martes, 27 de enero de 2015

Cremas y Lociones Emolientes


DERMOFARMACIA
                                                  Cremas y Lociones Emolientes
Dra. Bertha Pareja (1)
(1) Farmacéutico Clínico, Profesor Emérito de la UNMSM


COMENTARIO
Uno de los aspectos en los cuales el consumidor necesita más información es en el empleo de las preparaciones destinadas a combatir la sequedad de la piel. En el comercio existe un número grande de cremas y lociones que, con nombres tales como humectantes, hidratantes, suavizantes, emolientes, lubricantes, plastificantes, protectoras, flexibilizantes, etc., se comercializan y aplican indistintamente.
Sin embargo, para sacar mayor provecho, es necesario conocer algunos aspectos referentes a la sequedad de la piel y a los mecanismos de acción de los diferentes componentes de las preparaciones dermatológicas y cosméticas destinadas a combatir o mejorar la sequedad.
La sequedad de la piel es una condición que se debe a múltiples causas que conducen a la pérdida del agua de constitución de las diferentes estructuras de la piel y cuyas manifestaciones varían en grado e intensidad según se presenten en procesos patológicos o sean el resultado de agresores externos como la radiación solar, las variaciones de la humedad ambiental, la altura sobre el nivel del mar y las bajas temperaturas como las que se observan en la sierra.
Las preparaciones destinadas a combatir la sequedad de la piel son las cremas y lociones emolientes en cuya formulación es importante conocer las propiedades físicoquímicas de la materia prima y el mecanismo de acción de cada una para asociar los ingredientes adecuados que produzcan el efecto deseado.
De manera general, los emolientes son sustancias que se utilizan exclusivamente para proteger la piel y combatir la sequedad. Frazier y Blank (1) han establecido que una piel seca se caracteriza por presentar algunos signos y síntomas generales como por ejemplo una superficie fisurada o rajada, falta de flexibilidad o un superficie seca y escamosa. Sin embargo, este investigador aclara que la piel puede presentarse seca y escamosa pero mantener la flexibilidad normal o inversamente, presentar una superficie suave pero carecer de flexibilidad dando una sensación desagradable de sequedad.
Desde el punto de vista bioquímico, la sequedad es la medida del contenido de agua de la piel y la acción emoliente es un fenómeno relacionado a la conservación del agua de constitución. Bajo condiciones normales el contenido de agua y la presión de vapor de la epidermis son mayores que las del aire que la rodea con la consecuente evaporación del agua de la superficie, lo que hace que la piel se torne seca por una excesiva pérdida de agua del estrato córneo cuando éste está expuesto a baja humedad, insuficiente hidratación de las capas inferiores de la epidermis y al movimiento del aire.
Para corregir la sequedad de la piel se debe restituir la humedad del estrato córneo a niveles normales (10% como mínimo) para que sus efectos sean apreciables.
El hecho fundamental de que el agua es el mejor emoliente y plastificante del estrato córneo, ha sido estudiado por Gaul y Underwood (2), quienes demostraron que la piel áspera y seca retorna a su condición normal cuando el punto de rocío está por encima del nivel crítico y la gran incidencia de piel seca estaría directamente relacionada a la caída del punto de rocío. El punto de rocío es la temperatura del aire a la cual la humedad empieza a condensarse y hacerse visible en forma de pequeñas gotas. Estos autores opinan que para propósitos de investigación biofarmacéutica, el punto de rocío es un parámetro más exacto de la cantidad de agua que contiene el aire que el cálculo de la humedad relativa.
El estado de hidratación del estrato córneo también depende de la velocidad a la cual el agua se evapora de la superficie de la piel. La pérdida difusional es una función pasiva y constante y está relacionada a la temperatura de la piel, a la presión de vapor del medio ambiente y al movimiento del aire. Quizás el factor más crítico que determina el estado de hidratación del estrato córneo es su propiedad de retener agua cuya cantidad es una función directa de la humedad relativa del ambiente que la rodea.
La química y los mecanismos de acción de las sustancias que regulan la habilidad del estrato córneo para retener agua ya ha sido explicada. Se postula que los componentes hidrosolubles están constituídos por amino ácidos como el ácido pirrolidín carboxílico (ácido piroglutámico), por exosaminas, péptidos, úrea, lactato, pentosas, iones inorgánicos y posiblemente por mucopolisacáridos que serían los responsables de su propiedad de combinarse con el agua del estrato córneo. Esta mezcla natural de elementos químicos, es la que Jacobi (3) ha llamado el factor humectante natural (NMP). Autores como Spier y Shwartz (4) comparan las propiedades hidroscópicas de esos componentes con la glicerina y los describen como iguales, sin embargo otros autores como Laden discrepan y opinan que el ácido pirrolidin carboxílico es más higroscópico, lo que fue comprobado por estudios comparativos de ambos compuestos.
La naturaleza crítica de la composición química del estrato córneo ha sido demostrada en algunos procesos patológicos que producen descamación. Analizando las escamas se ha comprobado las diferencias en la composición de manera particular las diferencias en los elementos hidrosolubles, lo que reduce la higroscopicidad y altera la película lipídica necesaria para retener la humedad. La sequedad del estrato córneo en la mayoría de procesos patológicos en que se produce descamación se atribuye a la diferencia en la composición de los elementos hidrosolubles en las escamas.
Paralelamente con los estudios para determinar la composición química del estrato córneo se han desarrollado varias técnicas para medir la difusión transepidermal así como la pérdida de agua en vivo y en vitro.
La medición de la permeabilidad del estrato córneo en estado normal y en varios procesos patológicos es un índice bastante exacto de la integridad funcional del estrato córneo, lo que permite evaluar los efectos de las preparaciones tópicamente aplicadas, de manera particular los emolientes o las preparaciones que lleven como base cremas de este tipo.
El promedio de la pérdida de agua ha sido determinado por métodos eléctricos y se ha establecido cifras promedio entre 0.2 a 0.3 mg. por cm2 por hora para la mayor parte de áreas del cuerpo. La pérdida de agua también es constante para determinada área bajo condiciones standart de humedad y temperatura, sin embargo se han observado variaciones significativas para ciertas regiones del cuerpo. Así por ejemplo, comparando la constante de difusión de la espalda con la de la frente, ésta es cuatro veces mayor, la del dorso de la mano nueve veces y la de la palma de las manos, cien veces mayor. Todos estos factores deben ser tomados en consideración para el diseño y formulación de los preparados destinados a las diferentes zonas de la piel ya sea que se trate de formas farmacéuticas o cosméticos.
Materias Primas emolientes
En los últimos años ha aumentado en forma significativa el número de ingredientes empleables en la formulación de cremas y lociones, lo que permite formular tanto bases para la administración de diferentes principios activos así como para las de uso cosmético. El carácter y el empleo de una crema o una loción generalmente está determinado por los diferentes aditivos que lleva así como por el color y el perfume en las de uso cosmético.
De manera general la materia prima empleada para las cremas y lociones emolientes se comercializa dividiéndola en dos grandes grupos de acuerdo a su solubilidad. Entre las más antiguas y de empleo más frecuente están los alcoholes polihídricostales como el propilenglicol, el glicerol y los glicoles polietilénicos líquidos que están considerados por muchos autores como suavizantes y humectantes ya que su principal acción es la de retardar la evaporación del agua. Se les emplea bajo la forma de emulsiones aceite en agua.
Se ha establecido que es el agua de la fase externa de la emulsión la responsable de la acción emoliente. En cambio en una emulsión del tipo opuesto es decir de agua en aceite sería la acción oclusiva la que estimularía el movimiento del agua de las capas inferiores del estrato córneo hacia la superficie, produciendo en ambos casos la emoliencia aunque por mecanismos diferentes.
De entre las múltiples sustancias empleables en la formulación de cremas y lociones emolientes hemos resumido las más empleadas en el cuadro siguiente.
Dentro de cada uno de estos grupos se encuentra un gran número de componentes, lo que explica la gran variedad de cremas y las múltiples posibilidades para la formulación, haciendo que prácticamente haya una crema para cada uso y para el gusto más exigente.v
MATERIAS PRIMAS EMPLEADAS EN LA FORMULACION DE CREMAS Y LOCIONES EMOLIENTES

