Recocido

Recocido, proceso de tratamiento térmico por el que el vidrio y ciertos metales y aleaciones se hacen menos quebradizos y más resistentes a la fractura. El recocido minimiza los defectos internos en la estructura atómica del material y elimina posibles tensiones internas provocadas en las etapas anteriores de su procesado.

Los metales ferrosos y el vidrio se recuecen calentándolos a alta temperatura y enfriándolos lentamente; en cambio, la mejor forma de recocer el cobre y la plata es calentarlos y enfriarlos enseguida sumergiéndolos en agua. Cuando el volumen de metal o vidrio es grande suele enfriarse dentro del horno de calentamiento; las láminas suelen recocerse en un horno de proceso continuo. El material a recocer se traslada sobre un tablero móvil a través de una cámara de gran longitud con un gradiente (diferencia gradual) de temperaturas cuidadosamente fijado, desde un valor inicial justo por debajo del punto de ablandado hasta la temperatura ambiente en el extremo final. El tiempo de recocido, sobre todo en el caso del vidrio, varía mucho según el espesor de cada pieza; el vidrio de ventana, por ejemplo, requiere varias horas; el vidrio cilindrado necesita varios días, y los espejos de vidrio para telescopios reflectores, varios meses. El recocido es necesario como paso intermedio en procesos de manipulación de metales, como la fabricación de alambre o el estampado en latón, para recuperar la ductilidad que el metal a tratar pierde debido al endurecimiento producido durante la operación de modelado, y para obtener los más bajos valores de resistencia a la deformación.

También existen diferentes tipos de tratamientos térmicos de recocido aplicados a los aceros. El recocido de regeneración se utiliza para los aceros que presentan efectos de fatiga debido al trabajo que realizan determinadas piezas en el conjunto de las máquinas; este recocido tiene por objeto afinar el grano de las piezas de acero sobrecalentado. El recocido contra acritud se aplica a los aceros que han sido deformados en frío; mediante este tratamiento se recupera parte de las propiedades iniciales. El recocido globular se aplica a los aceros para facilitar su mecanizado. El recocido de estabilización tiene por objeto eliminar las tensiones internas de las piezas forjadas o trabajadas en frío, y el recocido de ablandamiento se emplea cuando hay que mecanizar piezas templadas. Véase Temple.

Alambre

Alambre, filamento o barra fina de un metal flexible que tiene una sección uniforme. Los metales que suelen utilizarse para hacer alambres son cobre, aluminio, acero, latón, hierro, oro, plata y platino.

El diámetro de un alambre de una sola hebra se determina por su calibre, que en los alambres realizados con muchos hilos se determina por el diámetro de su conjunto. Hay diversas clases de calibradores para medir los diversos tipos de alambres.

Los métodos más modernos de fabricación de alambre consisten en estirar de una barra de metal haciéndola pasar a través de agujeros con forma cónica cada vez más finos, practicados en troqueles de carburo de volframio, hasta obtener el diámetro requerido. Los troqueles utilizados para obtener cables muy finos se realizan con diamantes bien sujetos a discos metálicos. Después de practicar varios estiramientos al metal, el alambre se endurece y se vuelve frágil, por lo que se le somete a un recocido (tratamiento controlado de calentamiento y enfriamiento) para recuperar su flexibilidad.

Los alambres tienen muchas aplicaciones, tanto tecnológicas como domésticas. Hasta el descubrimiento de la fibra óptica las conexiones telefónicas se realizaban con cables de cobre, buen conductor. Las líneas de alta tensión se fabrican con cables de aluminio, que también es un buen conductor pero resulta más barato y más ligero que el cobre.

Los resortes que utilizan los tapiceros y las cuerdas de los instrumentos musicales se hacen con alambres de acero. También son de acero los cables de suspensión de puentes y vallas, que requieren alta resistencia longitudinal. Los alambres de platino se utilizan para instrumentos científicos y mecanismos de precisión, como la cuerda de los relojes. Los fusibles, dispositivos eléctricos de seguridad que se funden e interrumpen la corriente cuando es excesiva se fabrican con alambres de diverso grosor. También se utilizan alambres para hacer cuerdas, redes, telas metálicas, o en joyería

Análisis de orina

Análisis de orina, conjunto de técnicas y procedimientos de laboratorio que se realizan en la orina para verificar la funcionalidad del aparato excretor y de otros órganos. El análisis incluye tanto investigaciones de tipo físico-químico como microscópicas, y toma en consideración diversos parámetros. La orina también puede someterse a un particular examen bacteriológico denominado urocultivo.

