un líquido normal (los líquidos isótropos), esto se debe a la estructura que presentan sus moléculas.
Los cristales líquidos líquidos se convierten en líquidos isótropos cuando se calientan por encima de la temperatura de transición, ya que entonces las moléculas tienen la capacidad para superar las fuerzas que limitan su movimiento.
PROPIEDADES Cambian en función de la dirección que se considere: es lo que se llama anisotropía (por ejemplo, un cristal de mica podemos exfoliarlo con facilidad en la dirección de las láminas que lo constituyen pero no en la dirección perpendicular). Por el contrario, en un líquido, las moléculas están completamente desordenadas lo que le da su fluidez característica (capacidad de adoptar la forma del recipiente que lo contiene) y sus propiedades son isótropas (no dependen de la dirección considerada). Los cristales líquidos conjugan la facilidad de movimiento de los líquidos con la anisotropía de los sólidos. Todo ello los hace únicos para determinados fines. Esta anisotropía es la responsable de las texturas características que se observan en capas delgadas de un cristal líquido a través de un microscopio óptico entre polarizadores cruzados y que dependen de la forma en que sus moléculas estén ordenadas y orientadas. La gran parte de los descubrimientos actuales acerca del comportamiento de fusión inusual de ciertos componentes orgánicos han mostrado la utilidad tecnológica de las mesofases orgánicas. El gran ímpetu sobre el estudio de la materia ha propuesto una investigación sistemática de la relación entre la estructura molecular y la cristalización líquida.
ESTRUCTURAS Tipos de estructuras:
Las estructuras dieléctricas periódicas Debido al carácter polar que en general presentan los cristales líquidos, al confinar estos materiales podemos llegar a formar estructuras dieléctricas complejas. Los sistemas dieléctricos complejos son estructuras dieléctricas en las que la constante dieléctrica puede variar en una escala comparable a la longitud de onda de la radiación electromagnética del espectro visible y con un índice de refracción que varía espacialmente, en algunos casos de forma periódica y en
Los cristales líquidos líquidos se convierten en líquidos isótropos cuando se calientan por encima de la temperatura de transición, ya que entonces las moléculas tienen la capacidad para superar las fuerzas que limitan su movimiento.
PROPIEDADES Cambian en función de la dirección que se considere: es lo que se llama anisotropía (por ejemplo, un cristal de mica podemos exfoliarlo con facilidad en la dirección de las láminas que lo constituyen pero no en la dirección perpendicular). Por el contrario, en un líquido, las moléculas están completamente desordenadas lo que le da su fluidez característica (capacidad de adoptar la forma del recipiente que lo contiene) y sus propiedades son isótropas (no dependen de la dirección considerada). Los cristales líquidos conjugan la facilidad de movimiento de los líquidos con la anisotropía de los sólidos. Todo ello los hace únicos para determinados fines. Esta anisotropía es la responsable de las texturas características que se observan en capas delgadas de un cristal líquido a través de un microscopio óptico entre polarizadores cruzados y que dependen de la forma en que sus moléculas estén ordenadas y orientadas. La gran parte de los descubrimientos actuales acerca del comportamiento de fusión inusual de ciertos componentes orgánicos han mostrado la utilidad tecnológica de las mesofases orgánicas. El gran ímpetu sobre el estudio de la materia ha propuesto una investigación sistemática de la relación entre la estructura molecular y la cristalización líquida.
ESTRUCTURAS Tipos de estructuras:
Las estructuras dieléctricas periódicas Debido al carácter polar que en general presentan los cristales líquidos, al confinar estos materiales podemos llegar a formar estructuras dieléctricas complejas. Los sistemas dieléctricos complejos son estructuras dieléctricas en las que la constante dieléctrica puede variar en una escala comparable a la longitud de onda de la radiación electromagnética del espectro visible y con un índice de refracción que varía espacialmente, en algunos casos de forma periódica y en
otros de forma aleatoria. En el primero de los casos dichas estructuras dieléctricas se denominan periódicas mientras que en el segundo se denominan aleatorias. Reciben el nombre genérico de Cristales Fotónicos, aunque también se pueden denominar por su acrónimo PBG (de su acepción inglesa Photonic Band Gap). Aunque los primeros PBG se fabricaron para longitudes de onda del régimen de las microondas, rápidamente se adaptaron a longitudes de onda de la luz visible, aunque su síntesis era y es extraordinariamente compleja, pues su geometría requiere de una precisa periodicidad que permita modular convenientemente las propiedades ópticas de la luz. De hecho, se podría decir que los PBG son a la luz lo que los semiconductores a los electrones. El cristal fotónico más utilizado en la comunidad científica, consiste en una matriz de SiO2 en el que hay huecos esféricos dispuestos en los nodos de una estructura cúbica centrada en las caras (FCC). Las aplicaciones novedosas más relevantes de este tipo de materiales se circunscriben al campo de la fotónica: láseres, dispositivos de control espontánea de la luz, guías de onda, filtros o teléfonos móviles, por citar algunas. Existen una gran diversidad de estructuras confinadoras, ya sean matrices porosas o partículas dispersantes, a la hora de realizar este tipo de estudios. En nuestro caso estamos trabajando con dos tipos de estructuras: pseudo-ordenadas (Anopore) y aleatorias (Aerosil). Membranas de Anopore Las estructuras de Anopore son membrana porosas, utilizadas normalmente como filtros. Las cavidades son de geometría cilíndrica, de 200 nm de diámetro, con una distribución más o menos de forma paralela y de una longitud de unas 60 micras.
Membrana de Anopore Una vez tenemos la membrana porosa, el tratamiento químico de la misma nos ayuda a funcionalizar las paredes de los poros de la estructura para obtener diferentes alineamientos
moleculares del cristal líquido confinado, asunto fundamental a la hora de diseñar celdas con aplicaciones tecnológicas. Dicha funcionalización consiste en tratar las superficies químicamente dependiendo del cristal líquido que se quiere confinar, modulando los efectos superficiales de manera que se traduzcan en cambios en las propiedades físicas del material confinado. Así, por ejemplo, un tratamiento de las membranas de Anopore mediante una disolución con una concentración específica de bromuro de hexadeciltrimetilamonio (HTBA), permite que las moléculas calamíticas de los cristales líquidos nCB o nOCB se alineen perpendicularmente a las paredes de los poros cilíndricos. Esto es posible dado que las moléculas de HTBA están compuestas de una cabeza polar que es absorbida por paredes de alúmina de los poros y una cola hidrófoba que se dispone perpendicular a la superficie y se enlaza a las cadenas alquílicas del mesógeno. Este tipo de alineamiento permite, mediante la técnica de espectroscopia dieléctrica, estudiar la dinámica del modo debido a la rotación molecular en torno a su eje largo y extraer consecuencias muy útiles en referencia a la movilidad molecular en confinamiento. Partículas de Aerosil El Aerosil (o Aerogel de sílice) consiste en un conjunto de partículas esféricas de sílice de 7 nm de diámetro con grupos hidrófilos o hidrófobos en la superficie. La dispersión de estas nanopartículas en un material mesógeno origina un nuevo tipo de confinamiento que dependerá tanto de la naturaleza de las mismas como de su densidad en la disolución. Si la densidad de Aerosil en la disolución supera cierto valor crítico, se genera una red de partículas que restringe drásticamente la dinámica del sistema confinado.
TIPOS DE CRISTALES LÍQUIDOS Podemos distinguir dos tipos de cristales líquidos. Por una parte, los cristales líquidos
termótropos, cuyo diagrama de fases depende únicamente de la temperatura. Por el otro, los cristales líquidos liótropos, donde además de la temperatura, la concentración del compuesto en
un
disolvente
(normalmente
agua)
hace
variar
el
diagrama
de
fases.
