CÁLCULO INTEGRAL ANEXO

Un descubrimiento reciente de grandes zonas de materiales magnéticos en Marte, realizado por la nave espacial Mars Global Surveyor, indica que el planeta una vez tuvo un campo magnético muy parecido al que tiene la Tierra hoy en día. Debido a que los campos magnéticos, en general, actúan para proteger a los planetas de muchas formas de radiación cósmica, este descubrimiento tiene implicaciones importantes para

las posibilidades de encontrar evidencia de vida pasada en la superficie marciana. El estudio del campo magnético antiguo también proporciona información importante sobre la estructura interior, la temperatura y la composición de Marte en el pasado. La presencia de campos magnéticos también sugiere que una vez Marte fue un planeta más dinámico como

la Tierra de lo que es ahora. (Fuente: NASA.)

No se sabe cuáles

son las causas del campo magnético de la Tierra. Como ocurre con muchos fenómenos físicos, conocemos

las propiedades y la existencia del campo, pero no su origen. Por siglos, los marineros han guiado sus barcos con brújulas, cuyo material magnetizado se encuentra en forma natural o puede fabricarse.

En la actualidad, los científicos creen que los movimientos de los iones dentro del centro líquido del planeta causan este fenómeno.

(a) (b)

ANEXO FÍSICA II

Figura 29.2 (a) Una barra de imán suspendida tenderá a permanecer en reposo en una dirección norte-sur.

(b ) Carátula de una brújula.

Cuando cualquier material magnético se suspende de un cordel, gira alrededor de un eje vertical. En la figura 29.2 se ilustra cómo se alinea el imán en una dirección Norte-Sur. El extremo que apunta hacia el Norte se llama el polo norte (N) del imán. Su opuesto, el extremo que ve al sur se llama polo sur (S) del imán. La polarización del material magnético es lo que cuenta para su aprovechamiento como brújula para la navegación. La brújula consiste en una aguja ligera imantada que se apoya sobre un soporte con poca fricción.

Se puede demostrar fácilmente que los polos norte y sur del imán son diferentes. Cuando se acerca al imán suspendido por la cuerda otra barra imantada, como muestra la figura 29.3, los dos polos norte o los dos polos sur se repelen entre sí, mientras que el polo norte de uno y el polo sur de otro se atraen mutuamente. La ley de la fuerza magnética establece que:

Polos magnéticos ¡guales se repelen y polos magnéticos diferentes se atraen.

No existen polos aislados. No importa cuántas veces se rompa un imán por la mitad, cada pieza resultante será un imán, con un polo norte y un polo sur. No se conoce una sola partícula que sea capaz de crear un campo magnético de manera similar a como un protón o electrón crean un campo eléctrico.

Figura 29.3 Los polos iguales se repelen entre sí; los polos diferentes se atraen.

La atracción que ejercen los imanes sobre el hierro no magnetizado y las fuerzas de in teracción que surgen entre los polos magnéticos actúan a través de todas las sustancias. En la industria, los materiales ferrosos que han sido desechados y se arrojan a la basura pueden separarse para reutilizarlos por medio de imanes.

Campos magnéticos

Todo imán está rodeado por un espacio, en el cual se manifiestan sus efectos magnéticos. Dichas regiones se llaman campos magnéticos. Así como las líneas del campo eléctrico fueron útiles para describir los campos eléctricos, las líneas de campo magnético, llamadas líneas de flujo, son muy útiles para visualizar los campos magnéticos. La dirección de una línea de flujo en cualquier punto tiene la misma dirección de la fuerza magnética que actuaría sobre un polo norte imagina rio aislado y colocado en ese punto (véase la figura 29.4a). De acuerdo con esto, las líneas de flujo magnético salen del polo norte de un imán y entran en el polo sur. A diferencia de las líneas de campo eléctrico, las líneas de flujo magnético no tienen puntos iniciales o finales; forman espiras continuas que pasan a través de la barra metálica, como muestra la figura 29.4b. Las líneas de flujo en la región comprendida entre dos polos iguales o diferentes se ilustran en la figura 29.5.

Figura 29.4 (a) Las líneas de flujo magnético están en la dirección de la fuerza que se ejerce sobre un polo norte independiente, (b) Las líneas de flujo cercanas a una barra imantada.

Figura 29.5 (a) Líneas de flujo magnético entre dos polos magnéticos diferentes, (b) Líneas de flujo mag nético entre dos polos iguales

La teoría moderna del magnetismo

En general se acepta que el magnetismo de la materia es el resultado del movimiento de los electrones en los átomos de las sustancias. De ser así, el magnetismo es una propiedad de la carga en movimiento y está estrechamente relacionado con el fenómeno eléctrico. De acuer do con la teoría clásica, los átomos individuales de una sustancia magnética son, en efecto, diminutos imanes con polos norte y sur. La polaridad magnética de los átomos se basa prin cipalmente en el espín de los electrones y se debe, sólo en parte, a sus movimientos orbitales alrededor del núcleo. La figura 29.6 ilustra los dos tipos de movimiento de los electrones. No deben tomarse muy en serio los diagramas de este tipo, ya que aún se ignoran muchos aspec tos relacionados con el movimiento de los electrones. No obstante, creemos firmemente que los campos magnéticos de todas las partículas deben ser causados por cargas en movimiento, y tales modelos nos ayudan a describir tales fenómenos

Figura 29.7 (a) Los dominios magnéticos en un material magnetizado se encuentran orientados al azar, (b) La orientación preferida de los dominios en un material magnetizado.