2

PRINCIPALES PARÁMETROS EXAMINADOS

2.1

Análisis físico-químico

Los principales parámetros de naturaleza físico-química medidos en el análisis de orina son: el aspecto, el color, el pH y la densidad. El aspecto, por lo normal transparente, puede variar por la presencia de fosfatos o sales del ácido úrico y del ácido oxálico; o bien por la presencia de pus y bacterias. El color -normalmente amarillo pajizo con tonalidad más o menos intensa por la presencia de urobilinógeno (pigmento urinario)- puede cambiar en algunas condiciones patológicas, volviéndose, por ejemplo, más rosado (color “agua de lavar carne”), como en los casos de hemoglobinuria o de hematuria (presencia de hemoglobina o sangre en la orina, respectivamente), o más oscuro (color vino), como en los casos más graves de ictericia. El valor del pH proporciona datos sobre la eficiencia de los sistemas tampón del organismo, dedicados al mantenimiento de valores constantes en el pH de las soluciones intra y extracelulares; el pH de la orina -por lo común ligeramente ácido por la presencia de ácido úrico- puede resultar más alto en caso de insuficiencia renal o, al contrario, tender hacia valores ácidos en caso de diabetes. La densidad indica la capacidad del riñón para concentrar la orina. En condiciones fisiológicas, oscila entre valores de 1015 y 1025.

Mediante el análisis químico de la orina, además, se buscan compuestos que, ausentes en condiciones fisiológicas, son indicativos de fenómenos patológicos en curso: resulta particularmente significativa la presencia de glucosa (glucosuria); de proteínas como la albúmina (albuminuria); de hemoglobina (hemoglobinuria); de glóbulos rojos (hematuria); de bilirrubina (bilirrubinuria); y de cuerpos cetónicos (cetonuria).

La glucosuria se manifiesta, generalmente, cuando hay una elevada concentración de azúcar en sangre (glucemia), lo que sucede en la diabetes mellitus, o bien en caso de una funcionalidad renal alterada. La concentración de proteínas en la orina puede aumentar en los estados febriles, en el embarazo, después de un esfuerzo físico intenso o en condiciones de enfermedad renal, como en el síndrome nefrósico, o en el mieloma múltiple, caracterizado por la proteinuria de Bence-Jones (es decir, en la orina se encuentran fragmentos de anticuerpos monoclonales, producidos por el organismo a partir de un mismo grupo de células plasmáticas). La hemoglobina está presente en la orina de los individuos afectados por anemia hemolítica. En la ictericia obstructiva la orina revela la presencia de la llamada bilirrubina directa (esto es, la forma hidrosoluble de este compuesto): ello es debido al hecho de que los túbulos renales no consiguen reabsorberla enteramente, ya que su concentración en el plasma sanguíneo es excesiva. Los cuerpos cetónicos, representados por el ácido β-hidroxibutírico, el ácido acetacético y la acetona, pueden aparecer en la cetoacidosis diabética, en el embarazo, en las enfermedades febriles y en la caquexia (fuerte adelgazamiento asociado a una progresiva reducción del metabolismo y de la funcionalidad de los órganos).

2.2

Análisis microscópico

Mediante el examen al microscopio se comprueba la presencia de células epiteliales renales y de elementos de la sangre que, presentes por lo común en pequeño número, pueden aumentar en caso de enfermedad. Las células epiteliales, normalmente ausentes, proceden de la exfoliación de las vías urinarias y son indicativas de inflamación de las vías renales. Los leucocitos están presentes en condiciones fisiológicas, pero aumentan en caso de infecciones de las vías urinarias (como la pielonefritis) o de las vías genitales (epididimitis en el hombre, salpingitis en la mujer). La presencia de un número excesivo de leucocitos en la orina recibe el nombre de leucocituria. Los glóbulos rojos están presentes en la orina en caso de cistitis, cálculos o glomerulonefritis, así como en la tuberculosis y en las neoplasias de las vías urinarias. En la muestra pueden encontrarse también los llamados cilindros (formaciones alargadas), que pueden ser hialinos -en curso de proteinuria- o epiteliales -cuando existe un proceso degenerativo del epitelio de los túbulos-; o bien hemáticos, cuando están formados por aglomeraciones de eritrocitos.

3

INVESTIGACIÓN BACTERIOLÓGICA: UROCULTIVO

El examen bacteriológico permite, en caso de infección de las vías urinarias, identificar el agente patógeno responsable. Este examen, que consiste en la siembra de una muestra de orina en terrenos de cultivo adecuados, permite identificar el agente patógeno. En general, se considera positivo cuando el número de colonias que se desarrollan es superior a 100.000.