Dentro de los termótropos, los más convencionales tienen geometrías moleculares con núcleos rígidos alargados (cristales líquidos calamíticos) y en forma de disco (cristales líquidos discóticos). Unidos a estos grupos rígidos, que son los responsables del empaquetamiento preferentemente uniaxial en la mesofase, existen cadenas terminales flexibles, cuya función es la de servir de ―lubricantes‖ entre las moléculas, confiriendo la flui dez propia del estado líquido
cristalino. Estas moléculas están constituidas por distintos grupos polares que, en general, confieren un momento dipolar neto a las mismas. Dependiendo de la mesofase, los momentos dipolares moleculares pueden llegar a acoplarse formándose fases ferro-, ferri- o antiferroeléctricas donde existe una polarización macroscópica.
Moléculas calamítica y discótica La complementariedad de todas estas propiedades se pone claramente de manifiesto a la hora de enfocar las aplicaciones tecnológicas de estos materiales. En efecto, la posibilidad de alinear las moléculas mesógenas con relativa facilidad, bajo la aplicación de campos eléctricos, magnéticos, interacciones superficiales, etc… cambiando de esta manera la dirección de los
ejes principales de las mesofases, es de una gran utilidad en aplicaciones electro-ópticas. En el caso de los cristales líquidos liótropos, las moléculas constituyenyes suelen ser anfífílicas, con un grupo polar que se disuelve en agua y una cadena apolar hidrófoba. Muchas moléculas orgánicas son cristales líquidos liótropos y, por ejemplo, las membranas celulares tienen un empaquetamiento molecular propio de una mesofase liótropa.
TRANSICIONES DE FASE Los cristales líquidos presentan una gran variadad de transiciones de fase. Generalmente son transiciones dédilmente de primer orden (es decir, con una entalpía de transición muy pequeña) o de orden superior (transiciones de campo medio, de fluctuación crítica o supercríticas). Nosotros estudiamos generalmente las transiciones nemática-isótropa (N-I) y la esméctica Anemática (SmA-N). La transición N-I resulta de la competencia entre fuerzas excitadas térmicamente, que tienden a destruir el orden orientacional y fuerzas moleculares que tienden a alinear los ejes moelculares, según la teoría de Maier y Saupe. En principio, esta transición es de primer orden, pero debido
a posibles fluctuaciones del parámetro de orden nemático puede convertirse en una transición de orden superior. La transición SmA-N depende de dos parámetros de orden y su naturaleza es, por tanto, diferente. El orden de la misma, según la teoría de McMillan, Kobayashi y de Gennes, depende del rango de la fase nemática. Si éste es pequeño, el acoplamiento entre los parámetros de orden nemático y esméctico provoca que la transició sea de primer orden. Sin embargo, a medida que aumenta el rango nemático, varía tal acoplamiento y el orden de la transición deriva a orden superior. Cuando el rango nemátic es suficientemente grande, la fase nemática satura y la transición pertenece a la clase universal 3D-XY. Existe otra teoróa, sin embargo, según la cual la transición SmA-N es siempre de primer orden, aunque pueda serlo muy débilmente, formulada por Halperin, Lubenski y Ma.
METODOS DE OBTENCION Los cristales líquidos se pueden formar a partir de ciertos compuestos formados por moléculas con dimensiones anisótropas (como el benzoato de colesterilo), algunos de ellos a partir del cambio de su temperatura hasta alcanzar su punto de estado cristal líquido, otros al agregar algún disolvente. Los Termotrópicos son aquellos cristales líquidos que alcanzan ese estado por medio de un cambio de temperatura. Los Liotrópicos son los que se forman al destruir la red cristalina del compuesto por agregarle de un disolvente y presentan mesofases que dependen de la temperatura y de la concentración.
Existen también los cristales líquidos que contienen átomos metálicos. Estos compuestos reciben el nombre de metalomesógenos. Un ejemplo de formación de este tipo seria la síntesis de cristales líquidos a partir de compuestos fluoroarílicos de oro (I), los cuales combinan un ligando neutro (isonitrilo) con un aniónico (arilo aromático fluorado). En este trabajo, los ligandos fluorados (R) utilizados en la síntesis de estos productos han sido: R = -C5F4N, -C6F4py y -C6F5, y para la formación de los hipotéticos cristales líquidos de oro, se ha seguido el método de síntesis que se muestra a continuación.
Lo anterior es un ejemplo de reacción de obtención de los compuestos de Au(I) con posible comportamiento de cristal líquido. Cristales Líquidos Naturales También existen en la naturaleza algunos cristales líquidos, entre los que destacan:
Las fibras de mielina, una lipoproteína que se encuentra recubriendo el axón de las neuronas
Fosfolípidos el principal componente de las membranas celulares
APLICACIONES En la industria de dispositivos ópticos basados en cristales líquidos, como las pantallas LCD o los conmutadores electro-ópticos. Es decir los cristales líquidos se utilizan para visualización de datos en dispositivos electrónicos como display de calculadoras, relojes, aparatos de medición, etc. Que suele realizarse con una película nemática. Según el procedimiento más clásico, dos láminas de vidrio aprisionan una película delgada (de 10 a 20 ?m). Al aplicar una tensión eléctrica a través de la película se provoca una intensa turbulencia. Este desorden sobreviene
en un líquido birrefrigerante, produce una difusión local de la luz y la zona sometida a tensión se vuelve lechosa y opaca: si cesa la excitación vuelve a su estado transparente. La observación puede realizarse por reflexión si la lámina inferior es reflectante. La legibilidad de este tipo de visualización es adecuada bajo intensa iluminación. También se utilizan en el laboratorio o en la industria (termográfica) cristales líquidos que cambian de color a temperaturas aproximadas a la temperatura ambiente. La compatibilidad entre los mesógenos liótropos y los sistemas biológicos abre el campo de las aplicaciones de los cristales líquidos a la medicina (fármacos), la biotecnología (sensores biológicos, detectores de sistemas víricos…) o la industria alimenticia (colorantes, estabilizadores…). Otras aplicaciones de estos compuestos se pueden ver en la industria textil o
en la elaboración de detergentes y jabones.
BIOTECNOLOGIA DEFINICION Es una actividad multidisciplinaria, que se sustenta en el conocimiento de frontera o punta generado por disciplinas modernas (biología molecular, bioquímica, bioingeniería, biología vegetal, microbiología, etc.), y cuyo objetivo es la utilización de este conocimiento para el desarrollo de tecnología limpia, que sea técnica y económicamente competitiva, y que permita, mediante el uso racional de los sistemas y organismos vivos, sus productos o partes, la solución de problemas socioeconómicos relevantes (agropecuarios, salud, contaminación ambiental e industrial, etc.).
TERMINOS RELACIONADOS AMINOACIDOS Son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce; tienen carácter ácido como propiedad básica y actividad óptica; químicamente son ácidos carbónicos con, por lo menos, un grupo amino por molécula, 20 aminoácidos diferentes son los componentes esenciales de las proteínas. Aparte de éstos, se conocen otros que son componentes de las paredes celulares. Las plantas pueden sintetizar todos los aminoácidos, nuestro cuerpo solo sintetiza 16, aminoácidos, éstos, que el cuerpo sintetiza reciclando las células muertas a partir del conducto intestinal y catabolizando las proteínas dentro del propio cuerpo. Los aminoácidos son las unidades elementales constitutivas de las moléculas denominadas Proteínas. Son pues, y en un muy elemental símil, los "ladrillos" con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas consumidas por la sola acción de vivir.
ADN El ADN es la sustancia química donde se almacenan las instrucciones que dirigen el desarrollo de un huevo hasta formar un organismo adulto, que mantienen su funcionamiento y que permite la herencia. Es una molécula de longitud gigantesca, que está formada por agregación de tres tipos de sustancias: azúcares, llamados desoxirribosas, el ácido fosfórico, y bases nitrogenadas de cuatro tipos, la adenina, la guanina, la timina y la citosina.
