AUTORES:

- Sergio Quintana - Samuel Planchadell - Gaspar Bustamante

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ÍNDICE

Armas Biológicas -Definición -Clases de armas -Bacterias -Virus -Toxinas -Función -Formas de dispersión -Creadores -Características de las armas biológicas

Nanobots, el futuro de la Biorobótica -Definición -Introducción -Historia y definiciones -Avanzando hacia lo microscópico -¿Cómo fabricar tu propio nanobot?

Noticias

Bibliografía

ARMAS BIOLÓGICAS

  Descripción General

Definición

Las armas biológicas son organismos o toxinas que pueden matar o incapacitar a la gente, el ganado y las cosechas. Los tres grupos básicos de agentes biológicos que con mayor probabilidad se utilicen como armas son bacterias, virus y toxinas.

Clases de armas

1. Bacterias. Las bacterias son organismos microscópicos que viven libremente y que se reproducen por división simple y son fáciles de cultivar. Las enfermedades que producen a menudo responden al tratamiento con antibióticos.

 2. Virus. Los virus son organismos que requieren células vivas para reproducirse y dependen íntimamente del cuerpo que infectan. Los virus producen enfermedades que por lo general no responden a los antibióticos. No obstante, las drogas antivirales a veces son eficaces. Han existido programas de investigación genética para producir las llamadas quimeras, virus recombinados que tienen las características de varios antecesores.

 

 3. Toxinas. Las toxinas son sustancias venenosas que se encuentran y se extraen de plantas, animales o microorganismos vivos; algunas toxinas pueden producirse o alterarse por medios químicos. Algunas toxinas pueden tratarse con antitoxinas específicas y drogas selectas.

 

Función

Las armas biológicas son utilizadas para causar daño a las personas, de igual manera son utilizadas para matar, incapacitar e impedir seriamente a un enemigo. Así como también pueden dañar a los animales y los alimentos que consumimos día a día.

Formas de dispersión

La mayoría de los agentes biológicos son difíciles de cultivar y mantener. Muchos se descomponen rápidamente cuando están expuestos a la luz solar y otros factores del medio ambiente, mientras que otros, tales como las esporas de ántrax, tienen una vida larga. Pueden dispersarse rociándolos en el aire o infectando a los

animales que transmiten la enfermedad a los humanos a través de la contaminación de los alimentos y el agua.

La dispersión de este tipo de armas es también compleja, dada la fragilidad de los entes vivos que la componen, y suele realizarse de las siguientes formas:

Aerosoles – Agentes biológicos que se dispersan en el aire, formando un rocío fino que puede extenderse por millas, normalmente lanzados desde aviones o mediante bombas o misiles. Inhalar el agente puede causar enfermedades en las personas o los animales. Este es el método militar estándar.

Animales – Algunas enfermedades se propagan por medio de insectos y animales, tales como pulgas, ratas, moscas y mosquitos. Deliberadamente propagar enfermedades a través del ganado también se denomina agro-terrorismo.

Contaminación de los alimentos y el agua – Algunos organismos y toxinas

patogénicas pueden persistir en los suministros de agua y alimentos, o ser arrojados deliberadamente a los mismos. La mayoría de los microbios pueden matarse y las toxinas pueden desactivarse cocinando los alimentos e hirviendo el agua.

En los Estados Unidos, a finales de 2001, esporas de ántrax (siendo este su nombre americano, en España es conocido con el nombre de Carbunco), Estas esporas son elaboradas en forma de un polvo blanco fueron enviadas por correo a personas del gobierno y los medios de comunicación. Las máquinas de clasificación de la correspondencia postal y abrir las cartas dispersó las esporas en forma de aerosoles. Ocurrieron algunas muertes como resultado de esto. El efecto era interrumpir el servicio de correos y causar pánico general entre el público con respecto al manejo de la correspondencia entregada.La propagación de persona a persona de algunos agentes infecciosos también es posible. Los humanos han sido la fuente de infecciones de viruela, peste bubónica y los virus Lassa.