Los átomos en un material magnético están agrupados en microscópicas regiones magnéticas conocidas como dominios. Se piensa que todos los átomos dentro de un dominio están polarizados magnéticamente a lo largo de un eje cristalino. En un ma terial no magnetizado, estos dominios se orientan en direcciones al azar, como indican las flechas de la figura 29.7a. Se usa un punto para indicar que una flecha está dirigida hacia afuera del papel, y una cruz indica una dirección hacia adentro del papel. Si un gran número de dominios se orientan en la misma dirección, como muestra la figura 29.7b, el material mostrará fuertes propiedades magnéticas.

Esta teoría del magnetismo es muy útil porque ofrece una explicación para gran número de los efectos magnéticos observados en la materia. Por ejemplo, una barra de hierro no mag netizada se puede transformar en un imán simplemente sosteniendo otro imán

cerca de ella o en contacto con ella. Este proceso, llamado inducción magnética, se muestra en la figura 29.8. Las

tachuelas se convierten, por inducción, en imanes temporalmente. Observe que las tachuelas de la derecha se magnetizaron, a pesar de que en realidad no se han puesto en contacto con el imán. La inducción magnética se explica por medio de la teoría del dominio. La introducción de un campo magnético provoca la alineación de los dominios, y eso da por resultado la magnetización.

El magnetismo inducido es, a menudo, sólo temporal, y cuando se retira el campo, los dominios gradualmente se vuelven a desorientar. Si los dominios permanecen alineados en cierto grado después de que el campo se ha eliminado, se dice que el material está permanen temente magnetizado. La capacidad de retener el magnetismo se conoce como retentividad.

Otra propiedad de los materiales magnéticos que se explica fácilmente a la luz de la teoría del dominio es la saturación magnética. Tal parece que existe un límite para el grado de magnetización que experimenta un material. Una vez que se ha alcanzado dicho límite, ningún campo externo, por fuerte que sea, puede incrementar la magnetización. Se piensa que todos sus dominios ya se han alineado.

La constante de proporcionalidad e, que determina el número de líneas dibujadas, es la permitividad del medio a través del cual pasan las líneas.

Se puede realizar una descripción análoga de un campo magnético considerando al flujo magnético O que pasa a través de una unidad de área perpendicular A±. A esta razón B se le llama densidad de flujo magnético.

La densidad de flujo magnético en una región de un campo magnético es el número de líneas de flujo que pasan a través de una unidad de área perpen dicular en esa región.

O (flujo)

B = — (29.2)

Aj_ (área)

La unidad del flujo magnético en el SI es el weber (Wb). La unidad de densidad de flujo debe ser entonces webers por metro cuadrado, que se redefine como tesla (T). Una antigua unidad que todavía se usa hoy es el gauss (G). En resumen,

1 T = 1 Wb/m2 = 104 G (29.3)

" Una espira rectangular de 10 cm de ancho y 20 cm de largo forma un ángulo de 30° res pecto al flujo magnético en la figura 29.10. Si la densidad de flujo es 0.3 T, calcule el flujo magnético O que penetra la espira.

Plan: El área efectiva penetrada por el flujo es la componente del área que es perpendi cular al flujo. Si 6 se elige como el ángulo que forma el plano de la espira con el campo B, esta componente es simplemente A sen 8. La definición del campo B como densidad de flujo se usará para calcular el flujo O que penetra en esa componente de área.

Solución: El área de la espira rectangular es

A = (0.10m)(0.20m) = 0.020m2

A partir de la ecuación (29.2), la magnitud del campo B se define como el flujo por unidad de área perpendicular al campo. Por tanto, escribimos

B =

<5

O = BA sen 6---------o

A sen 6

El flujo magnético en webers se determina por sustitución.

= (0.3 T)(0.02 m2) sen 30°

= 3 X 10“3 Wb = 3 mWb

La densidad de flujo en cualquier punto ubicado en un campo magnético se ve afectada fuertemente por la naturaleza del medio o por la naturaleza del material que se ha colocado en dicho medio. Por esta razón, es conveniente definir un nuevo vector de campo magnético, la intensidad del campo magnético H, la cual no depende de la naturaleza de un medio. En cual quier caso, el número de líneas establecidas por unidad de área es directamente proporcional a la intensidad del campo magnético H. Podemos escribir

B = — = fiH (29.4)

donde la constante de proporcionalidad /x es la permeabilidad del medio a través del cual pasan las líneas de flujo. La ecuación (29.4) es exactamente análoga a la ecuación (29.1), la cual se desarrolló para el caso de los campos eléctricos. Puede pensarse en la permeabilidad de un medio como una característica que constituye la medida de su capacidad para establecer líneas de flujo magnético. Cuanto mayor sea la permeabilidad del medio, más líneas de flujo pasarán a través de la unidad de área.