Los azúcares y los ácidos fosfóricos se unen lineal y alternativamente, formando dos largas cadenas que se enrollan en hélice. Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior de esta doble hélice y forman una estructura similar a los peldaños de una escalera. Se unen a las cadenas mediante un enlace con los azúcares. Cada peldaño está formado por la unión de dos bases, formando los pares de bases anteriormente mencionados; pero estos emparejamientos sólo pueden darse entre la adenina y la timina o entre la citosina y la guanina. Las secuencias el orden en que se van poniendo- que forman adenina, timina, citosina y guanina a lo largo de la cadena de ADN es lo que determina las instrucciones biológicas que contiene. PROTEINAS
Las proteínas son los materiales que desempeñan un mayor numero de funciones en las células de todos los seres vivos. Por un lado, forman parte de la estructura básica de los tejidos (músculos, tendones, piel, uñas, etc.) y, por otro, desempeñan funciones metabólicas y reguladoras (asimilación de nutrientes, transporte de oxígeno y de grasas en la sangre, inactivación de materiales tóxicos o peligrosos, etc.). También son los elementos que definen la identidad de cada ser vivo, ya que son la base de la estructura del código genético (ADN) y de los sistemas de reconocimiento de organismos extraños en el sistema inmunitario. Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc... Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales
llamados
AMINOÁCIDOS, a los cuales podríamos considerar como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos". Se clasifican, de forma general, en Holoproteinas y Heteroproteinas según estén formadas respectivamente sólo por aminoácidos o bien por aminoácidos más otras moléculas o elementos adicionales no aminoacídicos.
INGENIERÍA GENÉTICA La Ingeniería Genética es la ciencia biológica que trata de la manipulación de los genes. La aplicación de los conocimientos de la Ingeniería Genética constituye la Biotecnología. El ADN puede cortarse en fragmentos por medio de las enzimas de restricción. Estos fragmentos quedan con unos extremos o bordes cohesivos, también llamados bordes
pegajosos, que hacen que se puedan unir fragmentos de distinto origen, formando un ADN llamado recombinante. En Ingeniería Genética es necesario la obtención de muchas copias de fragmentos de ADN para su estudio y manipulación. Se consigue mediante la clonación, que puede ser "en vivo" utilizando células que actúan como agentes replicativos, o "in vitro", mediante la PCR, (Reacción en Cadena de la Polimerasa). Para introducir ADN recombinante en células hospedadoras, se recurre a elementos génicos llamados vectores génicos. Estos son los plásmidos, los bacteriófagos y los cósmidos. La localización de determinados segmentos de ADN se lleva a cabo mediante diversas técnicas, entre las que destacan las sondas de hibridación. La determinación de la secuencia de nucleótidos de un ADN se puede realizar por diversos métodos, como el de Sanger o de los didesoxinucleótidos. La Biotecnología es importante en medicina, agricultura y ganadería y reporta una serie de provechos, entre ellos está la síntesis de productos necesarios para la vida, diagnosis y remedio de muchas enfermedades, la prevención de enfermedades hereditarias y la consecución de plantas y animales transgénicos. El estudio del genoma humano, gracias a la tecnología de la ingeniería genética, completado en junio de 2000 abre un campo imposible de predecir y cuya finalidad es producir mejoras en la humanidad. Todas estas investigaciones y aplicaciones, deben ser realizadas teniendo en cuenta las normas universales de la ética, la dignidad humana y la conservación de la naturaleza, constituyendo un patrimonio común a todos los pueblos.
PROTEINAS TRASGENICAS Se denominan alimentos transgénicos a los obtenidos por manipulación genética que contienen un aditivo derivado de un organismo sometido a ingeniería genética; también se llaman así a aquellos que son resultado de la utilización de un producto auxiliar para el procesamiento, creado gracias a las técnicas de la ingeniería genética.
La biotecnología de alimentos aplica los instrumentos de la genética moderna a la mejora de localidad de los productos derivados de las plantas, animales y microorganismos. Desde tiempos remotos, él hombre ha seleccionado, sembrando y cosechado las semillas que permiten la obtención de los alimentos necesarios para el mantenimiento de su metabolismo . De la misma manera, se ha fabricado pan, cerveza, vino o queso sin conocimiento alguno acerca de la ciencia genética involucrada en estos procesos. Desde muy antiguo, los genes de los alimentos han sufrido una modificación, destinada a aumentar sus cualidades benéficas. La biotecnología moderna permite a los productores de alimentos hacer exactamente lo mismo en la actualidad, pero con mayor nivel de comprensión y capacidad selectiva. La era de los denominados «alimentos transgénicos» para el consumo humano directo se inauguró el 18 de mayo de 1994, cuando la Food and Drug Adminístration de los Estados Unidos autorizó la comercialización del primer alimento con un gen «extraño» el tomate FlavrSavr ; obtenido por la empresa Calgene. Desde entonces se han elaborado cerca de cien
vegetales con genes ajenos insertados. Los productos que resultan de la manipulación genética se pueden clasificar de acuerdo con los siguientes criterios: • Organismos susceptibles de ser utilizados como alimento y que han sido sometidos a
ingeniería genética como, por ejemplo, las plantas manipuladas genéticamente que se cultivan y cosechan. • Alimentos que contienen un aditivo derivado de un organismo sometido ingeniería genética. • Alimentos que se han elaborado Utilizando un producto auxiliar para el procesamiento (por
ejemplo, enzimas), creado gracias a las técnicas de la ingeniería genética. Este tipo de sustancias suelen denominarse alimentos recombinantes. Para incorporar genes foráneos comestibles en la planta o en el animal, es preciso introducir vectores o «parásitos genéticos», como plásmidos y virus, a menudo inductores de tumores y otras enfermedades —por ejemplo, sarcomas y leucemias...... Estos vectores llevan genes marcadores que determinan la resistencia a antibióticos como la kanamicina o la ampicilina, que se pueden incorporar a las poblaciones bacterianas (de nuestros intestinos, del agua o del suelo). La aparición de más cepas bacterianas patógenas resistentes a antibióticos constituye un peligro para la salud pública. Existen diferentes alternativas para conseguir la mejora vegetal mediante la utilización de la ingeniería genética. En el caso de los vegetales con genes antisentido, el gen Insertado da
lugar a una molécula de mRNA que es complementaria del mRNA de la enzima cuya síntesis se quiere inhibir. Al hibridarse ambos, el mRNA de la enzima no produce su síntesis. En el caso de los tomates Flavr-Savr la enzima cuya síntesis se inhibe es la poligalacturonasa responsable del ablandamiento y senescencia del fruto maduro. Al no ser activo, este proceso es muy lento, y los tomates pueden recolectarse ya maduros y comercializarse directamente Los tomates normales se recogen verdes y se maduran artificialmente antes de su venta, con etileno, por lo que su aroma y sabor son inferiores a los madurados de forma natural. En este caso, el alimento no Contiene ninguna proteína nueva. La misma técnica se ha utilizado para conseguir soja con un aceite de alto Contenido en ácido oleíco (89% o más, frente al 24% de la soja normal), inhibiendo la síntesis deja enzima oleato desaturasa. La introducción de genes vegetales, animales o bacterianos da lugar a la síntesis de proteínas específicas. La soja resistente al herbicida glifosato, Contiene un en bacteriano que codifica la enzima 5-enolpiruvil-shikimato-3-fosfato sintetasa . Esta enzima participa en la síntesis de los aminoácidos aromáticos y la propia del vegetal es inhibida por el glitosato; de ahí su acción herbicida. La bacteriana no es inhibida. El maíz resistente al ataque de insectos contiene un gen que codifica una proteína de Bacillus thuringiensis, que tiene acción insecticida al ser capaz de unirse a receptores específicos en el tubo digestivo de determinados insectos, interfiriendo con su proceso de alimentación y causándoles la muerte. La toxina no tiene ningún efecto sobre las personas ni sobre otros animales. La utilización de plantas con genes de resistencia a insectos y herbicidas permite reducir el uso de plaguicidas y conseguir un mayor rendimiento. Además, se ha obtenido una colza con un aceite de elevado contenido en ácido laúrico, mediante la inclusión del gen que determina la síntesis de una tioesterasa de cierta especie de laurel. Los vegetales resistentes a los virus se consiguen haciendo que sinteticen una proteína vírica que interfiere con la propagación normal del agente infeccioso. Estos vegetales contienen proteína vírica, pero en menor proporción que las plantas normales cuando están severamente infectadas. Los vegetales transgénicos más importantes para la industria alimentaria son, por momento, la soja resistente al herbicida glifosato y el maíz resistente al insecto conocido como taladro. Aunque en algunos casos se emplea la harina, la utilización fundamental del maíz en relación con la alimentación humana es la obtención del almidón, y a partir de éste, de glucosa y de fructosa. La soja está destinada a la producción de aceite, lecitina y proteína.