 Creadores

Los verdaderos inventores de la guerra química fueron los cazadores que empleando el humo producido por ramas verdes e hierbas húmedas obligaban a los animales salvajes a abandonar sus cuevas. Esto fue seguramente adoptado también en ataques contra otros hombres. Para volver más eficaces estos humos fueron agregando sobre las hogueras sustancias distintas como por ejemplo resinas vegetales, grasas animales etc

 Características de las armas biológicas

Armas biológicas anti-personales

Las características ideales de las armas biológicos que tienen como objetivos a los seres humanos son una infectividad alta, alta potencia, disponibilidad de vacunas y lanzamiento como un aerosol.

Las enfermedades que son más probables de ser consideradas para uso de armas biológicas compiten debido a su letalidad (si son lanzadas eficientemente) y robustez (al hacer factible el lanzamiento por aerosol).

Por su parte, los agentes biológicos usados en armas biológicas pueden ser fabricados a menudo con rapidez y fácilmente. La dificultad principal no es la producción del agente biológico, sino el lanzamiento en una forma efectiva al objetivo vulnerable.Por ejemplo, el anthrax es considerado un agente efectivo por varias razones. En primer lugar, forma esporas fuertes, perfectas para su dispersión en aerosoles. En segundo lugar, las infecciones neumonales (de pulmón) producidas por el anthrax usualmente no causan infecciones secundarias en otras personas. Luego, el efecto del agente queda usualmente confinado al objetivo. Una infección neumonal causada por el anthrax empieza con los síntomas de un resfrío ordinario y rápidamente se vuelve letal, con una tasa de mortalidad del 90% o mayor.

Finalmente, el personal amigo puede ser protegido con antibióticos adecuados. Un ataque masivo que utilice anthrax requeriría la creación de partículas de aerosol de 1,5 a 5 micrometros. Si fuera muy grande el aerosol sería filtrado por el sistema respiratorio. Mientras que si fuera muy pequeño, el aersolo sería inhalado y exhalado. Asimismo, a este tamaño, los polvos no conductivos tienden a aglutinarse y adherirse debido a las cargas electrostáticas, lo cual impide la dispersión. Por ello, el material debe ser tratado para aislar y descargar las cargas. El aerosol debe ser lanzado de forma que ni la lluvia ni el sol lo descomponga y el pulmón humano pueda ser infectado. Estas son solo algunas de las dificultades tecnológicas que existen. Las enfermedades consideradas para ser usadas como armas, o conocidas por ser utilizadas como tales, incluyen el anthrax (TR), ébola, virus de Marburgo, plaga (LE), cólera (HO), tularemia (SR & JT), brucelosis (US, AB & AM), fiebre Q (OU), Fiebre hemorrágica boliviana, Coccidioidomicosis (OC), Muermo (LA), Melioidosis (HI), Shigella (Y), Fiebre de las Montañas Rocosas(UY), tifus (YE), Psitacosis(SI), fiebre amarilla (UT), encefalitis japonesa B(AN), fiebre de Rift Valley (FA) y la viruela (ZL).[1] Toxinas surgidas naturalmente que pueden ser usadas como armas, incluyen ricina (WA), SEB (UC), Toxina botulínica (XR), saxitoxina (TZ) y muchas micotoxinas. Los organismos que causan estas enfermedades son conocidos como agentes selectos. En Estados Unidos, su posesión, uso y transferencia son regulados por el Programa Agente Selecto del Centro de Control y Prevención de Enfermedades

Armas biológicas anti-agrícolas

Las armas biológicas también pueden tener como objetivo plantas específicas para destruir cultivos o desfoliar vegetación. Estados Unidos y el Reino Unido descubrieron reguladores de crecimiento de las plantas (i.e., herbicidas) durante la Segunda Guerra Mundial e iniciaron un programa de armas herbicidas que fue utilizado eventualmente en Malasia y Vietnam en la contrainsurgencia. Aunque los

herbicidas son químicos, a menudo son agrupados con las armas biológicas como bioreguladores de manera similar a las biotoxinas.