La permeabilidad del espacio libre (vacío) se denota por /x0 y tiene la siguiente magnitud en unidades del SI:

¡jl0 = 4tt X 1 0 -7 Wb/A • m = 477 X 1CT7 T • m/A

El significado completo de la unidad weber por ampere-metro se verá más adelante. Para su determinación se emplean las unidades de O, A y //d e la ecuación (29.4). Por tanto, en el caso del vacío, se puede escribir así:

B = ¡JUqH Vacío (29.5)

Si un material no magnético, como el vidrio, se coloca en un campo magnético como el que se muestra en la figura 29.11, la distribución del flujo no cambia apreciablemente en re lación con la que se ha establecido para el vacío. Sin embargo, cuando un material altamente permeable, como el hierro dulce, se coloca en el mismo campo, la distribución del flujo se altera considerablemente. El material permeable se puede magnetizar por inducción, lo que da por resultado una mayor intensidad de campo para esa región. Por este motivo, la densidad de flujo B también se conoce como inducción magnética.

Fuerza sobre una carga en movimiento

Investiguemos los efectos de un campo magnético observando la fuerza magnética ejercida sobre una carga que pasa a través del campo. Para estudiar estos efectos, es útil imaginar un tubo de iones positivos como el de la figura 29.13. Dicho tubo nos permite inyectar un ion positivo de carga y velocidad constantes en un campo de densidad de flujo magnético B. Orientando el tubo en varias direcciones, podemos observar la fuerza ejercida sobre la carga en movimiento. La observación más importante es que dicha carga experimenta una fuerza que es perpendicular tanto a la densidad de flujo magnético B, como a la velocidad v de la carga en movimiento. Observe que cuando el flujo magnético se dirige de izquierda a derecha y la carga se mueve hacia donde está el lector, la carga se desvía hacia arriba. Si se invierte la polaridad de los imanes, se provoca que la carga se desvíe hacia abajo.

La dirección de la fuerza magnética F sobre una carga positiva en movimiento con una velocidad v en un campo de densidad de flujo B, puede considerarse mediante la regla del tornillo de rosca derecha (véase la figura 29.14):

La regla de la mano derecha: Extienda la mano derecha con los dedos apun tando en la dirección del campo B y el pulgar apuntando en la dirección de la velocidad v de la carga en movimiento. La palma abierta está de cara a la fuerza magnética F sobre una carga positiva.

Si la carga en movimiento es negativa, la dirección de la fuerza se determina siguiendo el mismo procedimiento pero usando la mano izquierda. De esta manera la dirección de la fuer za magnética es opuesta a la dirección para una carga positiva.

Consideremos ahora la magnitud de la fuerza sobre una carga en movimiento. La experi mentación ha mostrado que la magnitud de la fuerza magnética es directamente proporcional a la magnitud de la carga q y a su velocidad v. El tubo de ion positivo indicará, por medio de mayores desviaciones, si alguno de estos parámetros aumenta.

Se observará una variación no esperada en la fuerza magnética si el tubo del ion se hace girar lentamente respecto a la densidad de flujo magnético B. Como indica la figura 29.15, para una carga dada con velocidad constante v, la magnitud de la fuerza varía con el ángulo

que forma el tubo con el campo. La desviación de la partícula es máxima cuando la velocidad de la carga es perpendicular al campo. Cuando el tubo se hace girar lentamente hacia B, la desviación de la partícula disminuye gradualmente. Por último, cuando la velocidad de la car ga tiene una dirección paralela a B, no ocurre ninguna desviación, lo que indica que la fuerza magnética ha caído hasta cero. Claramente la magnitud de la fuerza es función no sólo de la magnitud de la carga y de su velocidad, sino que también varía con el ángulo 6 entre v y B. Esta variación se explica al establecer que la fuerza magnética es proporcional a la componente de la velocidad, v sen 6, perpendicular a la dirección del campo. (Consulte la figura 29.16.)

Las observaciones anteriores se resumen por la proporcionalidad

F oc qv sen 8

Si se eligen las unidades apropiadas, la constante de proporcionalidad puede igualarse con la densidad de flujo magnético B del campo causante de la fuerza. En realidad, esta proporciona lidad se usa a menudo para definir la densidad de flujo magnético como una razón constante.

Un campo magnético que tenga una densidad de flujo equivalente a 1 tesla (1 weber por metro cuadrado), ejercerá una fuerza igual a 1 newton sobre una carga de 1 coulomb que se mueva en forma perpendicular al campo, con una velocidad de 1 metro por segundo.