Aceites hidrocarburados y ceras
Derivados de lanolina
Aceites de silicona
Polioles
Esteres de triglicéridos
Derivados polieter
Esteres acetoglicéridos
Esteres de polioles
Glicéridos etoxilados
Esteres de ceras
Alkil esteres
Derivados de cera de abeja
Alkenil esteres
Ceras vegetales
Acidos grasos
Fosfolípidos
Alcoholes grasos
Esteroides
Esteres de alcoholes grasos
Amidas
Eter-esteres


Referencias Biliográficas:
1. Frazier C. N y Blank H. A formulary for external therapy of the skin. Charles C. Tomas. Springfield. III. 1954
2. Gaul L. E y Underwood G,B. Relation of dew point and barometric pressure to chapping of normal skin. J. Invest, Dermatol. 19. July 1952.
3. Jacobi O. Natural moisturizing agents in the skin. Schmmel Briefs 396. 1968 XI Congress of Dermatol. Vol. 1 1963.
4. Spierlland Shwarts E. Chemie der Horhshicht. Sagarine. Cosmetics Science and technology. wiley Interscience Vol 1, 1972.

lunes, 29 de diciembre de 2014

crecimiento vegetal

 Este es un Material didáctico elaborado por:
Profesor de Fisiología Vegetal, Departamento de
Botánica, Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales.
Universidad de Los Andes - Mérida - Venezuela
e-mail: rubenhg@ula.ve

PROCESO DE CRECIMIENTO, DESARROLLO Y DIFERENCIACIÓN EN LAS PLANTAS

             Uno de los aspectos más relevantes de las plantas terrestres es su vida sedentaria, lo que ha determinado sus hábitos de vida, que le permiten captar la energía lumínica del sol mediante el proceso fotosintético y obtener los nutrientes del medio a través de las raíces, esto estimula el crecimiento y desarrollo, ya que las plantas son autótrofas, a diferencia de los animales que se mueven en procura de su alimentación, por su condición de heterótrofos. Las plantas presentan una estructura rígida, determinada por la presencia de una pared celular celulósica, en la que sus células se encuentran muy unidas a sus vecinas mediante plasmodesmos, lo que es característico de una matriz leñosa. El crecimiento de las plantas está determinado por la actividad de células meristemáticas que se encuentran en los ápices de tallos y raíces, son los meristemas apicales y en los meristemas laterales formados por: el cambium vascular y el cambium del corcho o felógeno. Por otro lado, el desarrollo temprano de los animales, se caracteriza por migración celular hacia sitios nuevos hasta formar tejidos específicos. El sedentarismo de las plantas, provoca su adaptación ambiental, que puede ser de tipo morfofisiológica. A diferencia de los animales cuyo patrón corporal se establece durante la embriogenésis, las plantas construyen sus formas durante toda su vida, a través de programas de desarrollo vegetativo. Es por esto que los tejidos meristemáticos proveen una forma de adaptación dependiendo de las condiciones ambientales, al mantener un reservorio de células no diferenciadas, con características embrionarias, lo que le da una gran plasticidad al desarrollo de las plantas. Las células vegetales muestran totipotencia, que es la capacidad que tiene una sola célula de regenerar un organismo completo.
               El crecimiento ocurre cuando se forman nuevas células y tejidos mediante división celular. La división celular ocurre en células meristemáticas y consiste en dos fases: la mitosis en la que se replican los cromosomas y se disponen en dos núcleos hijos, que son cualitativa y cuantitativamente idénticos y la citocinesis, en la que se divide la pared celular, el citoplasma y los organelos.
Las células meristemáticas se caracterizan por tener paredes celulares delgadas, tienen vacuolas pequeñas, núcleos grandes y se dividen constantemente. Las células hijas, pueden dividirse por un tiempo, pero después pierden esa capacidad, se alargan y desarrollan vacuolas grandes y por último ocurre la diferenciación o maduración de estas células, que originan tejidos con funciones específicas, órganos y estructuras especializadas que requiere la planta durante su ciclo de vida.
             Las hormonas vegetales, auxina y citokinina participan en el ciclo celular, la auxina estimula la replicación del ADN, mientras que la citocinina inicia los eventos de la mitosis.

           El desarrollo de la planta se caracteriza por la división, el alargamiento y la diferenciación celular, todos estos cambios están regulados de una forma compleja, en la que participan cuatro factores:
  • La planta capta y responde a las señales ambientales.
  • El genoma de la planta codifica enzimas que catalizan las reacciones bioquímicas del desarrollo, que incluyen las que fabrican hormonas, receptores, participan en la síntesis de proteínas y en el metabolismo energético.
  • La planta utiliza receptores que detectan las señales ambientales, como los fotorreceptores que captan la luz.
  • Los mensajeros químicos u hormonas, median los efectos de las señales ambientales captadas por los receptores.
             Las hormonas vegetales son compuestos reguladores que actúan en muy bajas concentraciones, son producidas en una parte de un órgano multicelular y transportadas a otro sitio donde ejercen su efecto específico.
Cuando la semilla sale de su estado latente, germina y se transforma en una plántula en crecimiento. Para que el embrión comience a desarrollarse, la latencia de la semilla debe ser interrumpida por la acción de factores físicos, como la exposición a la luz, la abrasión mecánica de la testa, el fuego o el lavado de los inhibidores del crecimiento por el agua. A medida que la semilla germina, primero absorbe agua, lo que desencadena una serie de reacciones bioquímicas que movilizan las reservas de grasas, polisacáridos y proteínas. Los fotorreceptores y las hormonas regulan el desarrollo de la plántula.
Durante la germinación de la cebada y otras semillas de cereales, el embrión segrega giberelinas, una hormona que promueve la liberación de enzimas que digieren proteínas y el almidón almacenado en el endospermo. Las giberelinas son utilizadas en la industria de la cerveza para aumentar la germinación de la cebada y la degradación del endosperma, produciendo azúcar que es fermentada a alcohol etílico.
            Después que la planta alcanza una edad o tamaño apropiado, se produce el fenómeno de floración y la formación de frutos. La floración en algunas plantas es controlada por la longitud de la noche. Es probable que una hormona viaje desde un órgano receptor como una hoja hacia la yema donde se formará una flor. Cuando la flor se forma, las hormonas desempeñan otros papeles, como el crecimiento del tubo polínico a través del estilo de un pistilo, para producir la fertilización. Luego se desarrolla un fruto que madura bajo control hormonal.Las auxinas, giberelinas y el etileno regulan la formación de un fruto.
             Por último todas las plantas envejecen y mueren. La muerte, sigue a los cambios del envejecimiento controlados por hormonas como el etileno. Las hojas antes de comenzar el período de sequía, por interacción de hormonas como la auxina y el etileno envejecen y caen. El envejecimiento y muerte de plantas como el agave y algunas leguminosas anuales, se debe a un incremento del ácido abscisico durante la floración. 


