Ciencia de bolsillo

Otra mudanza

2007-07-18T16:35:00.000+02:00

Este último año ha venido lleno de cambios. Cambio de empresa, cambio de actividad laboral e independencia en casa propia. Solo me quedaba cambiar el blog.

Después de año y medio de funcionamiento esta afición me ha proporcionado muchas más alegrías, y lectores, de las que nunca llegue a imaginar. Con el tiempo, los textos se han hecho más largos y he ido mejorando el diseño dentro de mis limitaciones y los problemas de Blogger. Para evitarlos, hace unos meses estuve pensando en migrar a Wordpress siguiendo el ejemplo de otros blogs. Tengo que agradecer los consejos de Shora y Alpoma sobre el alojamiento y los pasos a seguir en la migración pero la falta de tiempo para el traslado y el mantenimiento posterior me hicieron dudar y deje aparcada la idea.

Y en eso estábamos cuando, gracias a una compañera, surgió la oportunidad de colaborar con RedGiga, una empresa que desde 1.998 viene creando y desarrollando negocios web, blogs y comunidades virtuales en Internet. Ellos se ofrecieron a integrar mi blog dentro de su red, poner la infraestructura y el mantenimiento y dejarme a mí toda la parte de contenidos. Espero que esto me deje algo más de tiempo para dedicarme a escribir anotaciones que es lo que realmente me gusta.

Para bien o para mal, Cienciadebolsillo.com mantendrá el mismo estilo ya que el autor sigue siendo el mismo. Si espero ampliar un poco el tipo de contenidos introduciendo algo más de tecnología como me pide mi lado “ingenieril”. Por otro lado, me he comprometido a subir algo la frecuencia de publicación, al menos un texto semanal, algo que más de uno me habíais pedido con anterioridad.

RedGiga ha creado la nueva página y se ha encargado de copiar todos los textos anteriores que también permanecerán aquí. A partir de ahora este blog se traslada a cienciadebolsillo.com y también cambia la dirección de sindicación (http://feeds.feedburner.com/ciencia_de_bolsillo). Esta es la dirección principal con la entrada reducida, en la parte inferior hay una experimental con texto completo de las anotaciones. En unos días espero que también este preparada la sindicación de comentarios.

Tengo que pediros que cambiéis las suscripciones con la nueva dirección y que me comentéis cualquier posible problema que espero que sean pocos. También agradecería que los que tengáis enlaces los cambies a la nueva dirección.

Y para empezar la nueva etapa, un aniversario. 30 años de la vida sin fotosíntesis. ¡Nos vemos!

¿Alguien se acuerda de las pulseras magnéticas?

2007-07-02T23:15:00.000+02:00

Fue una plaga que arraso con todo. De la noche a la mañana las muñecas se llenaron de pulseras. El tiempo puso cada cosa en su sitio y las pulseras en los cajones pero, desgraciadamente, añadir un par de imanes sigue consiguiendo que un producto normalito multiplique su precio por diez.

¿Un invento moderno? ¿Un gran descubrimiento científico? Más bien no.

“Paracelso utilizaba un imán para aspirar las enfermedades del cuerpo y enterrarlas dentro de la Tierra”
Carl Sagan, El mundo y sus demonios, pg. 74

¿Entonces un remedio olvidado que al fin es redescubierto? Difícilmente. Muchos supuestos remedios se olvidan por una buena razón. A finales de los ochenta se vendieron en España millones de pulseras magnéticas. Seguro que todos los que tengan edad suficiente conocen a alguien que la compro y que ahora no la lleva. ¿Tal vez porque dejaron de funcionar? O quizás porque nunca lo hicieron.

Que fácil y que agradable seria tener ese remedio. Sobre todo en caso de enfermedades y problemas de salud. Tal vez sea comprensible que llevemos quinientos años, o toda la historia, soñando con soluciones mágicas para ellos. Pero, en alguien momento, hay que volver a la realidad. En la época de Paracelso la gente moría más joven, más enferma y en peores condiciones que en la actualidad. No creo que supiesen más que nosotros.

Y puestos extraer dinero es mejor ir rotando las ofertas. Una vez vendidas las pulseras magnéticas, se puede pasar a los collares de ámbar o a las piedras y cristales curativos. Un cambio imprescindibles para justificar el gasto, para olvidar la absoluta ineficacia de los métodos anteriores y para continuar manteniendo el negocio. Y la gente sigue comprando con la misma fe en que, esta vez si, sea la solución perfecta.