F = qvB sen 6 (29.10)

que esla formamás útil para calcular directamente las fuerzas magnéticas.La fuerza F está en newtons cuando la carga q se expresa en coulombs, la velocidad vse mide en metros por segundo y la densidad de flujo B se expresa en teslas. El ángulo 6 indica la dirección de v respecto a B. La fuerza F siempre es perpendicular tanto a v como a B. La dirección de estos vectores puede determinarse por medio de la aplicación de la regla de la mano derecha.

Cuando se representan vectores tridimensionales gráficamente, resulta útil la convención de utilizar cruces (X) para indicar una dirección hacia el papel. Estos símbolos podrían considerarse el “inicio” de las flechas de vector. Usaremos puntos (• ) para indicar puntas de flecha de vector que apuntan hacia fuera del papel. En la figura 29.17 se muestran dos ejemplos de este tipo. Para probar su comprensión del tema, verifique que la fuerza sobre la carga positiva es ascendente y la que la fuerza en la carga negativa se dirige hacia la derecha.

Figura 29 .17 La dirección del campo B se indica por medio de cruces (hacia el papel) y puntos (hacia fuera del papel). Verifique que la dirección de la fuerza sobre la carga positiva sea ascendente y que la dirección de la fuerza sobre la carga negativa se dirija hacia la derecha.

E jemplo 29.2 T Un electrón se proyecta de izquierda a derecha en un campo magnético dirigido vertical mente hacia abajo. La velocidad del electrón es de 2 X 106 m/s, y la densidad de flujo mag nético del campo es 0.3 T. Determine la magnitud y la dirección de la fuerza magnética ejercida sobre el electrón.

Solución: El electrón se mueve en una dirección perpendicular a B. Por tanto, sen 0 = 1 ; resolvemos para la fuerza en la siguiente forma:

F = qvB sen 90° = (1.6 X 10~19C)(2 X 106 m/s)(0.3 T)(l)

F = 9.60 X 10~14N

La aplicación de la regla de la mano izquierda para un electrón muestra que la dirección de la fuerza es hacia afuera de la página, o hacia el lector. (Para una carga positiva como un protón o una partícula alfa, sería hacia adentro de la página.)

Fuerza sobre un conductor por el que circula una corriente

Cuando una corriente eléctrica / circula por un conductor que yace en un campo magnético B, cada carga q que fluye a través del conductor experimenta una fuerza magnética F. Estas fuerzas se transmiten al conductor como un todo, originando que cada unidad de longitud ex perimente una fuerza. Si la cantidad total de carga q pasa a través de la longitud L del alambre (figura 29.17) con una velocidad media v, podemos escribir

La velocidad media para cada carga que recorre la longitud L en el tiempo t es L/t. Entonces, la fuerza neta sobre la longitud completa es

L

F = q ~ B

t

F = qvB

Ahora bien, como I = qlt, reordenamos y simplificamos para obtener

F=ILB

Figura 29 .19 La fuerza magnética sobre un conductor por el

cual circula una corriente. La corriente está dirigida a un ángulo 9 respecto al campo B

Del mismo modo que la magnitud de la fuerza sobre una carga en movimiento varía según la dirección de la velocidad, así la fuerza F sobre un conductor por el que fluye co rriente depende del ángulo 9 que forma la corriente respecto al campo B. En general, si un alambre de longitud / forma un ángulo 9 con el campo B, como se ilustra en la figura 29.19 dicho alambre experimentará una fuerza F dada en newtons por

F = ILB sen 9 (29.11)

Campo magnético de un conductor largo y recto

El experimento de Oersted demostró que una carga eléctrica en movimiento, o una corriente, originan un campo magnético en el espacio que la rodea. Hasta ahora hemos estudiado la fuerza que ese tipo de campo ejercerá sobre un segundo conductor por el que circula corrien te o sobre una carga en movimiento en el campo. A continuación se empezará a calcular los campos magnéticos producidos por corrientes eléctricas.

Primero hay que examinar la densidad de flujo que rodea a un conductor largo y recto que transporta una corriente constante. Si se esparcen limaduras de hierro sobre el papel que rodea al conductor, como se aprecia en la figura 29.20, se alinearán en círculos concéntricos

alrededor del conductor.Una investigación similar del área que rodea al conductor con una brújula magnética ratificará que el campo magnético es circular y que está dirigido en el sen tido del avance de las manecillas del reloj, como se ve a lo largo de la dirección de la corriente convencional (positiva). Ampére ideó un método conveniente para determinar la dirección del campo que rodea a un conductor recto, que recibió el nombre de regla del pulgar de la mano derecha (consulte la figura 29.20).

Si el conductor se toma con la mano derecha de modo que el pulgar apunte en la dirección de la corriente convencional, los demás dedos que sujetan al conductor indicarán la dirección del campo magnético.