INTERRELACIONES PLANTA Y MEDIO AMBIENTE COMO DETERMINANTES DEL CRECIMIENTO Y DESARROLLO

            Existe una amplia variedad de formas vegetales, que se pueden clasificar en varias categorías con diferentes características ecológicas. Algunas plantas crecen sin ningún soporte mecánico y estas constituyen los árboles y arbustos leñosos o pueden ser herbáceas sin tejido leñoso.
             Los árboles dominan muchos ecosistemas en los que el clima es húmedo y caliente durante parte del año. Sin embargo dejan de ser dominantes cuando el suelo es demasiado escaso para el crecimiento de las raíces, y donde es demasiado seco como en desiertos, o donde el suelo se congela permanentemente como en la tundra, o en sitios anegados durante parte del año, o en sitios dominados por sales o metales pesados o en ambientes alterados por el hombre. Los árboles pueden crecer por muchos años produciendo semillas o solamente por algunos años. La mayoría de los bosques son dominados por angiospermas dicotiledóneas a excepción de los grandes bosques de confieras del hemisferio norte. En muchos bosques los árboles forman estratos determinados por varios factores ambientales entre los que podemos mencionar la luz y el genoma de las especies que lo componen. Los helechos arbóreos, cycadas y monocotiledóneas arbóreas son comunes, pero no son dominantes o en algunas excepciones en pantanos o en situaciones en que son colonizadores. En muchos bosques los árboles forman estratos, compuesto de árboles grandes que emergen del dosel en algunos bosques tropicales y estratos secundarios formados por árboles y arbustos, frecuentemente formando más de una capa. Generalmente las especies tolerantes de la sombra se encuentran en los estratos inferiores y las especies heliófilas que toleran la luz, en los estratos superiores, sin embargo esta separación no es estricta, encontrándose árboles grandes en los estratos inferiores también. En los bordes o límites del bosque donde existen brechas se observa que crecen especies pioneras, de rápido crecimiento, como el balso y el yagrumo.
            Muchas plantas herbáceas son anuales y mueren después de una estación de crecimiento, dejando solamente las raíces y algunas veces las hojas hasta la nueva estación de crecimiento. Las herbáceas junto a los arbustos pequeños forman la capa basal en muchas áreas, como en sabanas, mesetas, desiertos y llanos. Las gramíneas son casi todas herbáceas a excepción del bambú. Están bien adaptadas para resistir la presión del pastoreo, ya que en lugar de tener meristemas ápicales, están situados en los nudos, lo que les permite formar tallos por encima de los nudos. Las gramíneas que poseen meristemas subterráneos, pueden resistir la acción inclemente del fuego.
              En los bosques tropicales predominan las plantas trepadoras y epifitas que requieren la presencia de un hospedero, que les proporcione soporte para su crecimiento. Las epifitas dependen de abundantes lluvias, ya que estas obtienen el agua de las precipitaciones y de la escorrentía a lo largo de los tallos y ramas.
En los bosques tropicales algunas epifitas son arbustivas, desarrollan un tallo leñoso, que puede formar raíces que alcanzan el suelo hasta hacerse independientes. Los Ficus (matapalos) y los matapalos del género Clusia son los ejemplos más conspicuos de estas epifitas estranguladoras, que se independizan del hospedero, matándolo.
                 Las Lorantáceas son hemiparásitas, ya que a pesar de realizar la fotosíntesis, penetran el hospedero a través de haustorios succionándole agua y nutrientes, ejemplo de esta tenemos la tiña y el guate pajarito.
              Existen varios factores externos que afectan el crecimiento, como son: La Temperatura, la luz, el agua y ciertas sustancias químicas que lo estimulan o inhiben.

  • TEMPERATURAEl crecimiento de las plantas superiores ocurre en un rango de 0o a 350 C, en ese rango un aumento de 100C (Q10 está entre 2-3) aumenta la tasa de crecimiento 2 a 3 veces. Estas se conocen como las temperaturas cardinales o puntos de crecimiento: la mínima, o la menor temperatura a la que ocurre el crecimiento; el óptimo, la temperatura de máxima velocidad de crecimiento; y el máximo, o la temperatura más alta en la que se detecta el crecimiento. Estas no son temperaturas bien definidas y varían de especie a especie.
    Las temperaturas cardinales pueden variar con el estado de desarrollo de la planta. La velocidad de crecimiento de un órgano no depende solamente de su propia temperatura sino también del resto de la temperatura de la planta. Por ejemplo cuando se mantuvo constante la temperatura de una hoja de maíz a 250C y con una humedad relativa del 100 %, la tasa de crecimiento se incremento entre 50 y 150C, que están por debajo de la temperatura a la que se mantuvo la hoja. El crecimiento de plantas de maíz jóvenes se inhibe cuando la temperatura superficial del suelo excede los 350C. Así mismo debemos tener presente que el crecimiento depende de otros factores como son la fotosíntesis y la respiración y estos fenómenos poseen también temperaturas cardinales.
    La tasa de fotosíntesis de muchas plantas con el ciclo de carbono C3 alcanza un máximo entre 200 y 300C. En las plantas que fijan el carbono mediante el ciclo C4 la fotosíntesis aumenta rápidamente a una temperatura foliar entre 300 y 400C y luego a temperaturas más alta disminuye rápidamente.
    Las temperaturas cardinales para el crecimiento son de una gran importancia práctica, ya que el máximo crecimiento y productividad puede requerir un clima con un lapso de tiempo máximo cerca de la temperatura óptima. Debido a que las reacciones químicas que ocurren en las plantas están controladas por enzimas, una temperatura máxima debe ocurrir tan pronto como las enzimas se desnaturalizan y se inactivan. Esto sucede generalmente a una temperatura ligeramente por encima del máximo para un proceso biológico. Las temperaturas cardinales para el crecimiento deben estar controladas por la desnaturalización de las enzimas de las plantas.
    El crecimiento es un proceso que depende del tiempo, no solamente afecta la temperatura puntual; sino el número de horas o días en que un organismo se somete a una temperatura determinada.
    El crecimiento y desarrollo de las plantas, casi siempre responde a un termo período, que consiste en temperaturas alternas entre el día y la noche.
    El efecto de la temperatura sobre la germinación tiene una gran importancia en la ecología de poblaciones. El rango de temperaturas para la germinación de esporas y semillas debe corresponder a condiciones externas apropiadas, que permiten un rápido desarrollo de las plantas jóvenes. El rango de temperatura para el comienzo de la germinación es amplio en especies que están extensamente distribuidas y en aquellas adaptadas a altas fluctuaciones de temperatura en su hábitat natural.
     