Física del plasma

Física del plasma, estudio del comportamiento de sustancias (en general gases) altamente ionizadas, que constituyen un estado de la materia denominado plasma.

La importancia que ha adquirido esta rama de la física se debe sobre todo a que la mayor parte del Universo está formado por materia en estado de plasma, y a la posibilidad de realizar reacciones de fusión nuclear controlada a partir del plasma (véase Energía nuclear).

En el espacio interestelar, la ionización está producida por la radiación, mientras que en las estrellas, son sus altas temperaturas las causantes de la creación de plasma, cuyas partículas adquieren energía suficiente para producir reacciones nucleares de fusión. Los científicos tratan de generar y contener estos plasmas en el laboratorio con el fin de conseguir reacciones de fusión controlada que lleven a la producción de energía eléctrica.

Rayo

Rayo, descarga eléctrica que se produce entre nubes de lluvia o entre una de estas nubes y la tierra (véase Electricidad). La descarga es visible con trayectorias sinuosas y de ramificaciones irregulares, a veces de muchos kilómetros de distancia, fenómeno conocido con el nombre de relámpago. Se produce también una onda sonora llamada trueno.

2

LA CARGA ELÉCTRICA

No se conoce por completo el modo en el que se cargan las nubes de electricidad, pero la mayoría tienen carga negativa en la base y positiva en la cima. Las distintas hipótesis que explican cómo se produce esta polarización pueden dividirse en dos categorías: las que requieren hielo y las que no. Muchos meteorólogos creen que el hielo es un factor necesario porque los rayos no suelen observarse hasta la formación de hielo en las capas superiores de las nubes. Ciertos experimentos han mostrado que cuando las disoluciones de agua se congelan, el hielo gana carga negativa mientras que el agua queda cargada positivamente. Si después del inicio de la solidificación el aire en ascensión arranca pequeñas gotas de agua de las partículas congeladas, estas gotitas se concentrarán en la parte superior de la nube, y el hielo, en agregados más grandes, descenderá hasta la base. Por otra parte, ciertos experimentos han mostrado que las gotas de agua grandes, con caída rápida, se negativizan, mientras que las gotas pequeñas que caen con mayor lentitud se vuelven electropositivas. Por tanto, la polarización de una nube es probable que se produzca por las distintas velocidades de caída de las gotas grandes y pequeñas. Como quiera que se forme, la carga negativa en la base de la nube induce otra positiva en la tierra situada debajo que actúa como la segunda placa de un condensador gigante. Cuando el potencial eléctrico entre dos nubes o entre una nube y la tierra alcanza una magnitud suficiente (unos 10.000 V por cm), el aire se ioniza a lo largo de una trayectoria estrecha, y se produce el destello de un relámpago. Muchos meteorólogos creen que esta es la forma en la que la carga negativa es transportada hacia el suelo y que así se mantiene la carga negativa total de la superficie de la Tierra.

Una nueva teoría sugiere que la polarización eléctrica de las nubes puede ser la causa de la precipitación y no una consecuencia de ella; asimismo postula que el potencial eléctrico existente entre la ionosfera —capa superior de la atmósfera— y la tierra induce la polarización. Según esta teoría, el flujo ascendente de aire caliente a través de una nube lleva consigo partículas con carga positiva que se acumulan en la cima de la nube y que atraen cargas negativas de la ionosfera. Estas son conducidas hacia la base de la nube por corrientes descendentes poderosas en la periferia de la nube; así se evita que las cargas opuestas se neutralicen unas con otras. Quizás el 90% de todos los rayos que van desde las nubes hasta el suelo son negativos; el resto son destellos positivos. Con menor frecuencia se pueden producir rayos desde la tierra hacia las nubes, en particular desde cumbres de montañas o desde objetos altos como las antenas de radio.

Estudios con cámaras de alta velocidad han mostrado que la mayoría de los destellos de rayos son sucesos múltiples compuestos de hasta 42 'rayos' principales, cada uno de los cuales está precedido por un rayo guía. Todos siguen una trayectoria ionizada inicial que puede ramificarse junto al flujo de corriente. El intervalo medio entre rayos sucesivos es de 0,02 s, y 0,25 s el intervalo medio entre destellos. Puesto que la duración de un rayo no supera los 0,0002 s, los lapsos entre rayos ocupan la mayor parte de la duración de un 'destello'. Los llamados rayos en láminas son sólo la reflexión de uno ordinario en las nubes. Los rayos en bola son un fenómeno raro en que la descarga toma la forma de una bola luminosa y lenta que a veces estalla y otras simplemente decae.