La inducción magnética, o densidad de flujo, a una distancia perpendicular el de un con ductor largo y recto por el que circula una corriente I, como muestra la figura 29.21, se puede calcular a partir de

B = J±1

Conductor largo (29.12)

2 irr

donde /x es la permeabilidad del medio que rodea al conductor. En los casos especiales del vacío, el aire y los medios no magnéticos, la permeabilidad ¡i es

/J L = 4 T T X 10-7T - m/A (29.13)

Cuando se usa esta constante con la ecuación (29.12), es necesario que la corriente esté en amperes, el campo en teslas y la distancia desde el conductor en metros.

Determine el campo magnético B en el aire a una distancia de 5 cm de un alambre largo por el que circula una corriente de 8 A.

Plan: La magnitud del campo se calcula a partir de la ecuación (29.12) y la dirección se determina por la regla delpulgar de la mano derecha.

Solución: Al sustituirr= 5 cm = 0.005 m e I = 8 A, obtenemos

=

Problemas recuperados de Tippens P.E. Tema 20 Termodinámica. En Física conceptos y aplicaciones 7° edición. Editorial Mc Graw Hill: 2011; pp 218

Ley de la gravitación

10.39 Una masa de 4 kg se encuentra a una distancia de 8 cm de una masa de 2 kg. Calcule la fuerza de atracción gravitacional entre las dos masas. Resp. 8.34 X 10-8 N

10.41. La aceleración debida a la gravedad en un planeta distante es de 5.00 m/s2 y el radio del planeta es de

4560 km aproximadamente. Use la ley de la gravitación para estimar la masa de ese planeta.

Resp. 1.56 x 1024 kg

Leyes de Kepler

10.45. La masa de Júpiter es de 1.90 X 1027 kg y su radio mide 7.15 X 107 m. ¿Qué rapidez debe alcanzar una nave espacial para volar en círculos a una altura de 6.00 X 107 m sobre la superficie de Júpiter? Resp. 31 000 m/s (69 800 mi/h, aproximadamente)

10.47. El radio de la Luna es de 1.74 X 106 m y la aceleración debida a la gravedad es de 1.63 m/s2. Aplique la ley de la gravitación universal para hallar la masa de la Luna. Resp. 7.40 X 1022 kg

10.49. ¿A qué distancia sobre la superficie de la Tierra debe estar un satélite para que complete una vuelta alrededor de nuestro planeta en un lapso de 28 h? Resp. 4.04 X 107 m

ANEXO MATEMÁTICAS IV

ANEXO BIOLOGIA II

Resistencia de los antibióticos

Tomado de https://www.elsevier.es/es-revista-enfermedades-infecciosas-microbiologia-clinica-28-

articulo-resistencia-bacteriana-los-antibioticos-una-S0213005X14003413

La evolución de las bacterias es darwiniana: frente a los cambios (antibióticos en este caso), sobreviven las que mejor se adaptan. En las bacterias la adaptabilidad se debe a su plasticidad genética y su rápida replicación. El progreso de la resistencia bacteriana a los antibióticos es inevitable, pero se puede retrasar82. La resistencia puede ser reversible o casi cuando es rara; si es común, difícilmente; en un mundo globalizado es más difícil controlarla, se trata de una crisis global frente a la que no son suficientes medidas nacionales o locales.

Si la presión selectiva es la causa más importante de la extensión de la resistencia, sería deseable que fuese la menor posible, y esto se consigue con un menor y más adecuado uso de los antibióticos. El uso de antibióticos en humanos es frecuentemente excesivo e inadecuado. El uso inapropiado de antibióticos es uno de los factores que contribuye al problema de la resistencia; el adecuado también, pero el primero es potencialmente mejorable. En Estados Unidos, pese a las evidencias y guías de práctica clínica, un 71% de las bronquitis agudas en adultos se trataron con antibióticos entre 1996 y 2010, con un aumento significativo a lo largo de los años83. En atención primaria en España, donde se consume el 85-90% del total de antibióticos usados en humanos, es posible y deseable una menor prescripción, aunque en los últimos años ha disminuido cuantitativamente84.

Los programas de optimización del uso de antibióticos (PROA) tienen como objetivo optimizar los tratamientos antimicrobianos para alcanzar los objetivos clínicos minimizando los efectos indeseables, entre los que se incluye la selección de bacterias resistentes. Cisneros et al.85 han demostrado que la implantación de un PROA con metodología no restrictiva consigue una mejora significativa en las prescripciones y una reducción del consumo, siendo además muy aceptado por los médicos prescriptores.En un estudio en 6 países europeos se ha comprobado que un programa educativo por Internet reduce significativamente la prescripción de antibióticos en infecciones respiratorias86, aunque habría que ver que es lo que ocurre a largo plazo. Otra intervención educativa, tradicional, no por Internet, produjo resultados parecidos en Noruega87.La prescripción de antibióticos es un proceso complejo en el que los prescriptores tienen diferente grado de entrenamiento, de motivación, de carga de trabajo y de conocimiento. La gran variabilidad hospitalaria de uso de antibióticos entre países europeos se explica principalmente por aspectos culturales (ideas sobre la salud, por ejemplo), aspectos socioculturales (sociedades más jerarquizadas o más igualitarias, por ejemplo) y aspectos socioeconómicos, y sobre ellos hay que incidir para lograr cambios88. La consulta con un especialista de enfermedades infecciosas es muy útil89.