  • LUZ
Aunque el crecimiento de las plantas superiores depende de la fotosíntesis, sin embargo la luz no es necesaria para el proceso de crecimiento per se, en la medida en que haya un buen suministro de sustancias orgánicas. Algunas plantas tuberosas y bulbos pueden completar su ciclo de vida en la oscuridad, a expensas de las abundantes reservas de alimentos, sin embargo el tipo de crecimiento es diferente cuando la luz esta ausente. En la oscuridad las plantas crecen largas, débiles y cloróticas, lo que se conoce como etiolación. En el caso de muchas dicotiledóneas, el tallo se encuentra excesivamente alargado y las hojas se desarrollan con deficiencia. La diferenciación es muy poca y los tejidos son principalmente parenquimatosos. Las hojas tienen ausencia de clorofila y el color es amarillo pálido; aunque se presentan excepciones entre las plántulas de las gimnospermas y algunos helechos, que pueden formar clorofila en la oscuridad. Las monocotiledóneas pueden mostrar el alargamiento excesivo del primer entrenudo y un crecimiento normal o un desarrollo excesivo de las hojas en la oscuridad. Una exposición diaria corta a la luz previene la etiolación. La luz retarda el crecimiento excesivo de las plantas etioladas. Las plantas parameras crecen achaparradas o arrosetadas debido a la luz excesiva en las grandes altitudes, la cual es muy rica en radiaciones violeta y ultravioleta, que parecen tener un efecto de enanismo marcado.
El primer efecto de la luz es iniciar los patrones de expresión genética, y la plántula comienza a formar cloroplastos fotosintéticamente activos, alterando sus formas de crecimiento de alargamiento rápido en la producción de hojas y un tallo capaz de soportarlas. Esto se conoce comofotomorfogénesis, que son los cambios de formas en respuesta al factor luminoso. Existen otros ejemplos como son la germinación de algunas semillas que germinan solamente después de ser sometidas a luz roja, ej., Alnus acuminata; así como la morfología foliar. Dependiendo del hábitat las hojas desarrollan una serie de características morfológicas especiales; si están expuestas al sol las hojas son más gruesas que las que crecen a la sombra, y tienen un parénquima en empalizada con células más largas que si las hojas crecen en la sombra. El movimiento de los cloroplastos es controlado por la luz. Bajo condiciones de baja luminosidad los cloroplastos se orientan de una forma perpendicular a la luz incidente y se agrupan en las células paralelamente a la superficie foliar. A altas intensidades luminosas los cloroplastos se mueven hacia la superficie celular que es paralela a la luz incidente, evitando la absorción excesiva de luz. El movimiento de los cloroplastos es una respuesta típica a la luz azul, así como el fototropismo. El crecimiento en respuesta a la luz roja implica la participación del fitocromo.
Fotoperiodismo es una respuesta estacional a la longitud del día y la noche del fenómeno de floración. Algunas plantas florean más rápido cuando la longitud del día fue de 12 horas o menos , son las plantas de días cortos y otras florearon cuando la longitud del día fue de 12 horas o más, plantas de días largos; mientras que otras plantas florearon independientemente de la longitud del día, son plantas neutras. Si la longitud del día no es apropiada para la floración, la planta permanece en estado vegetativo indefinidamente, o simplemente va a tomar un período más largo para florear. Tenemos un caso de los crisantemos ( pompon) que se siembran en la zona andina, a los que se les suministra un período de luz artificial para que continúen con el crecimiento vegetativo por cierto tiempo, luego se retira la iluminación artificial para que ocurra el fenómeno de floración ( es una planta de días cortos). El resultado son plantas largas con flores en un extremo del tallo, que pueden ser colocadas fácilmente en floreros. Este es un ejemplo de una aplicación práctica del fotoperíodo en la floricultura.
Fitocromos son proteínas fotorreceptoras azuladas. Son azules porque absorben la luz roja e infrarroja y transmiten el resto de longitudes de onda. En el citosol hay dos formas interconvertibles de fitocromo, la forma que absorbe luz roja de 660 nm se llama PR, cuando absorbe la luz roja, se transforma en PFR, forma esta que absorbe luz infrarroja de 730 nm y cuando lo hace se transforma en PR . Algunas semillas requieren una exposición a la luz roja para germinar, entre estas están las de lechuga, aliso (Alnus acuminata).
Los fitocromos participan como mediadores en una serie de respuestas de las plantas a la luz, como son:
  • Etiolación, en la que las plántulas o sus órganos se alargan rápidamente sin la producción de cloroplastos hasta tanto no reciben luz roja. Al ser expuestas a la luz roja se forman cloroplastos funcionales.
  • Ritmos circadianos. Una serie de procesos metabólicos y de posicionamiento de las hojas responden a un ciclo periódico de 24 horas. La respuesta al fitocromo asegura la sincronía del ritmo con la longitud del día. Cambios en el turgor celular, como el observado en el movimiento circadiano de hojas y pétalos de algunas plantas.
  • Germinación. Muchas semillas son estimuladas a germinar por la luz, en una respuesta mediada por el fitocromo.
  • El fitocromo le permite a las plantas detectar la presencia y distancia de hojas de plantas vecinas. 
  • Muchas plantas que crecen en hábitat abierto y claro del bosque, poseen semillas que germinan solamente cuando expuestas a la luz, con una alta proporción de radiación roja (la luz promueve la geminación). En cielo abierto la luz natural tiene una proporción de Rojo/Rojo lejano de 1,2 a 1,3; mientras que debajo del dosel del bosque la proporción de rojo lejano puede ser 2 a 10 veces mayor que la radiación roja. Las plantas que requieren más radiación roja no germinan y permanecen latentes, hasta tanto no se remueven las ramas y hojas, mediante talado o por acción de un fenómeno natural (tormenta, rayos, etc.). Así mismo las semillas que han sido expuestas al rojo lejano antes de ser enterradas en el banco, requieren de luz roja para germinar.
  • Los fitocromos también regulan cambios en la expresión del gen. Los fitocromos regulan un número de genes en el cambio de una planta etiolada a la normalidad, lo que resulta en la transformación de plastidios no fotosintéticos (etioplastos), a cloroplastos completamente desarrollados y con función fotosintética. 
AGUA
Es indispensable para el crecimiento de las plantas, ya que en su presencia ocurren reacciones metabólicas, que participan en los procesos de crecimiento y desarrollo. El crecimiento depende de la existencia de una presión de turgencia; es por esto que un déficit hídrico lo puede retardar e interrumpir por completo. Un exceso de agua puede resultar en condiciones anóxicas que provocan un crecimiento anormal. En una atmósfera saturada de humedad ocurre un desarrollo pobre de las hojas y se retarda la diferenciación de los tejidos.
Las plantas hidrófilas, que viven en el agua tienen una presión osmótica baja y no poseen una presión de turgencia excesiva. Estas plantas desarrollan un parénquima aerífero con amplios espacios intercelulares, las hojas son delgadas y los estomas cuando presentes solamente se observan en la haz foliar.
A altas temperaturas se afecta el crecimiento por una evapotranspiración excesiva, lo que provoca una disminución de la presión de turgencia. A bajas temperaturas el crecimiento se puede inhibir debido a una disminución de la absorción de agua. 