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MEDIDAS PROTECTORAS

Para proteger los edificios de los rayos, se instalan barras metálicas (llamadas pararrayos) desde el suelo hasta una altura superior al punto más alto del tejado. Los pararrayos establecen una vía con baja resistencia para el paso de la descarga y evitan así que la carga atraviese la estructura del edificio. Las líneas de electricidad y las antenas de radio se protegen con dispositivos o captadores de rayos que consisten en una pequeña separación llena de aire entre la línea y un cable unido al suelo. Esta separación ofrece una gran resistencia a tensiones ordinarias, pero un rayo con un potencial de decenas de millones de voltios, provoca la ionización del gas, creando una vía de baja resistencia hacia la tierra para la descarga.

Se deben mencionar tres ideas comunes y erróneas sobre los rayos. La primera dice que los rayos no alcanzan dos veces un mismo lugar. Pruebas fotográficas muestran que un rascacielos u otra estructura elevada puede ser golpeada muchas veces durante una sola tormenta. La segunda es que el lugar más seguro durante una tormenta de rayos está bajo un árbol alto. Los árboles, debido a su altura, son propensos a ser alcanzados por rayos y, por tanto, son verdaderamente peligrosos durante las tormentas eléctricas violentas. Lo más seguro para una persona que está fuera de su casa es permanecer en el interior de un coche con estructura metálica o acostarse en el suelo de un lugar descampado. El tercer concepto erróneo es que los rayos estén siempre asociados con truenos. Los observadores que escuchen los truenos para contar los rayos pueden perderse hasta un 40% de estos últimos.

Los rayos matan o dañan a más personas que los tornados o los huracanes. Provocan un 40% de los incendios de granjas y muchos bosques se queman por su acción. Sin embargo, no todo lo relativo a los rayos es negativo. El suelo se enriquece con el nitrógeno liberado desde la atmósfera por los rayos y transportado por las gotas de lluvia. Algunos científicos creen que los rayos pueden haber sido un elemento esencial en el origen de la vida en nuestro planeta, con la creación de los compuestos químicos complejos que dieron lugar a la materia viva a partir de elementos simples.

Plasma en física

Plasma (física), estado de la materia, generalmente gaseoso, en el que algunos o todos los átomos o moléculas están disociados en forma de iones. Los plasmas están constituidos por una mezcla de partículas neutras, iones positivos (átomos o moléculas que han perdido uno o más electrones) y electrones negativos. Un plasma es conductor de la electricidad, pero cuando su volumen supera la llamada longitud de Debye presenta un comportamiento eléctricamente neutro. A escala microscópica, que corresponde a dimensiones inferiores a la longitud de Debye, las partículas de un plasma no presentan un comportamiento colectivo, sino que reaccionan individualmente a perturbaciones como por ejemplo un campo eléctrico.

En la Tierra, los plasmas no suelen existir en la naturaleza, salvo en los relámpagos, que son trayectorias estrechas a lo largo de las cuales las moléculas de aire están ionizadas aproximadamente en un 20%, y en algunas zonas de las llamas. Los electrones libres de un metal también pueden ser considerados como un plasma. La mayor parte del Universo está formado por materia en estado de plasma. La ionización está causada por las elevadas temperaturas, como ocurre en el Sol y las demás estrellas, o por la radiación, como sucede en los gases interestelares o en las capas superiores de la atmósfera (véase Ionosfera), donde produce el fenómeno denominado aurora.

Los plasmas pueden crearse aplicando un campo eléctrico a un gas a baja presión, como en los tubos fluorescentes o de neón (véase Lámpara de neón). También puede crearse un plasma calentando un gas neutro hasta temperaturas muy altas. En general, las temperaturas son demasiado altas para aplicarlas externamente, por lo que se calienta el gas internamente inyectando en él iones o electrones de alta velocidad que pueden colisionar con las partículas de gas y aumentar su energía térmica. Los electrones del gas también pueden ser acelerados por campos eléctricos externos. Los iones procedentes de estos plasmas se emplean en la industria de semiconductores para grabar superficies y producir otras alteraciones en las propiedades de los materiales.

En los plasmas muy calientes, las partículas adquieren suficiente energía como para producir reacciones nucleares al colisionar entre sí. Estas reacciones de fusión son la fuente de calor en el núcleo del Sol, y los científicos intentan crear en los laboratorios plasmas artificiales donde las reacciones de fusión puedan producir energía para generar electricidad.