Existen países, India por ejemplo, donde se pueden obtener antibióticos sin receta en las farmacias o incluso en lugares distintos de las farmacias, algo que debería prohibirse a nivel mundial; la crisis es global.

El uso de dosis altas de amoxicilina (80-90mg/kg/día) durante 5 días disminuye significativamente el riesgo de colonización nasofaríngea por neumococos no sensibles a penicilina al compararlo con el uso de dosis estándar (40mg/kg/día) durante 10 días90. Se ha observado en niños que tratamientos con dosis bajas de beta-lactámicos orales (inferiores a las recomendadas), o que duraban más de 5 días, aumentaban significativamente el riesgo de ser portador de neumococos no sensibles a penicilina91. Por tanto, en algunos casos una estrategia sería usar tratamientos cortos y dosis óptimas. Como indicaba Paul Ehrlich hace ya un siglo, en el 17 Congreso internacional de Medicina, el mejor modo de tratar una infección es «hit fast and hit hard» [golpea rápido y duro]. Otra posibilidad es acortar la duración de los tratamientos, buscar regímenes óptimos más cortos. Dunbar et al.92 demostraron la eficacia de un tratamiento corto con dosis más altas de las habituales de levofloxacino (750mg/día) en neumonía adquirida en la comunidad, un porcentaje importante de las cuales se clasificaban en las clasesIII, IV y V de Fine. Esto abre la posibilidad de acortar el tratamiento usando antibióticos y dosis que eliminen en un primer momento gran parte de la carga bacteriana.Actualmente no hay suficientes datos para recomendar de forma habitual el uso cíclico de antibióticos como una medida para prevenir o reducir la resistencia a antibióticos en un periodo prolongado de tiempo93. Pero sí de la diversificación de antibióticos94,95, aunque la evidencia clínica es escasa. La diversificación debe basarse en un análisis de los datos globales disponibles en cada momento sobre patología infecciosa, resistencia bacteriana y actividad de los antibióticos por parte de todos los especialistas interesados, cada uno aportando sus datos y opiniones.

Los médicos muchas veces prescriben antibióticos por falta de pruebas diagnósticas rápidas y fiables que descarten una infección bacteriana. Aunque los datos que lo avalan son escasos, las pruebas rápidas para detectar bacterias multirresistentes a antibióticos parecen útiles96. Existe una técnica que distingue de manera rápida infecciones respiratorias víricas basándose en la respuesta inmune humana, con una sensibilidad del 89% y una especificidad del 94% en un estudio preliminar97. Necesita una validación clínica profunda pero es prometedora para disminuir el uso de antibióticos. En atención primaria, donde es más importante utilizar pruebas que predigan la evolución de la infección que conocer el agente etiológico, se ha demostrado que una prueba rápida de proteínaC reactiva reduce significativamente la prescripción de antibióticos en infecciones respiratorias, donde más se usan, sin comprometer la evolución clínica de los pacientes98. La identificación rápida de bacterias por MALDI-TOF y el uso de un PROA mejoran significativamente el tiempo para una terapia óptima y eficaz99.En animales, el uso de antibióticos en piensos para profilaxis de infecciones y como promotores de crecimiento, donde suelen alcanzar concentraciones subinhibitorias, debería en general prohibirse100 o gravarse con un impuesto101, lo que reduciría significativamente el consumo (ya que en peso es la parte más numerosa del total) y el número de bacterias resistentes y de genes de resistencia en el medio ambiente. En la Unión Europea están prohibidos, pero no así en otros países, Estados Unidos por ejemplo, y el problema es global. Tras la prohibición de su uso como promotores de crecimiento por la Unión Europea en 1997 se observó una disminución de enterococos resistentes a vancomicina tanto en humanos como en animales102,103.

En un estudio en el que encontraban E. coli productor de BLEE en aguas residuales antes de la depuración vieron que la cantidad que finalmente quedaba dependía del método empleado en el tratamiento de las aguas73, lo que significa que con los métodos actuales o mejorados podría reducirse mucho la carga bacteriana que sale al medio ambiente.La monitorización de la resistencia a antibióticos es relevante a nivel local, nacional y supranacional104. En algunas zonas, Europa por ejemplo, se hace muy bien105, pero como el problema es global, la vigilancia debe globalizarse.Un alto porcentaje de infecciones nosocomiales se transmiten por las manos del personal sanitario106. El lavado de manos tiene un efecto evidente en enfermedades transmitidas por vía fecal-oral107, y la mejora de la limpieza y de la desinfección del material y del ambiente de los hospitales, junto con la higiene de las manos, reducen la transmisión de bacterias106. En los hospitales es clave la aplicación meticulosa de las medidas para la prevención y control de la infección, particularmente la higiene de manos108, para impedir la diseminación. Es preferible actuar cuando hay pocas personas colonizadas/infectadas; cuando hay muchas es más difícil. La eficacia de las medidas clásicas para controlar la selección y extensión de la resistencia es inversamente proporcional a la densidad de penetración de bacterias resistentes en un ambiente dado. Por tanto, sin nuevos antibióticos, es imprescindible reforzar las estrategias de control de la transmisión109-111. Pueden ser medidas económicamente costosas, pero costaría más no tomarlas. También es importante la vigilancia de pacientes que vienen de otros países o de otros centros con sospecha de bacterias multirresistentes112.