ACTIVADORES QUÍMICOS E INHIBIDORES

            Las sales nutritivas son requeridas por las plantas para su crecimiento normal; sin embargo cuando se encuentran en soluciones nutritivas desbalanceadas pueden inhibir el crecimiento. Muchos iones son tóxicos para el crecimiento de las plantas a altas concentraciones. Algunos iones como el cadmio (Cd) y el aluminio (Al), son tóxicos inclusive a bajas concentraciones. La concentración de iones tóxicos aumenta cuando se añaden toxinas al suelo mediante la contaminación atmosférica o en desechos industriales. Así mismo, si las condiciones de acidez del suelo cambia, se libera el aluminio a partir de complejos tóxicos insolubles. La toxicidad se manifiesta con una inhibición del crecimiento o en última instancia la planta deja de completar su ciclo de vida. La toxicidad puede causar:1) la inhibición de la absorción de agua, nutrientes o la fotosíntesis, 2) inhibición de la utilización de recursos metabólicos, como inhibición enzimática, daños a las membranas celulares., etc. En el cuadro siguiente se resume el efecto de algunos iones tóxicos.
Ión tóxico
Condiciones
Efecto
AluminioSuelos ácidos debajo de
pH 4.
Inhibe el crecimiento de la raíz, se enlaza a fosfatos, ADN, ARN, destruye membranas y el metabolismo del ATP.
Boro
( a altas concentraciones)
Suelos contaminados con cenizas residuos de combustión.Clorosis y necrosis de tejidos.
Cobre
( a altas concentraciones)
Suelos contaminados con residuos de minería.Daño a membranas celulares de raíces, inhibe el crecimiento.
Magnesio
( a altas concentraciones)
Suelos con una alta relación Mg/Ca.Causa deficiencia de Ca.
Manganeso
( a altas concentraciones)
Suelos ácidosCausa deficiencia de Ca y Mg, inhibe el crecimiento del vástago.
SodioSuelos salinos, suelos irrigadosCompite con la absorción de potasio, efecto osmótico; los estomas permanecen abiertos.
CloroSuelos salinos, suelos irrigados.Efecto osmótico, compite por la absorción de otros aniones, produciendo deficiencia.
Algunas plantas pueden sobreviven bien adaptándose a la presencia de iones tóxicos en el suelo. Estas plantas crecen muy lento, pero como carecen de especies competidoras se benefician de esta situación. Hay especies como la Eichhornia crassipes (Bora o jacinto de agua) que acumula grande cantidades de elementos metálicos tóxicos, como son: Cd, Co, Pb, Hg, Ni y Au, a partir de aguas contaminadas, y produce una biomasa de 600 Kg. /Ha/ día, esta planta se puede usar para purificar aguas contaminadas.
            La toxicidad por contaminación atmosférica se presenta cuando las plantas se exponen a gases tóxicos, producto de las emanaciones industriales y volcánicas.Entre estos contaminantes podemos mencionar el ozono, dióxido de azufre, oxido de nitrógeno y monóxido de carbono. Su efecto puede ser directo, inhibiendo la apertura estomática, daño a la superficie de las plantas, inhibición de enzimas o indirecto, alterando el pH del suelo, impidiendo la absorción mineral o liberando metales tóxicos a la solución del suelo, como el Al y Mn.



FITOHORMONAS

Las hormonas vegetales o sustancias de crecimiento actúan en bajas concentraciones, específicamente para regular el crecimiento y el desarrollo de las plantas. Las hormonas vegetales desempeñan múltiples papeles reguladores que afectan aspectos diferentes del desarrollo. En las hormonas vegetales no existe una clara separación entre los sitios de síntesis y de acción.



AUXINAS

La principal auxina vegetal es el ácido-3-indol acético. Existen otros compuestos con actividad auxínica, entre los cuales podemos mencionar el ácido fenoxi- acético y el ácido 3-indol butírico.
        Las auxinas afectan el crecimiento y la forma de las plantas. Si se corta la yema apical en el extremo de una planta de arveja, los brotes laterales inactivos se hacen activos, y desarrollan ramas. Así mismo, cuando se poda un árbol, eliminando las yemas terminales, se aumenta la ramificación. Esto se conoce como dominancia apical. Si se reemplaza la yema apical con auxina, se inhibe el crecimiento de las yemas axilares, sugiriendo esto que una alta concentración de auxina en el ápice inhibe las yemas axilares. El transporte de auxina es polar. Si se corta la lámina foliar, pero se deja el pecíolo unido a la planta, el pecíolo se cae antes que si la hoja estuviera intacta, ya que en la lámina foliar se sintetiza auxina. Si una planta se mantiene en el interior de una habitación, pero cercana a una ventana por donde penetra la luz, la planta crece hacia la luz, esta respuesta se conoce como fototropismo. Los tallos presentan fototropismo positivo; mientras que las raíces crecen alejandose de la luz, mostrando fototropismo negativo. Este fenómeno se puede explicar asumiendo que la auxina se mueve hacia el lado sombreado, donde estimula un crecimiento celular mucho más rápido que en el lado expuesto a la luz, lo que origina la curvatura fototrópica. Cuando un tallo se encuentra acostado horizontalmente sobre el suelo, la auxina se mueve hacia el lado inferior del tallo, lo que se traduce en un crecimiento más rápido de las células del lado inferior, que produce su inclinación hacia arriba, esta inclinación se denomina gravitropismo negativo, mientras que las raíces se inclinan hacia abajo, mostrando gravitropismo positivo.
Las auxinas afectan el crecimiento de varias formas:
  • Inician el crecimiento de las raíces en estacas.
  • Estimulan la separación de las hojas viejas de los tallos (abscisión).
  • Mantienen la dominancia apical.
  • Promueven el alargamiento del tallo e inhiben al alargamiento de la raíz.
  • La auxina promueve la expansión celular aumentando la plasticidad de las paredes celulares.
  • Crecimiento de los tallos en relación a la luz, lo que asegura que las hojas reciban una cantidad de luz óptima para la fotosíntesis (Fototropismo).
  • Crecimiento de las raíces hacia el suelo (gravitropismo positivo) y de los tallos hacia arriba (gravitropismo negativo).
  • Tigmotropismo o crecimiento en respuesta al contacto con un cuerpo duro, lo que produce el movimiento de las raíces alrededor de una roca o de los tallos de las plantas trepadoras alrededor de otras estructuras que le sirven de soporte.
         La auxina controla el desarrollo de algunos frutos. Normalmente el desarrollo de un fruto requiere la fertilización de un óvulo; sin embargo el tratamiento de un ovario no fertilizado con auxina o giberelina produce la formación de un fruto sin la fertilización de un óvulo, por lo tanto carecen de semillas, este fenómeno se conoce como partenocarpia por ejemplo, fresas, tomates, pepinos, calabaza, naranjas. Los frutos partenocarpicos se forman espontáneamente en algunas plantas, incluidas las uvas sin semillas, las bananas o cambures cultivados.
        La auxina promueve la diferenciación celular. Cuando un callo (masa de tejido no diferenciado) se pone a crecer en un medio nutritivo, con una concentración apropiada de auxina se forman raíces. Este efecto se observa también en estacas donde la auxina estimula la formación de raíces laterales. El patrón de formación de los órganos depende de la relación auxina: citocinina, en el medio de cultivo. Una proporción elevada de auxina favorece la formación de raíces; mientras que una concentración elevada de citocinina favorece la formación de brotes.
         Las auxinas sintéticas tienen amplia aplicación en agricultura y horticultura. El ácido 2,4-dicloro-fenoxi acético (2,4-D) y el 2, 4,5 tricloro-fenoxi-acético (2, 4,5-T) se utilizan como herbicidas a altas concentraciones, especialmente para controlar eudicotiledóneas, ya que son inofensivos para las monocotiledóneas. Sin embargo por degradarse lentamente, son contaminantes del medio ambiente causando daños a los ecosistemas. El ácido naftaleno acético (NAA) se utiliza para promover el enrraizamiento de estacas.
            Las auxinas naturales se sintetizan a partir del amino ácido triptofano, especialmente en hojas jóvenes, meristemas del vástago y frutos en desarrollo, y dondequiera que las células se estén dividiendo rápidamente. 
                 Las auxinas promueven la diferenciación de nuevos tejidos vasculares en la parte del tallo que queda debajo de la yema terminal y de hojas jóvenes en crecimiento, la remoción de las hojas jóvenes impide la diferenciación vascular. En plantas leñosas perennes, la auxina producida por las yemas en crecimiento durante la primavera, estimula la actividad del cambium vascular en dirección basipeta. El nuevo anillo de crecimiento secundario comienza en las ramitas más pequeñas y progresa hacia abajo hasta el ápice de la raíz. 