Beneficios de la biotecnología de alimentos Estas nuevas técnicas auguran posibilidades reales de optimizar la producción de alimentos. El método mencionado en el caso de los tomates —cosechados para el con-, sumo directo, sin necesidad de que maduren artificialmente en cámaras — se está aplicando al cultivo de melones, duraznos, plátanos y papayas de mejor sabor, y a flores recién cortadas, cuya duración se prolonga. Más concretamente, la biotecnología influirá positivamente en los siguientes aspectos: • Mejor calidad de los granos en semilla. • Mayores niveles de proteínas en los cultivos de forrajes. • Tolerancia a sequías e inundaciones ‘•Tolerancia a sales y metales.
• Tolerancia al frío y al calor.
Riesgos de la Biotecnología de los alimentos La introducción de genes nuevos en el genoma de la planta o del animal manipulado provoca transformaciones impredecibles de su funcionamiento genético y de SU metabolismo celular; el proceso puede acarrear la síntesis de proteínas extrañas para el organismo —responsables de la aparición de alergias en los consumidores.....; la producción de sustancias tóxicas que no están presentes en el alimento no manipulado, así como alteraciones de las propiedades nutritivas (proporción de azúcares, grasas, proteínas, vitaminas, etc.). Hay suficientes peligros reales como para afirmar que estos alimentos no son seguros. Las experiencias pasadas con biocidas como el DDT, aconsejan una prudencia extrema. Junto a ¡os riesgos sanitarios, la amenaza para el medio ambiente es, incluso, más preocupante La extensión de Cultivos transgénicos pone en peligro la biodiversidad del planeta potencia la erosión y la contaminación genética, además del uso de herbicidas (un importante foco de contaminación de las aguas y de los suelos de cultivo). Según un informe de la OCDE, el 66% de las experimentaciones de campo con cultivos transgénicos que se realizaron en años recientes estuvieron encaminadas a la creación de plantas resistentes a herbicidas La Agencia de Medio Ambiente de Estados Unidos advierte de que este herbicida de amplio espectro ha situado al borde de la extinción a una gran variedad de especies vegetales del país; por otro
lado, está considerado uno de los más tóxicos para microorganismos del suelo, Como hongos, actinomicetos y levaduras. Otra de las preocupaciones fundadas es el posible escape de los genes transferidos hacía poblaciones de plantas silvestres, relacionadas con dichos cultivos transgénicos, mediante el flujo de polen: la existencia de numerosas hibridaciones entre si todos los cultivos transgénicos y sus parientes silvestres ha sido bien documentada La introducción de plantas transgénicas resistentes a plaguicidas y herbicidas en los campos de cultivo conlleva un elevado riesgo de que estos genes de resistencia pasen, por Polinización cruzada a malas hierbas silvestres emparentadas creándose así las denominadas «súper malas hierbas», capaces de causar graves daños en plantas y ecosistemas naturales. A su vez, estas plantas transgénicas con características nuevas pueden desplazar a especies autóctonas de sus nichos ecológicos. La liberación de organismos modificados genéticamente al medio ambiente tiene consecuencias a menudo imprevisibles, pues una vez liberados —el animal o la planta —,se reproducen y se dispersan por su hábitat, imposibilitando cualquier control.
CLONACION La clonación puede definirse como el proceso por el que se consiguen copias idénticas de un organismo ya desarrollado, de forma asexual. Estas dos características son importantes: Se parte de un animal ya desarrollado, porque la clonación responde a un interés por obtener copias de un determinado animal que nos interesa, y sólo cuando es adulto conocemos sus características. Por otro lado, se trata de hacerlo de forma asexual. La reproducción sexual no nos permite obtener copias idénticas, ya que este tipo de reproducción por su misma naturaleza genera diversidad.
¿Por qué es posible la clonación? La posibilidad de clonar se planteó con el descubrimiento del DNA y el conocimiento de cómo se transmite y expresa la información genética en los seres vivos. Para entender mejor esto hace falta recordar brevemente cómo ―está hecho‖ un ser vivo. Un
determinado animal está compuesto por millones de células, que vienen a ser como los ladrillos
que forman el edificio que es el ser vivo. Esas células tienen aspectos y funciones muy diferentes. Sin embargo todas ellas tienen algo en común: en sus núcleos presentan unas largas cadenas que contienen la información precisa de cómo es y cómo se organiza el organismo: el ADN. Cada célula contiene toda la información sobre cómo es y cómo se desarrolla todo el organismo del que forma parte .
Esto es así por una razón muy sencilla: todas las células de un individuo derivan de una célula inicial, el embrión unicelular o zigoto. Esta célula peculiar, que es ya una nueva vida, se obtiene de forma natural por la fusión de las células reproductoras, óvulo y espermatozoide, cada una de las cuales aporta la mitad del material genético (la mitad de los planos). En el zigoto tenemos ya la información de cómo va a ser el nuevo organismo: su sexo, sus características físicas, todo: los planos completos. A partir de ese momento esa información se ira convirtiendo rápidamente en realidad por dos procesos: la división celular y la especialización de las células. El zigoto empieza dividiéndose en células que a su vez vuelven a dividirse. Así el embrión va creciendo: primero consta una sola célula, que se divide en dos, y luego en 4, 8, 16, etc. En cada división se hace una copia del ADN presente al inicio (fotocopias de los planos), para que cada célula tenga la información de cómo es todo el individuo. Millones de divisiones después, tendremos un organismo desarrollado compuesto de millones de células que tienen todas ellas toda la información, la misma contenida en el zigoto. Conforme aumenta el número de células estas van especializándose y adquiriendo diferentes funciones. En las primeras etapas de la vida del embrión las células que lo constituyen no tienen unas características concretas, están poco especializadas, pero por eso mismo tienen mucha potencialidad: son capaces de transformarse en cualquier tipo celular, o incluso -en las primeras etapas- de dar lugar a un nuevo organismo. En el organismo adulto, sin embargo, las células ya tienen funciones bien definidas y pierden potencialidad. Esta especialización o diferenciación
celular, viene determinada por el uso del ADN: cada célula utiliza sólo la parte del ADN que corresponde a su función. De modo que, aunque cada célula tenga toda la información, no la utiliza toda, sino sólo la parte que le corresponde. Una precisión sobre las células reproductoras, óvulos y espermatozoides. Son una excepción a lo dicho hasta ahora, porque su material genético, su ADN, no es igual al del resto de las células del organismo: tienen la mitad de moléculas de ADN, para que al fusionarse con las aportadas por la otra célula reproductora den lugar a una dotación genética completa; y, además, cada célula reproductora de un mismo organismo recibe una mitad diferente del ADN característico de ese individuo. Ese es el origen de la diversidad en la reproducción sexual y la razón por la cual cualquier embrión producido por fecundación es una incógnita: hasta que crezca no conoceremos sus características.
Teniendo todo esto en cuenta, cualquier célula del organismo adulto (células somáticas, no reproductoras) puede servir teóricamente para obtener un nuevo ser vivo de las mismas características, ya que tiene en su ADN la información de cómo es y como se desarrolla ese determinado organismo. Se trataría de tomar una célula cualquiera, exceptuando las células reproductoras que tienen una dotación incompleta, y conseguir que esa información se exprese, se ponga en funcionamiento y nos produzca otro ser. Clonar consistiría por tanto en reprogramar una célula somática para que empiece el programa embrionario. Una vez comenzado su desarrollo se implantaría en un útero, ya que de momento no es posible que los embriones lleguen a término fuera de un útero.