Los antibióticos son una clase única de fármacos por su impacto en la sociedad. Sería necesario concienciar a esta de la amenaza que representa la resistencia a antibióticos con una visión social y ecológica (los antibióticos como bien preciado finito). Son necesarias campañas educativas desde distintos frentes (administración, sociedades científicas, médicos, farmacéuticos, etc.) que contribuyan a cambios de actitud de los ciudadanos ante el consumo de antibióticos y el problema de la resistencia, buscando el compromiso de la sociedad. Se han realizado campañas de educación de pacientes y población general113,114 cuyo efecto es difícil de evaluar pero que parece positivo115.La evolución de las bacterias es darwiniana: frente a los cambios (antibióticos en este caso), sobreviven las que mejor se adaptan. En las bacterias la adaptabilidad se debe a su plasticidad genética y su rápida replicación. El progreso de la resistencia bacteriana a los antibióticos es inevitable, pero se puede retrasar82. La resistencia puede ser reversible o casi cuando es rara; si es común, difícilmente; en un mundo globalizado es más difícil controlarla, se trata de una crisis global frente a la que no son suficientes medidas nacionales o locales.Si la presión selectiva es la causa más importante de la extensión de la resistencia, sería deseable que fuese la menor posible, y esto se consigue con un menor y más adecuado uso de los antibióticos. El uso de antibióticos en humanos es frecuentemente excesivo e inadecuado. El uso inapropiado de antibióticos es uno de los factores que contribuye al problema de la resistencia; el adecuado también, pero el primero es potencialmente mejorable. En Estados Unidos, pese a las evidencias y guías de práctica clínica, un 71% de las bronquitis agudas

en adultos se trataron con antibióticos entre 1996 y 2010, con un aumento significativo a lo largo de los años83. En atención primaria en España, donde se consume el 85-90% del total de antibióticos usados en humanos, es posible y deseable una menor prescripción, aunque en los últimos años ha disminuido cuantitativamente84.Los programas de optimización del uso de antibióticos (PROA) tienen como objetivo optimizar los tratamientos antimicrobianos para alcanzar los objetivos clínicos minimizando los efectos indeseables, entre los que se incluye la selección de bacterias resistentes. Cisneros et al.85 han demostrado que la implantación de un PROA con metodología no restrictiva consigue una mejora significativa en las prescripciones y una reducción del consumo, siendo además muy aceptado por los médicos prescriptores.En un estudio en 6 países europeos se ha comprobado que un programa educativo por Internet reduce significativamente la prescripción de antibióticos en infecciones respiratorias86, aunque habría que ver que es lo que ocurre a largo plazo. Otra intervención educativa, tradicional, no por Internet, produjo resultados parecidos en Noruega87.La prescripción de antibióticos es un proceso complejo en el que los prescriptores tienen diferente grado de entrenamiento, de motivación, de carga de trabajo y de conocimiento. La gran variabilidad hospitalaria de uso de antibióticos entre países europeos se explica principalmente por aspectos culturales (ideas sobre la salud, por ejemplo), aspectos socioculturales (sociedades más jerarquizadas o más igualitarias, por ejemplo) y aspectos socioeconómicos, y sobre ellos hay que incidir para lograr cambios88. La consulta con un especialista de enfermedades infecciosas es muy útil89.

Existen países, India por ejemplo, donde se pueden obtener antibióticos sin receta en las farmacias o incluso en lugares distintos de las farmacias, algo que debería prohibirse a nivel mundial; la crisis es global.