No es mi intención criticar a las personas que compran estos objetos sino a los organizadores y propagandistas de estas supuestas “terapias”. Todos somos susceptibles a autoengañarnos cuando están en juego determinados deseos y necesidades. Yo mismo tengo mis puntos vulnerables aunque estén en ámbitos distintos. Lo cierto es que esta anotación es sobre todo para sacarme la frustración de ver como un familiar muy cercano se ha gastado sus penosamente acumulados ahorros en un “cubre colchón y almohada magnéticos”. Algo que no he sido capaz de evitar y aun me duele.

Categoría: Ciencia en general

Vapor sobresaturado, rastros de burbujas y contadores Geiger – Segunda parte

2007-06-24T20:34:00.000+02:00

¿Buscando algo inestable para tu detector de partículas casero? ¿Qué tal un liquido a punto de entrar en ebullición?

Con ese principio básico, Donald Glaser desarrollo a mediados del siglo XX la cámara de burbujas. En esencia era un cilindro que contenía un líquido transparente a una temperatura justo por debajo de su punto de ebullición. Pero esa temperatura depende de la presión. Moviendo un pistón descendía la presión y comenzaban a formarse burbujas mientras el líquido entraba rápidamente en ebullición. Y, al igual que en la cámara de niebla, la radiación favorecía la formación de iones y estos la formación de burbujas. Burbujas que crecían rápidamente al disminuir la presión.

Así que el problema se trasladaba a la detección, entre un montón de burbujas, de un rastro, una trayectoria, que nos indicase la presencia de radiación, su carga eléctrica e incluso su velocidad. Para ello se utilizaban conjuntos de cámaras dispuestos alrededor del cilindro. Este logro proporcionaría el premio Nobel a su inventor.

Pero no puedo acabar sin hablar del contador de partículas mas conocido y “peliculero” de todos. El contador Geiger. Este detector tiene un principio similar a los anteriores. Aquí el desequilibrio es eléctrico. Tenemos un tubo cerrado lleno de gas con un fuerte campo eléctrico. Un campo lo bastante débil para no arrancar electrones del gas pero lo bastante fuerte para acelerarlos. De esta forma, una débil radiación puede arrancar un electrón que será atraído al polo positivo. Al ganar velocidad y golpear otros átomos se desprenderán aun mas electrones provocando una “avalancha” de electrones, en resumen, una corriente eléctrica. Algo así como el grano de arena que derrumba una montaña de playa. Añadiendo amplificadores y un altavoz, esta corriente se transforma en el clásico chirrido de tantas películas. A cambio no es muy preciso. El nombre de contador viene porque cuenta las partículas, o en algunos casos la radiación gamma, pero no dice casi nada sobre su composición o energía.

Siempre me ha impresionado el ingenio utilizado para investigar hace décadas o siglos sin toda la tecnología que ahora tenemos a nuestra disposición. Tal vez sea por un recuerdo infantil. No puedo evitar imaginarme a MacGyver utilizando una botella de Coca-Cola agitada como detector de partículas. Vale, seguro que no funcionaria pero quedaría genial en su lista de problemas resueltos.

Categoría: Física

Vapor sobresaturado, rastros de burbujas y contadores Geiger - Primera parte

2007-06-17T21:33:00.000+02:00

Una estela es suficiente para localizar un pequeño barco desde el aire. Hasta puede decirnos algo de sus dimensiones y velocidad. Y un rastro de burbujas puede permitirnos visualizar el movimiento de las invisibles partículas subatómicas.

¿Como ver algo tan diminuto que escapa a cualquier microscópico óptico o electrónico? ¿Como conocer la trayectoria de partículas que pueden desplazarse cerca la velocidad de la luz? Este era el problema que tenían los físicos a mediados del siglo XX. Lo cierto es que no era un problema nuevo, pero sus instrumentos estaban limitados para todo lo que querían descubrir. Su mejor herramienta por aquel entonces era la cámara de niebla. La idea básica era sencilla, si buscas detectar algo diminuto utiliza un sistema inestable que pueda cambiar de estado con una cantidad de energía diminuta.

La cámara de niebla mas básica consiste en un recipiente lleno de una mezcla de aire y vapor de agua sobresaturado, es decir con una humedad relativa mayor del cien por cien. Para conseguir esta mezcla se expandía la mezcla en un cilindro con lo que se enfriaba y dejaba el vapor listo para condensarse rápidamente. En la vida real una humedad tan alta provoca condensaciones como el rocío de madrugada.