Estados Unidos desarrolló su capacidad de destrucción de cultivos durante la Guerra Fría que usó bioherbicidas para enfermedades de plantas o micoherbicidas para destruir la agricultura del enemigo. Se creía que la destrucción de la agricultura del enemigo en una escala estratégica podía frustrar la agresión sino-soviética en una guerra general. Enfermedades tales como la ráfaga de trigo y la ráfaga de arroz pueden ser convertidas en armas cargando tanques con sprays aéreos y bombas de rácimo para lanzarlas a aguas enemigas que rieguen regiones agrícolas para iniciar epifitótica (epidemias entre las plantas). Cuando Estados Unidos abandonó su programa de armas biológicas ofensivas en 1969 y 1970, la vasta mayoría de su arsenal biológico estaba compuesto de estas enfermedades de plantas.En la década de 1980, el ministerio soviético de Agricultura desarrolló exitosamente variantes de Glosopeda y Peste bovina contra vacas, fiebre porcina africana para cerdos y Psitacosis para matar pollos. Estos agentes eran preparados para ser rociados desde tanques acoplados a aviones desde cientos de kilómetros. El programa secreto fue nombrado "Ecología.”

Atacar animales es otra área de las armas biológicas que tiene como propósito eliminar recursos animales que podrían ser utilizados como transporte o comida. En la Primera Guerra Mundial, agentes alemanes fueron arrestados en un intento por inocular animales con anthrax y se creía que eran responsables de bortes de muermo en caballos y mulas. Los británicos contaminaron pasteles con anthrax en la Segunda Guerra Mundial como un medio potencial de atacar ganado alemán, pero nunca usaron esta arma.

Sin conexión con las guerras, los seres humanos han introducido deliberadamente la enfermedad de conejos Mixomatosis, originaria de Sudamérica, a Australia y Europa, con la intención de reducir la población de conejos, lo que ha tenido resultados devastadores pero temporales, con poblaciones de conejos salvajes reducidas a una fracción de su tamaño original, pero los sobrevivientes desarrollaron inmunidad y se incrementaron nuevamente. 

 

Países observados

A pesar de creer que la principal amenaza biológica en la actualidad es la de los grupos terroristas, más que las de los poderes nacionales, la inteligencia estadounidense tiene una extensa lista de naciones sospechadas de poseer o fabricar armamento bacteriológico:

Estados Unidos Bulgaria India Pakistán China Israel Rumania Corea del Norte Irán Rusia Cuba Iraq Sudáfrica Egipto Libia Taiwán México

 

 Nanobots el Futuro de la

Biorobótica 

 

Definición

 También llamado nanoagente, el término nanobot hace referencia a una máquina en la escala de los nanómetros.Los nanobots es la fabricación de máquinas, o robots, de dimensiones nanométricas. De una forma más específica, la nanorobótica se refiere a la todavía hipotética ingeniería nanotecnológica del diseño y construcción de robots. Otra definición, usada algunas veces, es la de una máquina capaz de operar de forma precisa con objetos de escala nanométrica. 

Introducción

 Los nanorobots o nanobots hicieron su estreno en el imaginario colectivo el año 1959, en que el físico teórico Richard Feynman predijo que un día sería posible construir máquinas tan diminutas que estarían formadas de sólo unos pocos miles de átomos. Posteriormente en la novela de 1987, “Engines of Creation”, Eric Drexler describe nanobots capaces de destruir células cancerígenas, recoger radicales libres o reparar el daño sufrido en los tejidos celulares.De ahí en más, la literatura y el cine ha incluido estos pequeños robots a destajo para hacer fantasear a los hombres de cómo será el futuro conviviendo con ellos.Pero, ¿realmente existe esta tecnología? ¿Realmente podemos soñar en un futuro cercano, rodeado de estas máquinas invisibles?Esto promete ser el próximo paso en la evolución de la técnica humana. Una revolución que simplemente no va a pasar desapercibida. Utilidades son miles, que van desde curación de enfermedades antes fuera del alcance médico hasta reemplazo de los actuales fármacos, como pequeños guardianes de nuestro metabolismo. Pero como toda nueva tecnología, puede ser usada para fines no muy nobles o pueden salirse de control.