CITOCININAS

                 Las citocininas estimulan la formación de brotes, promueven la división celular en tejidos cultivados. Así mismo ayudan a la germinación, inhiben el alargamiento del tallo, estimulan el crecimiento de los brotes laterales y retardan el envejecimiento foliar. Son derivados de la adenina, una base nitrogenada que forma parte de los ácidos nucleicos. Esta hormona se denominó citocinina debido a que promueve la división celular o citocinesis.
La citocinina es sintética y no se encuentra naturalmente, sino como producto de degradación del ADN . En las plantas se encuentra el producto natural citocinina , que fue aislado de la leche de coco y que promueve la división celular. A partir del endosperma inmaduro de maíz (Zea mays) se aisló una sustancia que tiene las mismas propiedades biologicas de la cinetina y se llamo zeatina.
Las citocininas se forman principalmente en los meristemas apicales de las raíces y se mueven hacia otras partes de la planta.
Las agallas que forma la bacteria Agrobacterium tumefaciens sintetizan zeatina, que promueve el crecimiento de los tumores que se observan en plantas infectadas con esa bacteria. 



GIBERELINAS

El estudio de las giberelinas comenzó indirectamente cuando un biólogo japonés Kurosawa observó que algunas plantas de arroz enfermas de "bakanae o planta loca", tenian un crecimiento en altura mucho mayor que las plantas sanas, las que mueren antes de producir semillas. Esta enfermedad es causada por un hongo ascomiceto Giberella fujikuroi el cual produce giberelinas.
             Se han aislado más de 100 giberelinas de las plantas, pero muchas carecen de actividad biológica. La más estudiada y la que probablemente es la de mayor actividad biológica es la GA3. La giberelina promueve el alargamiento del tallo, regulan la transición de la fase juvenil a la adultez, estimulando la formación de órganos florales.
            Las giberelinas pueden sustituir el requerimiento de días largos para la floración en muchas plantas, especialmente en especies arrosetadas.
Las giberelinas regulan el crecimiento de los frutos. Las uvas sin semillas crecen más pequeñas que las uvas con semillas. La eliminación de las semillas de uvas muy jóvenes impidió el crecimiento normal de los frutos, lo que permitió concluir que las semillas producen un regulador del crecimiento del fruto. Luego se demostró que al asperjar uvas jóvenes sin semillas con una solución de giberelina, estas crecen tan grandes como las que tenían semillas. Actualmente se asperjan las uvas sin semillas, para que crezcan grandes y apetecibles. Estudios posteriores mostraron que las semillas en desarrollo producen giberelinas.
               Las giberelinas rompen la latencia de las semillas que requieren bajas temperaturas (termoperíodo) o luz para germinar (fotoperíodo), como es el caso de las semillas de aliso (Alnus acuminata) en que 5 ppm de giberelina sustituye el requerimiento de luz. En algunas semillas, las giberelinas estimulan la actividad de enzimas hidrolasas que promueven la movilización de las reservas del endospermo durante el proceso de germinación. 
fuente: http://iescarin.educa.aragon.es/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%206/6%20-%20Capitulo%2038.htm
           La mayor actividad de las giberelinas se presenta en tejidos jóvenes de rápido crecimiento, como hojas, yemas, y semillas y frutos en desarrollo.Asi mismo estimula la germinación y el desarrollo del tubo polínico de algunas especies, como los lirios.
            El transporte se realiza a través del floema y no muestra polaridad.
Las giberelinas interactúan con la auxina controlando el alargamiento del tallo. 



ETILENO

             El etileno o eteno, es un gas que regula la maduración de frutos. Se ha descubierto que la cercanía de frutos maduros como naranjas o manzanas acelera el proceso de maduración de otros frutos, como tomates y cambures. Es importante cuando se transportan y mercadean frutos, regular la producción de etileno con el propósito de retardar el proceso de maduración. El agricultor que requiere madurar con premura cambures o plátanos para su mercadeo, utiliza carburo de calcio, el cual libera al humedecerse acetileno que luego se convierte en etileno, acelerando el proceso de maduración.
            El etileno se forma en la mayoría de los órganos de las plantas superiores, aunque los tejidos en fase de envejecimiento y frutos en maduración producen más etileno que los tejidos jóvenes o maduros. El amino ácido metionina es el precursor de la síntesis del etileno.
           El etileno no solamente regula la maduración de frutos, sino los fenómenos asociados con el envejecimiento de flores y hojas, la abscisión de hojas y frutos; así como el desarrollo de los pelos radicales y crecimiento de plántulas. También regula la expresión de los genes de la maduración de frutos y de la patogenecidad.
        El etileno induce la formación de aerenquima en raíces bajo condiciones de inundación.
          La preservación de frutos almacenados se alarga utilizando una atmósfera controlada, con baja concentración de CO2 (3 a 5 %) y bajas temperaturas, que inhiben la síntesis de etileno.
          El etileno es una de las hormonas más utilizadas en agricultura, pero como es un gas es difícil su aplicación; sin embargo se han sintetizado compuestos químicos que liberan etileno, como el Etefon (ácido 2-cloroetil fosfónico) conocido también como Etrel, el cual acelera la maduración de manzanas, tomates, cítricas, sincroniza la floración y fructificación en piñas y acelera la abscisión de flores y frutos. 




ACIDO ABSCÍSICO (ABA)

Es una hormona que se encuentra en todas las plantas superiores y musgos, regula el crecimiento y la apertura estomática especialmente cuando las plantas están sometidas a estrés ambiental. Otra función importante es la regulación de la maduración y latencia de semillas.
          ABA es transportado en la planta tanto por el xilema como por el floema, pero es más abundante en la savia floemática. Durante las condiciones de estrés provocada por la sequía las raíces sintetizan ABA, que se transporta por el xilema hacia las hojas que responden con el cierre estomático reduciendo la transpiración.
  • ABA mantiene la latencia de las yemas durante el invierno.
  • Inhibe la germinación de las semillas.
  • Inhibe el alargamiento del tallo.
  • Se le denomina la hormona del estrés de las plantas, ya que se acumula cuando las plantas son privadas de agua.
  • Regula el intercambio de gas y vapor de agua entre la planta y el medio ambiente al regular la apertura estomática.
           La síntesis de ABA se realiza tanto en cloroplastos como en otros plastidios. En las plantas superiores su biosíntesis se realiza siguiendo la ruta de los terpenos. 