Además, disponemos de tecnología adecuada, tanto para conseguir que las células vivan y crezcan fuera del cuerpo, mediante las llamadas técnicas de cultivo celular, como para implantar con éxito embriones generados in vitro, por las técnicas de manipulación de embriones.
Dificultades Sin embargo, pronto se comprobó que no es en absoluto fácil conseguir un nuevo ser a partir de una célula cualquiera del organismo adulto. La clonación, por el contrario, presentaba dificultades aparentemente insuperables. Las células de distintos tipos que constituyen el ser vivo pueden vivir y crecer en cultivo, pero es muy difícil que den lugar a un nuevo individuo: se limitan a dividirse y producir más células especializadas como ellas. Aunque tienen la información de cómo hacer el ser vivo, la especialización ha hecho que ―pierdan memoria‖: sólo
recuerdan la parte de información que usan habitualmente, y no pueden reprogramarse y empezar de cero a producir un nuevo ser. O al menos esto se pensaba hasta que se publicó la existencia de Dolly.
La clonación humana con “fines terapéuticos”: el descubrimiento de las células madre
embrionarias. En el campo de la aplicación terapéutica de los embriones se encuentra el verdadero debate que zarandea actualmente la opinión pública y a la comunidad científica. Para describir con detalle en qué consistirían esas posibles aplicaciones hay que hacer referencia a algunos descubrimientos o avances recientes, que no están directamente relacionados con la clonación. Concretamente: La posibilidad de curar enfermedades llevando a cabo transplantes no con órganos completos, sino con células, mediante la llamada terapia celular . Esto parece una buena alternativa para determinadas enfermedades que son el resultado de el mal funcionamiento de una población bien definida de células. Consistiría en reemplazar las células enfermas por otras sanas, sin necesidad de transplantar el órgano entero. La posibilidad de obtener células madre embrionarias. En el año 1998 dos grupos de Estados Unidos publicaron la obtención de células madre embrionarias a partir de embriones humanos que procedían de la fecundación in vitro. Esos embriones estaban en la fase llamada de blastocisto. Los blatocistos son embriones de 5-6 días y que tienen un aspecto esférico con una cavidad interna. Se diferencian en ellos lo que es propiamente el embrión (un grupo de células llamado masa celular interna), de las células que darán lugar a la placenta (llamadas trofoblasto). Los ―logros‖ de estos grupos fueron de tipo técnico: tomaron masas celulares
internas de varios blastocistos (destruyéndolos en el proceso) y las pusieron en cultivo. Consiguieron por un lado que esas células, llamadas células madre embrionarias, viviesen y se dividieran activamente en cultivo; y por otro lograron una especialización dirigida de esas células: tratándolas con diferentes factores consiguieron que dieran lugar a células tipo piel (ectodermo), tipo tubo digestivo (endodermo) o tipo músculo (mesodermo).
¿En q uécon siste ento nces la pro pu esta de clo nación h um ana co n fin es terapé ? utico s Consistiría en combinar la técnica de clonación con la de obtención de células madre
embrionarias, para curar a adultos que tuviesen una enfermedad que pudiera resolverse mediante transplante celular. Esto se haría de la siguiente manera: 1. Mediante la técnica empleada en Dolly se generaría un embrión a partir de células diferenciadas de la persona que se quiere curar. 2. El embrión obtenido por clonación se destruiría a los 6 días para obtener a partir de él células madre embrionarias. 3. Esas células se especializarían hacia el tipo celular necesario para curar a la persona en cuestión. 4. Se implantarían esas células para curar a la persona. Al proceder de un embrión idéntico a la persona de partida, las células no provocarían rechazo al ser implantadas y además la posibilidad de mantener congelados los cultivos celulares proporcionaría una fuente casi ilimitada de tejidos. Hay que indicar que desde el punto de vista técnico este proceso es aún una mera posibilidad y haría falta mucha investigación para ponerlo en marcha: no se han conseguido todavía tipos celulares bien definidos a partir de células madre embrionarias y hay pocas evidencias de que de hecho puedan curar enfermedades.
¿Y las implicaciones éticas de este procedimiento? En este caso no hay manipulación del nuevo ser humano, como sucede en la clonación con fines reproductivos, por la sencilla razón de que ese embrión nunca llegará a término porque será destruido para ser fuente de tejidos. Ese mismo embrión implantado en el útero de una mujer daría lugar a un niño, porque el proceso de clonación es idéntico sean cuales sean sus fines (reproductivos o terapéuticos). Salta a la vista que el término ―terapéutico‖ aplicado a este proceso es equívoco: es terapéutico
para un ser humano, pero a costa de la vida de otro. La ilicitud de este tipo de clonación se basa en el derecho a la vida que exige la dignidad de todo ser humano, independientemente de su grado de desarrollo. Nadie tiene derecho a la salud a cualquier precio, y menos si el precio es otra vida humana.
I GENERACION DE BIOTECNOLOGIA La primera la considera empírica y es cuando la biotecnología nace con el establecimiento de las sociedades humanas y su necesidad de desarrollar organismos que le permitieran mantener asegurada la alimentación, la industria y lograr su expansión territorial.
Ejemplo:
La bebidas alcohólicas (cerveza y vino) Productos fermentados Productos lácteos Invención del microscopio
II GENERACION DE BIOTECNOLOGIA La segunda etapa importante referida como la de transición se presenta con la intervención de la Ciencia y la Técnica en el desarrollo de industrias biotecnológicas que contribuyen al desarrollo de los grandes imperios. Ejemplo:
Pasteurización del vino (Lous Pasteur) Nace la idea de genes (Gregor Mendel)
III GENERACION DE BIOTECNOLOGIA Y la tercer etapa se da con el nacimiento de la biotecnología moderna se da con la conjunción de dos situaciones relevantes: la primera, es la aparición de la biología molecular, disciplina que permitió descifrar en los años cincuenta la estructura del DNA, material genético de los seres vivos y los genes que lo conforman, así como de los mecanismos para traducir la información genética que se localiza en el DNA, en proteínas. Este conjunto de conocimientos permite hoy en día, tener una precisa imagen a nivel subcelular del funcionamiento de la célula viva. La segunda situación de la biología molecular es la concientización de que la ciencia se transforma a un tipo de actividad mucho más multidisciplinaria dándose la convergencia de varias estrategias, conocimientos y herramientas, vislumbrando el éxito para solucionar problemas científicos y sociales. Ejemplo:
Se aisló el ADN por primera vez (Miescher) Demuestra que los genes se hallan en el cromosoma (Thomas Hunt Morgan) Descubrió la penicilina ( Alexander Fleming)
QUE PROBLEMAS PUEDE RESOLVER LA BIOTECNOLOGIA La biotecnología ofrece los medios para producir alimentos de mejor calidad, en forma más eficiente y segura para la salud y el medio ambiente. Desde el punto de vista productivo, el uso de estas nuevas tecnologías, permite aumentar la competitividad de países agroexportadores, aumentando los rendimientos, disminuyendo los costos y aumentando la seguridad de la
cosecha. Una de las promesas de la biotecnología es generar innovaciones y mejoras en los alimentos conduciendo a prácticas agrícolas más ecológicas, contribuyendo a una agricultura sustentable, que utiliza con respeto los recursos del medio ambiente y sin hipotecar generaciones futuras.
BIOÉTICA LA GENÉTICA Y LA BIOTECNOLOGÍA EN LAS FRONTERAS DEL DERECHO La biotecnología, aplicación de los conocimientos a las ―ciencias de la vida‖, se ha visto
velozmente desarrollada en las últimas décadas gracias a los avances tecnológicos, fundamentalmente en el plano de la ingeniería genética. Éstas nuevas posibilidades en el mundo de la biotecnología, han conllevado la aparición de nuevos supuestos de hecho para los que las valoraciones tradicionales no siempre tienen respuesta. Ello hace necesario el establecimiento de un equilibrio entre la dignidad de las personas y el aprovechamiento de los avances de la medicina. Dichos avances, en el ámbito del genoma humano, no son patentables, ya que para ello, ha de tratarse de un invento, producto o procedimiento antes inexistente, que comporte novedad y con aplicación práctica. El genoma humano, por el contrario, es un descubrimiento, algo que ya existía. Tal vez, el lado más controvertido de los avances de la biotecnología sean las prácticas eugenésicas. Basadas en impedir el nacimiento, supervivencia o reproducción de seres ―imperfectos‖, la eugenesia supone uno de los aspectos más limitados del Derecho
Fundamental a la creación y a la producción científica.