 

  Historia y definiciones

“Los Ensambladores Moleculares traerán una revolución sin paralelo desde el desarrollo de los ribosomas, los Ensambladores primitivos en la célula. La

Nanotecnología resultante puede ayudar a la vida a esparcirse fuera de la Tierra – un paso sin paralelo desde que la vida salió más allá de los océanos; permite a

nuestras mentes renovarse y rehacer nuestros cuerpos – un paso sin ningún tipo de paralelo.”-Eric Drexler, Engines of Creation

 ¿Qué es lo primero que se viene a la mente cuando alguien nombra el concepto de nanorobots o nanobots? Pequeños robots con forma de nave espacial o submarino navegando por nuestro cuerpo en busca de su objetivo. Algo así como: “Querida, encogí a los niños”, pero querido encogí a mi médico y me lo inyecté para que me cure mi mal de ojo.Bueno, al menos esa es la idea que se nos viene a la mente, pero la realidad dista mucho (como siempre) del concepto que se maneja actualmente en los círculos más serios de la ciencia. Como siempre pasaremos a revisar un poco la historia, como se construyó esta idea y su desarrollo hasta el estado actual.El señor Drexler, anteriormente citado, escribió la novela, basándose en algunas ideas previamente expuestas por el físico Richard Feynman. En ella habla de un nuevo concepto en la ciencia ficción y lo que se transformó en un objetivo real para muchos investigadores que creyeron en su realización: los nanorobots o “Ensambladores”. Lo que trató de explicar en su momento como pequeñas fábricas que tenían la capacidad de construir o destruir moléculas en base a elementos circulantes en el torrente sanguíneo, lo que originalmente llamó “Ensambladores moleculares” como una referencia a una estructura que existe en el interior de cada célula de todo ser vivo llamado “Ribosoma” que son los “ensambladores” naturales y los encargados de crear proteínas complejas a partir de aminoácidos que entran a las células

 

Avanzando hacia lo microscópico.

No es tan fácil caminar por el camino de la miniaturización, y eso lo sabemos más que bien. Cada día nos alegramos al escuchar que tal o cual fabricante de chips para computadores pasó a un proceso de producción más pequeño, reduciendo así la cantidad de energía usada, calor producido y permitiendo la incorporación de más transistores en el mismo espacio. Pero cada paso es una transición de muchos meses y el recorrido hasta el momento actual ha sido de varios años.Lo mismo pasa con la nanotecnología. Recién comienza a ver sus primeras luces a medida que los procesos se han hecho lo suficientemente pequeños y nuevos materiales han aparecido para ayudar en la fabricación de esta tecnología.El primer paso hacia esta tecnología fue la creación de una molécula artificial. En el año 1985, Smalley y colaboradores, de la Universidad de Rice, observaron que condensando Carbono vaporizado en un medio inerte, este formaba estructuras perfectamente esféricas de 60 átomos. Estas moléculas fueron bautizadas como “Buckyballs” y constituye el descubrimiento que sentó las bases de la nanotecnología, algo que le valió al grupo el Premio Nobel de Química 1996. Esto era un inicio muy rudimentario en la técnica de fabricación de nanomateriales, y digo rudimentaria hasta casi azarosa, ya que fue una reacción planificada pero espontánea y no controlada.

En el año 1986 se dio un nuevo salto en la nanotecnología y se creó el primer microscopio con capacidad atómica. Toda una revolución en el entendimiento de este mundo microscópico que antes sólo se podía teorizar. Ahora se podía ver cada uno de esos átomos.Desde ahí comenzó la carrera por manipularlos a nuestro antojo y fue así como recién en 1989, Don Eigler, trabajando para IBM, logró la primera manipulación a nivel atómico. Logró disponer átomos de Xenón sobre una placa de Níquel formando la palabra IBM.

Fue entonces cuando muchos científicos se dieron cuenta que esto realmente funcionaba y les abría un campo infinito de posibilidades. Pero claramente no en el sentido que quiso comunicar Drexler en su libro, sino de una forma mucho más práctica. Y así fue como en 1991, un equipo de científicos de NEC crearon los primeros nanotubos. Estos pueden ser usados como conductores eléctricos o para formar fibras de varios miles de nanotubos de grosor, lo que le confiere una resistencia nunca antes vista en algún otro material.

 ¿Como fabricar tu propio Nanobot?