BRASINOESTEROIDES (BR)

Son un grupo de hormonas esteroideas polihidroxiladas que juegan un papel importante en fenómenos de desarrollo de las plantas, como son: división y alargamiento celular de tallos y raíces, fotomorfogénesis, desarrollo reproductivo, envejecimiento foliar, respuestas al estrés y germinación. 


Los brasinoesteroides se encuentran presentes en las plantas a muy bajas concentraciones, sin embargo tienen un fuerte efecto como promotores del crecimiento, estimulando tanto la división como el alargamiento celular. Estos actúan conjuntamente con otras hormonas vegetales en la regulación del crecimiento y la diferenciación. Una planta mutante de Arabidopsis es enana, ya que no sintetiza brasinoesteroide; sin embargo al aplicarle brasinoesteroide artificialmente, la planta se alarga y empieza a crecer normalmente, indicando que este es esencial para el alargamiento celular en plantas normales.

BR juega un papel importante en el desarrollo celular, promoviendo la diferenciación del xilema y suprimiendo la del floema. Promueve el desarrollo del tubo polínico desde el estigma y a través del estilo hasta el saco embrionario. Asi mismo, promueve la germinación de semillas de tabaco, independientemente del ácido giberélico. 


ACIDO JASMÓNICO (AJ)

         La defensa de las plantas contra los herbívoros surge como una respuesta al daño ocasionado por insectos. Los insectos que se alimentan de las hojas de tomate dañan las células, conduciendo a la formación de una hormona polipeptídica la sistemina, lo que dispara la formación de otra hormona el ácido jasmónico como producto de la degradación de ácido linolenico, que es un ácido graso constituyente de la membrana celular. El ácido jasmónico entra en el núcleo de la célula, donde activa genes que programan la síntesis de un inhibidor de proteasas, lo que ocasiona que el insecto no pueda digerir las proteínas, retardando su crecimiento y provocando su muerte.
        El ácido jasmónico se sintetiza a partir del ácido linolenico mediante la acción de enzimas que se encuentran en dos organelos celulares, los cloroplastos y los peroxisomas. El AJ activa la defensa de las plantas contra insectos y muchos hongos patógenos. Así mismo, regula otros aspectos del crecimiento de las plantas como son: el desarrollo de las anteras y el polen. Promueve la senescencia y abscisión de hojas, inhibe la germinación de semillas y el alargamiento de las raíces.
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POLIAMINAS

         Son compuestos que tienen dos o más grupos aminos y son importantes para la vida vegetal. Ejemplos que tienen actividad biológica son:
  • Putrescina: H2N-(CH2)4-NH2
  • Espermidina : H2N-(CH2)3-NH--(CH2)3- NH2
  • Espermina: H2N-(CH2)3-NH--(CH2)3- NH-(CH2)3-NH2
Se originan a partir del amino acido arginina.
         Las concentraciones de poliaminas aumentan durante la división celular.
Efectos fisiológicos:
  • Favorecen la floración.
  • Incrementan la tolerancia al estrés.
  • Promueven la división celular.
  • Estimulan la senescencia en hojas cortadas.

miércoles, 3 de diciembre de 2014

Composición y clasificación de las Gasolinas.


Las gasolinas son los primeros combustibles líquidos que se obtienen del fraccionamiento del pretróleo. Tienen componentes hidrocarbonados de C4 a C10y una temperatura de destilación de entre 30 y 200ºC. Los principales componentes que presenta son un amplio grupo de compuestos hidrocarbonados, cuyas cadenas contienen hasta 10 átomos de carbono. Podemos tener en ella casi todos los compuestos hidrocarbonados que sean téoricamente posibles, como parafinas, cicloparafinas, ciclohexánica, ciclobencénicos,..., al menos en pequeños porcentajes. La fracción principal, sin embargo, va a estar formada por pocos componentes y con muchas ramificaciones, que son los que van a aumentar el octanaje.
De C5 a C9 predominan las 2 metilisómero (CH3) como sustituyente. En cuanto a los compuestos ciclobencénicos, están el tolueno, dimetil benceno, xilenos.
Lo que ocurre es que según la procedencia del crudo de petróleo, las fracciones gasolina pueden variar la composición (ramificación de los compuestos). Existen, sin embargo, una serie de reglas generales:
  • Dentro de una fracción gasolina, los 5 tipos de componentes que pueden estar presentes son:
    • Parafinas normales o ramificadas
    • Ciclopentano
    • Ciclohexano
    • Benceno y sus derivados
  • Dentro de una clase de gasolinas, la cantidad relativa de los compuestos individuales son de la misma magnitud
  • La relación entre el contenido en parafinas normales y ramificadas suele tener un valor constante

Clasificación

  • Respecto a su procedencia: Existen 3 clases de gasolinas
    • Gasolinas naturales: Es aquella que se produce por separación del gas natural o gas de cabeza de pozo. La composición de esta gasolina varía con respecto al gas natural que lo acompaña. El contenido en hidrocarburos es más bajo que la gasolina de destilación
    • Gasolinas de destilación directa: Fracción que se obtiene al destilar el crudo de petróleo a presión atmosférica. No contiene hidrocarbonados no saturados de moléculas complejas aromático-nafténicas, puesto que presentan puntos de ebullición más altos que el límite superior del intervalo de ebullición de la gasolina
    • Gasolina de cracking o refinado: Esta sale a partir de una fracción de corte alto que se somete a otro proceso (cracking), el que se rompen las moléculas más grandes en otras más pequeñas, obteniendo así moléculas que entran dentro de la fracción gasolina. La composición ya no va a ser tan homogénea con en las dos anteriores, y va a depender de la composición incial y del proceso utilizado
  • Según su utilización
    • Según su utilización las gasolinas se dividen en gasolinas de automoción y gasolinas de aviación

Gasolinas de automoción. Propiedades más importantes

Las gasolinas de automoción se emplean en los motores de automóviles, de 4 tiempos, encendido por chispa, válvula de trabajo y carburador de aire. También se usa en motores de 2 tiempos y con otro tipo de válvulas. A veces también se inyecta.
La gasolina empleada debe poseer dos características muy importantes:
  • combustibilidad en el aire
  • volatilidad
Para asegurar la volatilidad hay que tener en cuenta las propiedades y composición del combustible, diseño del motor y materiales con los que está fabricado. La eficaz utilización de un combustible en un motor depende del diseño del motor (para que haya un mayor rendimiento), de la preparación del combustible para que el motor tenga mayor potencia y rendimiento. Para que esto se cumpla la gasolina que sale directamente de la destilación no tiene estos requisitos, por lo que necesita un tratamiento posterior para que se cumplan esos objetivos. Se deben añadir
aditivos y otros elementos.
La combustión de una gasolina es como la de cualquier combustible líquido, en la cual se va a generar calor y desprender gran cantidad de energía.
La volatilidad se estudia de acuerdo a la curva de destilación ASTM. La volatilidad de una gasolina se defina como la tendencia a pasar a fase vapor en una condiciones determinadas. Para una gasolina concreta nos interesa conocer:
IBP (PIE): punto inicial de ebullición
PFE: punto final de ebullición
punto en el que se recoge: 10% destilado
20% destilado
50% destilado
% total de residuo
% total pérdidas
En el BOE, para la gasolina 97NO nos interesa, además, conocer los siguientes datos:
% recogido a 70ºC
% recogido a 100ºC
% recogido a 180ºC
El estudio de la curva de destilación nos dice como se va a comportar el combustible, la gasolina en este caso, cuando lo metamos en un motor. La gasolina debe tener un punto de destilación bajo, para permitir un buen arranque en frío. Pero después está lo de la presión de vapor Reid. Una excesiva producción de vapor puede producir untapón de vapor (producción excesiva de vapor a 37,8ºC), de manera que se impide que pase el vapor combustible a la cámara de combustión.
Hay que limitar el punto final de la destilación, porque si el punto final de destilación está muy alto, querrá decir que hay compuestos hidrocarbonados con más de 10 átomos de carbono en una proporción más alta de lo esperado. Conviene que haya poca proporción de hidrocarburos largos, y es por ello que hay que limitar la temperatura final de destilación. Los hidrocarburos más pesados crean las colas, que son perjudiciales, y por ello se limita el porcentaje que puede haber en combustión.