PRODUCTOS TRANSGENICOS EN EL PERU Producto: Soya y Avena Santa Catalina Empresa: Industrias Unidas del Perú S.A. Producto: Quaker "Q-vital". Quinua, soya y avena. Empresa: Global Alimentos SAC Soyandina 100% Soya Empresa: Alicorp S.A.
Leche 100% de Soya Laiva S.A. Soale Leche de Soya Gloria S.A. LOS CUATES PICANTES (tortillas de maiz) Karinto Inversiones Borneo SRL Salchicha San Fernando San Fernando S.A. Salchicha Laive Suiza Laive S.A. Maizena Negrita Alicorp S.A. Angel Flakes Global Alimentos SAC
LEYES DE PRODUCTOS TRANSGENICOS EN EL PERU EN 1999 se promulgó la Ley 27104, Ley de Prevención de Riesgos Derivados del Uso de la Biotecnología, aún no existe el reglamento de dicha Ley. Al no existir el reglamento que regule la investigación y el uso de transgénicos, la actividad se encuentra en un limbo que por un lado preocupa a quienes -usualmente de manera exagerada y debido a falta de información- le temen a los transgénicos y por otro paraliza en la incertidumbre a quienes podrían liderar el desarrollo adecuadamente regulado de una tecnología revolucionaria que ofrece grandes beneficios para la población. En un comentario anterior (CD 03/05/2010) criticamos las decisiones tomadas por varios gobiernos regionales tanto por la ausencia de sustento científico a sus temores como porque darle la espalda al adelanto tecnológico no es ni nunca ha sido la solución a un problema.
Cabe destacar que la Ley 27104 tiende a pecar por exceso en cuanto a las seguridades que se incluyen para la investigación y el uso de organismos transgénicos. Como lo indica el Dr. Marcel Gutiérrez-Correa, experto en el tema y Director del Laboratorio de Micología y Biotecnología de la Universidad Agraria (ver entrevista), la Ley se necesita más para calmar temores que, aunque son esencialmente infundados, persisten en parte de la población (especialmente cuando son azuzados por seudoprotectores del medio ambiente y/o por políticos buscando algún miedo del cual colgarse). Sin una Ley que regule la actividad y de así tranquilidad a la ciudadanía, el desarrollo y uso de la nueva tecnología se verá bloqueado por la incertidumbre legal que la rodea. Es necesario que el gobierno central asuma su responsabilidad y apruebe el reglamento de la Ley, el cual entendemos ya ha sido elaborado por el organismo competente (el Instituto Nacional de Investigación Agraria), pero no ha sido aprobado en Consejo de Ministros debido, según reportes periodísticos, a la oposición del Presidente García. La regulación de las actividades con transgénicos debe ser política de Estado y no una política fraccionada regionalmente y vulnerable a las decisiones posiblemente contradictorias de los gobiernos regionales vecinos. Entendemos que tomar medidas que políticamente sólo pueden restar no resulta atractivo para un gobierno en plena campaña electoral. Sin embargo, es deber de los líderes políticos tomar decisiones a veces impopulares y comunicarle a los ciudadanos menos informados la necesidad de dicha decisión. Eso es lo que distingue a una democracia de una encuestocracia. Esperemos que el gobierno actual tome una decisión correcta y largamente demorada y no opte simplemente, como parece ser la tendencia creciente, por pasarle el bulto al siguiente gobierno.
VENTAJAS
Podremos consumir alimentos con más vitaminas, minerales y proteínas, y menores contenidos en grasas.
Producción de ácidos grasos específicos para uso alimenticio o industrial. Cultivos más resistentes a los ataques de virus, hongos o insectos sin la necesidad de emplear productos químicos, lo que supone un ahorro económico y menor daño al medio ambiente.
Cultivos resistentes a los herbicidas, de forma que se pueden mantener los rendimientos reduciendo el número y la cantidad de productos empleados y usando aquellos con características ambientales más deseables.
Mayor tiempo de conservación de frutas y verduras.
Aumento de la producción. Disminución de los costes de la agricultura. La biotecnología puede ayudar a preservar la biodiversidad natural. Cultivos tolerantes a la sequía y estrés (por ejemplo, un contenido excesivo de sal en el suelo).
DESVENTAJAS
Existe riesgo de que se produzca hibridación. Siempre puede haber un rechazo frente al gen extraño. Puede que los genes no desarrollen el carácter de la forma esperada. Siempre van a llegar productos transgénicos sin etiquetar a los mercados Como consecuencia de la resistencia obtenida por los OMG, se utilizan herbicidas mucho más potentes que conllevan a una mayor contaminación del suelo con productos químicos.
La aparición de insectos y malas hierbas que van haciéndose cada vez más resistentes a los insecticidas y herbicidas.
BIOCOMBUSTIBLES Son aquellos combustibles que se obtienen de biomasa, es decir, de organismos recientemente vivos (como plantas) o sus desechos metabólicos (como estiércol). Recientemente ha surgido un gran interés por los biocombustibles, principalmente debido a que gobiernos pretenden disminuir su dependencia de los combustibles fósiles y así lograr mayor seguridad energética. Además, se mencionan diversas ventajas de los biocombustibles con respecto a otras energías, como la menor contaminación ambiental, la sustentabilidad de los mismos y las oportunidades para sectores rurales. Los biocombustibles pueden reemplazar parcialmente a los combustibles fósiles. En comparación con otras energías alternativas, como la proporcionada por el hidrógeno, el reemplazo de los combustibles fósiles por biocombustibles en el sector de transporte carretero puede ser realizado con menores costos, debido a que no requieren grandes cambios en la tecnología actualmente utilizada, ni tampoco en el sistema de distribución. Utilizar otro tipo de energía, como la obtenida a través del hidrógeno, que se basa en una tecnología totalmente distinta, requeriría grandes cambios en el stock de capital. Esto no implica que se deban
descartar nuevas fuentes de energía, sino que los biocombustibles serán los que tendrán más crecimiento en el corto plazo. Tanto los combustibles fósiles como los biocombustibles, tienen origen biológico. Toda sustancia susceptible de ser oxidada puede otorgar energía. Si esta sustancia procede de plantas, al ser quemada devuelve a la atmósfera dióxido de carbono que la planta tomó del aire anteriormente. Las plantas, mediante la fotosíntesis, fijan energía solar y dióxido de carbono en moléculas orgánicas. El petróleo es energía proveniente de fotosíntesis realizada hace millones de años concentrada. Al provenir de plantas de hace millones de años, su cantidad es limitada. En el caso de los biocombustibles, la sustancia a ser quemada proviene de fotosíntesis reciente, por eso se afirma que la utilización de biocombustibles no tiene impacto neto en la cantidad de dióxido de carbono que hay en la atmósfera. Algunos la consideran energía renovable en el sentido que el ciclo de plantación y cosecha se podría repetir indefinidamente, teniendo en cuenta que no se agoten los suelos ni se contaminen los campos de cultivo.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS BIOCOMBUSTIBLES Hace algún tiempo ya ha estado en
boga
el
tema
biocombustibles
de
versus
los otras
formas de las que podemos extraer energía para el uso humano.
Qué
son
los
biocombustibles, sus ventajas y desventajas
son
lo
que
comentaremos a continuación: El biocombustible es un término genérico para una variedad de fuentes de combustible en forma sólida, líquida o gaseosa que se derivan de alguna manera a partir de biomasa. Debido a la creciente necesidad de combustible para la seguridad energética y la preocupación por las emisiones de gases de efecto invernadero de fuentes no renovables como los combustibles fósiles, los biocombustibles son cada vez más considerados como una alternativa viable.