El primer paso para crear algo, es entenderlo. En los últimos años se ha avanzado enormemente en muchos de los campos necesarios para crear esta tecnología. La genética, la bioquímica, la física y la ingeniería son los pilares para la creación y el desarrollo de la nanotecnología.Gracias al estudio del ADN se puede comprender que es lo que necesitamos para “lo normal” y que es lo que se altera, por lo que se puede comprender qué es lo que debemos cambiar.Los avances en nanomateriales han posibilitado la construcción de nuevas combinaciones sintéticas que son necesarias para dar vida a estos “robots”.A pesar de que el desarrollo de los Nano-robots no es un camino lineal, las primeras piedras en el camino fueron: ¿Con que materiales los fabricamos? ¿Como los hacemos funcionar? ¿Como los movemos?

¿Con que materiales los fabricamos?

Es importante entender que necesitamos fabricar un “dispositivo-robot” que mide micrómetros y que debe contar con ciertas propiedades mínimas para funcionar adecuadamente. Si nos ponemos a pensar, ¿qué material conocemos muy bien y que tenga la capacidad de ser un semiconductor?, rápidamente aparece ante nuestros ojos el muy popular y nunca bien ponderado Silicio. Presente en cada componente

electrónico, es un material bien estudiados gracias a sus propiedades. Pero cuando compite con materiales orgánicos se queda muy atrás. El enlace que se establece entre dos átomos de Carbono es mucho más potente que el que se establece entre dos átomos de Silicio, por lo que cualquier material construido en base a Silicio sería muy inestable y no nos serviría para nuestro proyecto.

Fue así como se encontró una nueva combinación: Silicio y Oxígeno. Sus principales ventajas son: Su fuerte enlace bidireccional covalente. La facilidad con que se puede polimerizar para formar estructuras 3D (Tecosilicatos). Su alta resistencia y estabilidad térmica. Su estabilidad en condiciones oxidantes. Ambos son de los elementos más abundantes en el planeta.

¿Cómo los hacemos funcionar?

Ya tenemos nuestros materiales. Podemos tomar nuestro soldador, nuestro destornillador y martillo y ponernos manos a la obra. El resultado un hermoso y flamante Nanobot. Pero la pregunta lógica es: ¿qué tipo de pilas usa esta cosa?Como explicamos en los conceptos previos el ATP es la energía de nuestro cuerpo y se encuentra por doquier. Entonces a nuestros científicos se les ocurrió la brillante idea de tomar prestado nuestra propia energía para movilizar estos aparatitos.Imaginemos la proteína de ATP como un globo. Al interior se encuentra el preciado combustible que nos permitirá suplir de energía al robot. Para extraer esta energía es necesario una enzima capaz de romper o “pinchar” este globo para que deje escapar la energía.Fue así como se ideó inicialmente una molécula de dos polos. Un polo sintético como motor o hélice y un polo biológico sería una enzima capaz de extraer la energía.Esto fue lo que logró Carlo Montemagno y sus colegas de la Cornell University de Nueva York en el año 2000. El helicóptero “biomolecular” realizado en Cornell mediante el armado de las partes mecánicas superminiaturizadas y moléculas orgánicas, tiene una hélice de un largo de 150 nanómetros que dan ocho vueltas por segundo. A pesar de lograr una tasa de éxito muy baja, fue una brillante primera aproximación a resolver el problema.

 

NOTICIAS

NanorobotsUn nanorobot para realizar operaciones en el cerebro Unos científicos australianos han creado un nanorobot de 250 nanómetros de diámetro, el equivalente al grosor dos o tres pelos, potencialmente capaz de operar el cerebro, como en la película de ciencia ficción "Viaje Fantástico" (Fantastic Voyage), realizado en 1966.