Estabilidad al almacenamiento

Se evalúa por la tendencia que presenta la gasolina a formar gomas. Las gomas son residuos que se forman durante el almacenamiento de las gasolinas cuando parte de sus componentes se han evaporado. Esta evaporación ha transcurrido en contacto con aire y con metales. Estas gomas corresponden a compuestos originales por la oxidación y polimerización de las olefinas (Olefinas≡alquenos, parafinas≡alcanos) y de las gasolinas. Los problemas que pueden originar estos residuos puesen estar en elsistema de combustible o en el motor:
  • Sistema de combustible: Se deposita como residuo resinoso en la zona caliente de la toma de admisión. Si el residuo se quedara en los vástagos de las válvulas de admisión, incluso puede bloquear su funcionamiento. Si se va aumentando el residuo en capas, puede desprenderse y obturar el sistema de aspiración y filtros
  • Motor: Obstruye las válvulas. Si se deposita en el colector puede llegar a dar humos en el tubo de escape (pérdida de potencia)
Todo esto se agrava si la gasolian es de cracking y no está bien tratada. Un proble añadido es la propia degradación del combustible, lo que puede llevar a una disminución del nivel de octano, dando mal funcionamiento al motor.
Las gomas se clasifican en:
  • Actuales: Son aquéllas que están presentes en un momento dado. Pueden dar residuos en el sistema de inducción. Se trata de mirar como se evapora la gasolina cuando hacemos incidir sobre ella agua recalentada a 160ºC
  • Potenciales: Igual que las actuales, pero en condiciones oxidantes
Tanto las gomas actuales como las potenciales deben estar limitadas para evitar problemas.

Octanaje

Es la medida de la tendencia de la gasolina a la detonación (sonido metálico que percibimos acompañado de recalentamiento, pérdida de potencia). Nos sirve el octanaje para clasificar las gasolinas. Para medirlo se usa un motor de dimensiones especificadas, monocilíndrico, en el que se puede variar su relación de compresión. La escala empleada para la medida del octanaje es totalmente arbitraria pero con dos punto de referencia:
  • Comportamiento del hepteno: índice 0
  • Comportamiento del iso-octano: índice 100
El nº de octano es el porcentaje de iso-octano en una mezcla de heptano e iso-octano que presenta las mismas características detonantes que el combustible que estemos ensayando.
Existen dos procedimiento para medir el índice octano:
  • Método Motor D-2700: Se mide el comportamiento de un motor a ‘gran’ velocidad
  • Método Research D-2699: Se mide el comportamiento de un motor a baja velocidad
Para las gasolinas de automoción hay tres números de octano:
NOM: Número de octano MOTOR
NOR: Número de octano RESEARCH
RON (RDON): Número de octano en carretera
Como son todas escalas arbitrarias no coinciden los valores entre ellas. Sin embargo, existen relaciones entre las distintas escalas. Se han definido las siguientes magnitudes:
Sensibilidad: S=NOM-NOR
Deprecación en carreterea: D=RDON-NOR

Variación del número de octano:

Los hidrocarburos de cadena ramificada y corta van a tener NOR y NOM muy altos, tanto si son saturados como su presentan dobles enlaces en las moléculas.
Los hidrocaburos aromáticos (cíclicos) también presentan NOR y NOM altos
Los hidrocarburos lineales tienen NOR y NOM bajos
Las cicloparafina y naftnénicos (CH2)N, tienen el número de octano NOR y NOM en una escala intermedia.
Hay que decir que el número de octano no está en proporción con el funcionamiento del motor. El número de octano que va a presentar una gasolina dependerá de la naturaleza y del tipo de cadena que tengan los hidrocarburos. Conviene hidrocarburos con cadenas ramificadas, porque dan mejor número de octano.
Hay una serie de aditivos que nos permiten mejorar el índice de octano de una gasolina, ya que el octano inicial de la curva de destilaciñon no es normalmente suficiente. Los primeros productos ensayados para adicionar a la gasolina fueron el tetraetilo de plomo, el problema está en los residuos que provoca. Se buscaron sustitutos como el plomo tetrametilo. Pero la tendencia actual está en sustituir estos compuestos de plomo por compuesto oxigenados:
Alcoholes: etanol, metanol
Metil: metanol
MTBE
ETBE
TAME
DIPE
Se suele usar varios detonantes a la vez para consiguir las mismas propiedades que se conseguían con el plomo; sin embargo, por ahora el rendimiento no ha llegado a se tan bueno como de los compuestos derivados del plomo.

Gasolinas de aviación

Cada vez tienen menos utlización, debido a la mayor generalización de los turborreactores. La gasolina de aviación es análoga a la de automoción, con la salvedad de que requiere octanjes superiores a 100, ya que se requiere mucha potencia. Para medir el octanaje se usa como patrón una mezcla de iso-octano y plomo tetraetilo. El octanaje será 100 más la cantidad de plomo tetraetilo añadido.
Existen dos escalas para medir el octanaje de la gasolina de aviación:
NOM: D-2700
NOP: D-909 (nº de octano de funcionamiento -performing-)
En los aviones, los depósitos van debajo de las alas, y que como suelen volar a altitudes donde las temperaturas son bajas, es muy importante controlar la volatilidadde las gasolinas, para que haya un buen arranque en frío, y también para que la respuesta sea buena: que no se produzca el tapón de vapor, que en el aire podría ser fatal.
Otra característica importante es el punto de cristalización, que es la temperatura a la cual se obtiene el primer compuesto de parafina. La formación de cristales de parafina pueden obturar válvulas de admisión (ver esquema de dispositivo de obtención de punto de cristalización)
Los sólidos totales también pueden llegar a obturar la válvula de suministro del combustible.
La explosividad es una característica que va ligada a los componentes de la fracción y a la volatilidad. Se debe evitar la formación de mezclas explosivas, sobre todo durante el almacenamiento.
La estabilidad al almacenamiento se refiere a la formación de gomas. Es igual que en las gasolinas de automoción, pero varían los límites numéricos. Un problema añadido que se presenta aquí es debido al alto contenido en TEL, lo que puede llevar a una variación de octano por degradación del TEL.
Contaminación por el contenido en Pb: El plomo presenta problemas de contaminación. Además, el TEL es un producto muy tóxico para el hombre, por lo que el personal que maneja el producto debe estar lo mejor entrenado posible.
Contaminación: Se produce sobre todo en los transportes (petroleros,...), cuando se introduce en un tanque mal limpiado un combustible diferente al que había. Esto puede provocar la variación de las propiedades del combustible e incluso su inutilización.