El uso de dosis altas de amoxicilina (80-90mg/kg/día) durante 5 días disminuye significativamente el riesgo de colonización nasofaríngea por neumococos no sensibles a penicilina al compararlo con el uso de dosis estándar (40mg/kg/día) durante 10 días90. Se ha observado en niños que tratamientos con dosis bajas de beta-lactámicos orales (inferiores a las recomendadas), o que duraban más de 5 días, aumentaban significativamente el riesgo de ser portador de neumococos no sensibles a penicilina91. Por tanto, en algunos casos una estrategia sería usar tratamientos cortos y dosis óptimas. Como indicaba Paul Ehrlich hace ya un siglo, en el 17 Congreso internacional de Medicina, el mejor modo de tratar una infección es «hit fast and hit hard» [golpea rápido y duro]. Otra posibilidad es acortar la duración de los tratamientos, buscar regímenes óptimos más cortos. Dunbar et al.92 demostraron la eficacia de un tratamiento corto con dosis más altas de las habituales de levofloxacino (750mg/día) en neumonía adquirida en la comunidad, un porcentaje importante de las cuales se clasificaban en las clasesIII, IV y V de Fine. Esto abre la posibilidad de acortar el tratamiento usando antibióticos y dosis que eliminen en un primer momento gran parte de la carga bacteriana.Actualmente no hay suficientes datos para recomendar de forma habitual el uso cíclico de antibióticos como una medida para prevenir o reducir la resistencia a antibióticos en un periodo prolongado de tiempo93. Pero sí de la diversificación de antibióticos94,95, aunque la evidencia clínica es escasa. La diversificación debe basarse en un

análisis de los datos globales disponibles en cada momento sobre patología infecciosa, resistencia bacteriana y actividad de los antibióticos por parte de todos los especialistas interesados, cada uno aportando sus datos y opiniones.Los médicos muchas veces prescriben antibióticos por falta de pruebas diagnósticas rápidas y fiables que descarten una infección bacteriana. Aunque los datos que lo avalan son escasos, las pruebas rápidas para detectar bacterias multirresistentes a antibióticos parecen útiles96. Existe una técnica que distingue de manera rápida infecciones respiratorias víricas basándose en la respuesta inmune humana, con una sensibilidad del 89% y una especificidad del 94% en un estudio preliminar97. Necesita una validación clínica profunda pero es prometedora para disminuir el uso de antibióticos. En atención primaria, donde es más importante utilizar pruebas que predigan la evolución de la infección que conocer el agente etiológico, se ha demostrado que una prueba rápida de proteínaC reactiva reduce significativamente la prescripción de antibióticos en infecciones respiratorias, donde más se usan, sin comprometer la evolución clínica de los pacientes98. La identificación rápida de bacterias por MALDI-TOF y el uso de un PROA mejoran significativamente el tiempo para una terapia óptima y eficaz99.En animales, el uso de antibióticos en piensos para profilaxis de infecciones y como promotores de crecimiento, donde suelen alcanzar concentraciones subinhibitorias, debería en general prohibirse100 o gravarse con un impuesto101, lo que reduciría significativamente el consumo (ya que en peso es la parte más numerosa del total) y el número de bacterias resistentes y de genes de resistencia en el medio ambiente. En la Unión Europea están prohibidos, pero no así en otros

países, Estados Unidos por ejemplo, y el problema es global. Tras la prohibición de su uso como promotores de crecimiento por la Unión Europea en 1997 se observó una disminución de enterococos resistentes a vancomicina tanto en humanos como en animales102,103.En un estudio en el que encontraban E. coli productor de BLEE en aguas residuales antes de la depuración vieron que la cantidad que finalmente quedaba dependía del método empleado en el tratamiento de las aguas73, lo que significa que con los métodos actuales o mejorados podría reducirse mucho la carga bacteriana que sale al medio ambiente.La monitorización de la resistencia a antibióticos es relevante a nivel local, nacional y supranacional104. En algunas zonas, Europa por ejemplo, se hace muy bien105, pero como el problema es global, la vigilancia debe globalizarse.Un alto porcentaje de infecciones nosocomiales se transmiten por las manos del personal sanitario106. El lavado de manos tiene un efecto evidente en enfermedades transmitidas por vía fecal-oral107, y la mejora de la limpieza y de la desinfección del material y del ambiente de los hospitales, junto con la higiene de las manos, reducen la transmisión de bacterias106. En los hospitales es clave la aplicación meticulosa de las medidas para la prevención y control de la infección, particularmente la higiene de manos108, para impedir la diseminación. Es preferible actuar cuando hay pocas personas colonizadas/infectadas; cuando hay muchas es más difícil. La eficacia de las medidas clásicas para controlar la selección y extensión de la resistencia es inversamente proporcional a la densidad de penetración de bacterias resistentes en un ambiente dado. Por tanto, sin nuevos antibióticos, es imprescindible reforzar las estrategias de control de la

transmisión109-111. Pueden ser medidas económicamente costosas, pero costaría más no tomarlas. También es importante la vigilancia de pacientes que vienen de otros países o de otros centros con sospecha de bacterias multirresistentes112.Los antibióticos son una clase única de fármacos por su impacto en la sociedad. Sería necesario concienciar a esta de la amenaza que representa la resistencia a antibióticos con una visión social y ecológica (los antibióticos como bien preciado finito). Son necesarias campañas educativas desde distintos frentes (administración, sociedades científicas, médicos, farmacéuticos, etc.) que contribuyan a cambios de actitud de los ciudadanos ante el consumo de antibióticos y el problema de la resistencia, buscando el compromiso de la sociedad. Se han realizado campañas de educación de pacientes y población general113,114 cuyo efecto es difícil de evaluar pero que parece positivo115.