Aspectos positivos I.
Una mejor economía de combustible:
Los automóviles que utilizan biodiesel tienen un 30 por ciento mejor economía de combustible, que los vehículos de gasolina con el consiguiente ahorro de dinero. 2) Renovables: La materia prima para el biodiesel es o aceite vegetal o grasa animal. Como tales, pueden volver a crecer y por ello son renovables, en contraste con rápida disminución de los combustibles fósiles que no son renovables. 3) Reducir el riesgo de la salud: Más de 10.000 personas mueren a causa de la contaminación causada por la quema de combustibles fósiles en motores de gasolina en los EE.UU. solamente. Durante la quema, la gasolina produce óxido de nitrógeno y acetaldehído, que reaccionan con la luz del sol produciendo smog. Además de la gasolina también libera sulfatos y óxidos de azufre que contribuyen a la lluvia ácida. El Biodiesel (mezcla E85) por otro lado produce sulfatos o un 80% menos de óxidos de azufre, produce menos toxinas y se quema más eficientemente que la gasolina, produciendo un 40% menos de CO2. 4) Reduce la dependencia de combustibles fósiles: En muchos países en desarrollo que no disponen de reservas suficientes de petróleo crudo o de la infraestructura de las refinerías de petróleo, los biocombustibles pueden ayudar a reducir la dependencia del petróleo extranjero. Esto podría conducir a un desarrollo económico en zonas rurales pobres siempre que la seguridad alimentaria no sea un problema (ver contras de los biocombustibles). 5) La producción de biocombustibles es más limpia que la de los combustibles convencionales: El petróleo crudo extraído de la tierra necesita ser refinado antes de que pueda ser utilizado en vehículos. El proceso de refinación de petróleo libera varios compuestos tóxicos a la atmósfera, como el benceno, butadieno y formaldehído, níquel, dióxido de plomo, azufre y otros contaminantes que pueden conducir a riesgos de salud graves como el cáncer, el asma y las enfermedades del corazón. La producción de biocombustibles es mucho más respetuosa del medio ambiente.
Desventajas: 1) Los biocombustibles versus alimentos:
La mayor crítica que se hace a los biocombustibles es el impacto en los precios de los alimentos. El cultivo de alimentos para biocombustibles, como los aceites vegetales, ha llevado a la escasez de cultivos alimentarios y por siguiente a aumentos de precios en productos de primera necesidad, lo que está afectando de manera desproporcionada a los marginados. Los agricultores desvían cada vez más tierras para el cultivo de biocombustibles en lugar de cultivos alimentarios que les resultan menos lucrativos. 2) La cuestión del medio ambiente: Grandes extensiones de bosques tropicales se han talado para dar paso a las plantaciones de palma para biocombustibles. Este proceso destructivo emite enormes cantidades de gases de efecto invernadero a la atmósfera en forma de carbono almacenado en los bosques vírgenes que se escapa cuando los árboles son talados y quemados. Además, la vida silvestre próspera en estas selvas es eliminada en el proceso. Así, los biocombustibles se han convertido en una seria amenaza para el medio ambiente en los países tropicales. 3) La escasez de tierra: La primera generación de biocombustibles requiere una vasta área de tierra para producir un litro de combustible o de un megavatio de electricidad. En países densamente poblados claramente no hay suficiente tierra a la disponible para que esa producción sea sostenible a largo plazo. Los biocombustibles compiten con las tierras agrícolas, como mencionábamos en el punto 1. 4) Alto consumo de agua: La cantidad de agua que se utiliza en la producción de cultivos para biocombustibles es muy grande. En un futuro cercano, puede que el agua se convierta en un recurso muy valioso y entonces no sería posible de satisfacer la demanda propia de los cultivos de biocombustibles.
LEYES DE BIOCOMBUSTIBLES EN EL PERU LEY Nº 28054 Publicado en el Diario El Peruano el 08/08/2003 LEY DE PROMOCIÓN DEL MERCADO DE BIOCOMBUSTIBLES Artículo 1.- Objeto de la Ley La presente Ley establece el marco general para promover el desarrollo del mercado de los biocombustibles sobre la base de la libre competencia y el libre acceso a la actividad económica, con el objeto de diversificar el mercado de combustibles, fomentar el desarrollo
agropecuario y agroindustrial, generar empleo, disminuir la contaminación ambiental y ofrecer un mercado alternativo en la Lucha contra las Drogas. Artículo 2.- Definición de biocombustibles Se entiende por biocombustibles a los productos químicos que se obtengan de materias primas de origen agropecuario, agroindustrial o de otra forma de biomasa y que cumplan con las normas de calidad establecidas por las autoridades competentes. Artículo 3.- Políticas Generales El Poder Ejecutivo implementará las políticas generales para la promoción del mercado de biocombustibles, así como designará a las entidades estatales que deben ejecutarlas. Son políticas generales: 1. Desarrollar y fortalecer la estructura científico-tecnológica destinada a generar la investigación necesaria para el aprovechamiento de los biocombustibles; 2. Promover la formación de recursos humanos de alta especialización en materia de biocombustibles comprendiendo la realización de programas de desarrollo y promoción de emprendimientos de innovación tecnológica; 3. Incentivar la aplicación de tecnologías, el desarrollo de proyectos experimentales y la transferencia de tecnología adquirida, que permitan la obtención de biocombustibles mediante la utilización de todos los productos agrícolas o agroindustriales o los residuos de éstos; 4. Incentivar la participación privada para la producción de biocombustibles; 5. Incentivar la comercialización de los biocombustibles para utilizarlos en todos los ámbitos de la economía en su condición de puro o mezclado con otro combustible; 6. Promover la producción de biocombustibles en la Selva, dentro de un Programa de Desarrollo Alternativo Sostenible; 2 7. Otros que determine el Poder Ejecutivo para el logro de lo establecido en el artículo 1 de la presente Ley. Artículo 4.- Uso de biocombustibles El Poder Ejecutivo dispondrá la oportunidad y las condiciones para el establecimiento del uso del etanol y el biodiesel. Artículo 5.- Programa de Cultivos Alternativos DEVIDA como Ente Rector en la Lucha Contra las Drogas en el Perú, conjuntamente con los Gobiernos Regionales y PROINVERSION elaborarán Proyectos dentro del Programa de Desarrollo Alternativo, que promoverán la inversión privada, así como fondos de Cooperación Internacional en la zona de ceja de selva orientados a la obtención de biocombustibles. Las entidades estatales dentro del portafolio de combustibles, dispondrán la compra de biocombustibles producidos dentro de los programas vinculados a la Lucha contra las Drogas.
QUE PROBLEMAS PUEDE RESOLVER Pueden resolver el agotamiento, y los efectos de la quema de hidrocarburos fósiles sobre el medio ambiente. Hay signos incontrovertibles acerca de que la explotación del petróleo ha tocado el ―peak‖. Los
descubrimientos anuales no alcanzan a compensar el crecimiento del consumo, y a pesar de que existen reservas convencionales y no convencionales, la percepción de los analistas es que la era del petróleo abundante está llegando a su fin. Por otro lado, los gases de efecto invernadero, promotores del cambio climático por el calentamiento global, han puesto el alerta sobre las consecuencias de haber enviado a la atmósfera, en apenas un siglo, una enorme cantidad de dióxido de carbono almacenado durante millones de años en las entrañas de la tierra. El cambio climático es la principal amenaza ambiental que afronta hoy el planeta. Una de las opciones para afrontar ambos problemas es el empleo de biocombustibles. Estos reciclan el CO2 del aire, a través de la fotosíntesis. Este proceso, realizado por las plantas, y algunas especies de algas autótrofas, permite capturar el CO2 y convertirlo en sustancias que se pueden destinar a diferentes usos, desde el alimenticio, la provisión de fibras o como fuente de energía. Desde los albores de la humanidad, el uso de productos de fotosíntesis como fuente de energía ha estado presente. El fuego, utilizado para calefaccionar, cocinar o forjar los metales, se originó en fuentes renovables como la madera o la grasa. El alumbrado con velas echaba mano a la grasa de los animales. Las trilladoras de vapor utilizaban la paja de los cereales. Simplemente se utiliza un nuevo combustible en los vehículos o generadores térmicos convencionales. En la mayor parte de los casos, no es necesario modificar nada. Lo mismo sucede con la logística de servicio: se utilizan las mismas instalaciones, tanques y surtidores, que para los combustibles fósiles.