"Buscamos algo que pudiera colocarse en las arterias humanas, en especial ahí donde las tecnologías tradicionales no pueden ser utilizadas", declaró James Friend, del laboratorio de nanofísica de la Universidad Monash en Clayton, en Australia, y co-autor de un estudio publicado en la revista Journal of Micromechanics and Microengeneering. El reto consistía en desarrollar, en un robot tan fino, un motor lo suficientemente potente para poder "remontar a contracorriente" los flujos sanguíneos. El motor del robot ha sido bautizado Proteus, el nombre del submarino miniatura de la película "Viaje Fantástico", a bordo del cual unos médicos y su asistenta, interpretada por Raquel Welch, son reducidos a una talla microscópica para penetrar en la pierna de un espía de la Unión Soviética para salvarle destruyendo el coágulo de sangre de su cerebro. El motor del robot ha sido bautizado Proteus, el nombre del submarino miniatura de la película «Viaje Fantástico»Queda por ver cómo circulará el nanorobot y comprobar que este minúsculo aparato no se pierda por el organismo y pueda ser recuperado. "Será la prueba crucial", admitió James Friend. En las primeras pruebas el nanorobot llevaba una sonda incorporada para poder ser recuperado en caso de avería del motor, pero los científicos tratarán pronto de controlarlo a distancia gracias a ondas de una potencia de entre 2 y 3 vatios. Nanorobots para controlar el colesterol Una pantalla implantada bajo la piel y dirigida por robots del tamaño de unas motas de polvo podría ser la mejor forma de controlar el ritmo cardiaco o el colesterol.

La pantalla dérmica, es todavía una idea teórica, basada en hechos, está siendo trabajada por Robert A. Freitas, Jr., un investigador del Institute for Molecular Manufacturing en Palo Alto, California.

La idea viene del propio trabajo de Freitas escrito en la serie de su libros de nanomedicina ("Nanomedicine"). En estos libros, el analiza la viabilidad de varios sistemas médicos de nanorobótica. La pantalla se basa en nanorobots que no solo trabajan para presentar los datos sino en su recolección.

ARMAS BIOLOGICAS

Estados Unidos destruyó el 60% de sus armas químicas, según una organización pro desarme

La Haya.-  EEUU ha desmantelado el 60 por ciento de sus armas químicas declaradas ante la Organización para la Destrucción de Armas Químicas (OPAQ), según anunció hoy esta entidad, dedicada a la erradicación de ese tipo de armas en todo el mundo.

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(EFE)

Un guardia patrullando la alambrada del Desert Chemical Depot cerca de Tooele, Utah. Consideradas el depósito

químico más grande del mundo, estas instalaciones eliminaron gran parte de sus reservas en los últimos años para

satisfacer en 2012 la fecha límite del tratado internacional de supresión de las armas químicas. EFE/Archivo

El director general de la OPAQ, Rogelio Pfirter, declaró en un comunicado que Estados Unidos "ha demostrado su firme disposición de cumplir con sus obligaciones bajo la Convención al destruir sus armas químicas declaradas en el marco temporal prefijado".

Añadió que en ese proceso "se han mantenido los altos niveles de seguridad, evitando accidentes serios".

Creada en 1997, la OPAQ basa su reglamento en la Convención para la Prohibición de Armas Químicas, según la cual los 188 países que la han suscrito están obligados a desmantelar todo su armamento químico antes de abril de 2012.

Otros países que están ya en un estado muy avanzado en la erradicación de su armamento químico son la India, Libia y Albania, al igual que Corea del Sur.

La Convención para la Prohibición de Armas Químicas, creada en 1993 y en vigor desde 1997, es un tratado internacional destinado a prohibir toda una categoría de armas de destrucción en masa y a velar por la verificación internacional de su destrucción.

Según fuentes de la OPAQ, que es el organismo encargado de aplicar el tratado, "se trata del primer acuerdo de desarme negociado en un marco completamente multilateral, en pro de una mayor transparencia y de su aplicación por igual en todos los Estados Partes".

La OPAQ no tiene potestad para velar por la destrucción de armas químicas en países que no se han unido al Tratado, los cuales no suscriben la obligación de declarar sus arsenales y destruirlos en un plazo determinado de tiempo.

La organización sigue sin contar con importantes Estados como Egipto, Israel, Siria y Corea del Norte.

   

Bibliográfia

www. Wikipedia.es

Documental biotecnología (La 2)

Microsoft Encarta 2009

Microbiología aplicada- Biología 2 Bachillerato

Grandes catástrofes de la historia Parragon Books Ltd