Biodiesel Hay dos tecnologías de motorización que requieren distintos combustibles: el diesel (gasoil) y la nafta o gasolina. Para ambos, existen biocombustibles alternativos. En el primer caso, el biodiesel, en el segundo, el alcohol (etanol).
El biodiesel se obtiene de los aceites vegetales o las grasas. El proceso más conocido es el de "transesterificación", una modificación sencilla que resuelve el problema de la alta viscosidad del aceite para su uso como combustible. Es una reacción química en la que se separa la glicerina, componente de los aceites y grasas. La glicerina se destina a la industria cosmética, farmacéutica y alimenticia.
Etanol El etanol se obtiene a partir de la fermentación de azúcares de las plantas o sus frutos. Las dos fuentes más utilizadas son la biomasa de la caña de azúcar, o el almidón del maíz y otros cereales. La fermentación genera un subproducto (DDGS) que se destina a la alimentación animal. En el proceso se desprende CO2 que se puede capturar y utilizar como gas industrial, principalmente para bebidas carbonatadas.
El biogás La otra fuente de energía renovable es el biogás, obtenido a partir de l a ―metanización‖ de sustratos agrícolas o ganaderos. Se obtiene colocando en un reactor, en ausencia de oxígeno, una fuente materia orgánica. Bacterias y microorganismos descomponen esa materia orgánica liberando gas metano, que se captura y utiliza como combustible de generadores eléctricos, o directamente se inyecta en las tuberías de gas doméstico o industrial.
LEY DE IMPORTACION Y EXPORTACION DE BIOCOMBUSTIBLES EN EL PERU Como se sabe, el Gobierno peruano en 2003 aprobó la Ley de Promoción del Mercado de Biocombustibles (Ley N° 28054), la que fue reglamentada en 2005 (D.S. N° 013-2005-EM). En 2007, se aprobó el Reglamento para la Comercialización de Biocombustibles (D.S. N° 0212007-EM), que establece la mezcla obligatoria de 2% del Biodiesel (B100) con el diesel 2, a partir del 1 de enero de este año. En atención a este marco normativo, empresas nacionales y extranjeras han realizado y vienen desarrollando importantes inversiones en este nueva actividad económica, valorizadas en más de US$520 millones. Existe otro cargamento procedente de Argentina de biodiesel, también subsidiado, que durante esta semana ya debe estar llegando al Callao.
Tratado de Libre Comercio (TLC) con Estados Unidos (EEUU) en el Perú ha sido cuestionado, en el sentido de si este podría representar un gran desarrollo para el Perú o más bien traerá graves consecuencias para los grupos más vulnerables del país, como son los empobrecidos agricultores minifundistas. EEUU es una de las economías más fuertes a nivel mundial y un tratado que facilite las exportaciones peruanas a ese país nos puede generar grandes ganancias. Lo mismo sucede en un TLC con la Unión Europea, el segundo mercado más grande y exigente del mundo. El problema con un posible próximo tratado con la Unión Europea consiste en que ellos desean negociar en bloque con la CAN, países donde hay opiniones encontradas sobre el tema de libre comercio, lo cual hace imposible llegar a un acuerdo, por lo que se pide sea un acuerdo bilateral y no de bloque a bloque. El TLC representa ahora una oportunidad de desarrollar algunos sectores que ya se rigen según estándares internacionales, como el sector agroindustrial y exportador. Estos sectores, sin embargo, conforman una minoría. El sector agroexportador ―no tradicional‖ ocu pa menos del 10% de las tierras agrícolas de la costa y comprende apenas 1,5% de las tierras de cultivo del país. La gran mayoría de campesinos practica una agricultura tradicional que le genera escasos ingresos, cuenta con bajos niveles de tecnificación, escasa infraestructura, difícil o nulo acceso a créditos financieros, con objetivo de autoconsumo o para el mercado local y con baja calidad de los productos. Ellos no se benefician del TLC porque no pueden exportar sus productos, debido a su baja calidad o cantidad. Por el contrario, para ellos las consecuencias del TLC pueden ser fatales, ya que no podrán competir con la entrada masiva de productos subsidiados en EEUU y que por lo tanto tendrán un menor costo. Para tratar de minimizar estas consecuencias negativas, los aranceles de muchos productos agrícolas serán reducidos paulatinamente, en un plazo de 5, 10 o 15 años, o incluso con un periodo de gracia previo. Además, el Estado ha resuelto dar subvenciones de protección para los sectores que se espera sean más afectados. Para el caso específico de los biocombustibles, el TLC del Perú con los Estados Unidos elimina completamente y de manera inmediata los aranceles a la importación de etanol peruano en EEUU para usos diferentes a las bebidas alcohólicas. Igualmente elimina inmediatamente los aranceles (o los mantiene en 0%) a diversas semillas oleaginosas, tales como maní, colza, canola, girasol, palma, palmiste, algodón, ricino, sésamo, mostaza, etc. También elimina los aranceles a los aceites vegetales crudos o refinados, pero no modificados
químicamente, a las grasas y aceites animales, y a los aceites comestibles. Para el ingreso al Perú, la mayoría de aceites vegetales cuentan con una eliminación progresiva de los aranceles, ya sea en 5 o en 10 años. El etanol es liberado de aranceles de manera inmediata si no es desnaturalizado, o de manera progresiva en 10 años, si es desnaturalizado.
El mercado nacional de biocombustibles y sus productos relacionados podría así verse afectado por el TLC con los Estados Unidos. Por un lado, la reducción de aranceles a la entrada de productos agroenergéticos, aún progresiva, puede generar una competencia desleal para nuestros productores, debido a los subsidios agrícolas y los mecanismos de beneficios que EEUU tiene para su sector exportador. Existe el riesgo, pues, de apertura del mercado nacional a sustitutos del azúcar, sus derivados y sus materias primas, tales como las glucosas, fructosas, jarabes y el maíz (APPAB, 2004). Por supuesto, esto afecta no solo a la producción de biocombustibles, sino también a la de alimentos. Por otra parte, los beneficios del TLC – cero aranceles para nuestros aceites, semillas oleaginosas o etanol – no son muy útiles para nuestros productores actuales, ya que nuestros excedentes para la exportación son muy limitados (incluso, en el caso de oleaginosas y aceites, necesitamos importar la mayor parte). Sin embargo, el TLC, al igual que el creciente mercado europeo para biocomustibles, podría constituirse en una motivación para que nuevos inversionistas incursionen en la producción de biocombustibles en el Perú. El boom actual de productores de biodiésel y etanol en el país, de hecho, no está orientado solamente al mercado interno. Muchos de los nuevos grandes inversionistas en biocombustibles en el Perú cuentan con capitales extranjeros, lo cual apunta a suponer que una parte de su producción se destinará a la exportación. Especialmente en el caso del etanol, como veremos más adelante, se espera que la mayor parte de la producción se destine a la exportación. Las proyecciones oficiales afirman que contamos con tierras suficientes para abastecer el mercado interno de biocombustibles sin afectar necesariamente el mercado de alimentos. Sin embargo, la figura probablemente cambiará si a esto se suma el gran mercado de las exportaciones, principamente a Estados Unidos.
La mayor demanda por tierras, agua y granos (en EEUU, etanol es producido principalmente a partir de maíz) puede llevar a un incremento de los precios para los consumidores, empeorando el hambre y la desnutrición en los sectores más pobres, principalmente los rurales. En Brasil ya se tiene la experiecia de que las plantaciones para la producción de agrocombustibles desplazan a los pequeños campesinos, que pueden entonces convertirse en obreros de la plantación o migrar a la ciudad (Carlsen, 2007).