La genial idea de Charles Thomson Rees Wilson, un físico escocés de principios del siglo XX, fue recordar que los iones también actuaban como excelentes núcleos de condensación. Y la radiación que incidía sobre la mezcla generaba esos iones. Las diminutas gotas de líquido que se formaban a lo largo de la trayectoria de la radiación podían ser fotografiadas lo que permitía detectar la radiación. Y, si además la cámara esta dentro de un campo eléctrico o magnético, las trayectorias eran curvadas por dicho campo por lo que era posible conocer la carga de la radiación incidente. Era un ingenioso invento del siglo XIX que funcionaba estupendamente sin necesidad de sofisticados detectores electrónicos que aun nadie había inventado. E incluso permitía descubrir partículas nuevas como el positrón que aparece en esta foto.

La versión original solo podía utilizarse de manera intermitente ya que era necesario devolver a la cámara a su situación inicial tras un corto espacio de tiempo. Variantes más sofisticadas utilizaban diferentes diseños y vapores de otros elementos para mejorar su funcionamiento y sensibilidad. La última variante, la cámara de niebla por difusión, podía utilizarse de forma continua y aun ahora pueden comprarse modelos como el de la foto como herramientas educativas.

Para mejorar la capacidad de detección era necesario buscar sistemas aun más inestables. En el próximo texto veremos otras dos ideas que nacieron en el siglo XX. Usar burbujas en lugar de gotas o provocar una "avalancha" de electrones.

Categoría: Física

Baterías, incendios y mucha energía

2007-05-30T19:51:00.000+02:00

¿Cuál es el inconveniente de una fuente de energía pequeña, portátil y muy potente? Básicamente que ES muy potente.

Nuestros automóviles se mueven mediante pequeñas explosiones controladas. Y que sean controladas no elimina el hecho de que sean explosiones y deban ser limitadas en potencia y frecuencia para evitar daños. Si alguno de los mecanismos de control, por ejemplo la refrigeración, falla podemos acabar con un bloque de metal inservible.

Si un motor se basa en explosiones controladas podríamos decir que una batería eléctrica es una especie de “incendio” controlado. Un incendio es una reacción química entre un combustible como la madera y un comburente que es el oxigeno del aire. En una batería también se produce una reacción química entre dos o más sustancias químicas pero con dos diferencias importantes.

La primera es que la energía se libera, al menos parcialmente, en forma de electricidad y no solo como calor, presión o luz. Los diferentes tipos de baterías implican distintas reacciones químicas que pueden ser reversibles como en la batería de plomo de un automóvil o irreversibles como en las pilas alcalinas. Mas potencia e reversibilidad son los dos criterios básicos que han ocasionado una búsqueda permanente de nuevas reacciones químicas. Pero hay otro criterio tan o mas importante.

La segunda diferencia es que todos los productos están contenidos en un mismo recipiente. Por eso la estabilidad es un criterio tan importante. Generalmente no es una buena idea tener íntimamente mezclados productos químicos que reaccionan entre si. Una excepción son las pilas, otras podrían ser los cohetes de combustible sólido (como en la lanzadera espacial) y cualquier tipo de explosivo. Las comparaciones pueden parecen exageradas pero solo porque, en general, todo funciona sin problemas.

El desarrollo técnica ha conseguido dominar reacciones químicas más energéticas pero que implican un riesgo mayor en caso de descontrolarse. Y el error no es una opción. Ni siquiera es suficiente con reducirlo la probabilidad de fallo a una entre un millón, porque con unos cuatro millones de portátiles vendidos al año en España algunos se incendiarían inevitablemente. Así que, si tienes un fallo entre un millón, te toca retirar los portátiles del mercado, como Dell tuvo que hacer hace unos meses. El diseño y fabricación de estos humildes “hornos” sin mantenimiento tiene detrás muchísimo trabajo y mucha ciencia.

Incluso un diseño inicial adecuado no garantiza un uso sin problemas. Por ejemplo, una clásica y fiable batería de plomo puede desprender hidrógeno por una recarga inadecuada. Si se acumula puede provocar un incendio o explosión y extender el ácido sulfúrico que contiene. Otro ejemplo es el exceso de calor lo que puede acelerar las reacciones químicas escapando al control y provocando un autentico incendio como el que sufrieron los portátiles que antes hemos citado.

Como usuarios pedimos constantemente que aumente la potencia y duración de las baterías lo que exige concentrar cada vez más energía en menos espacio. Sin embargo, las leyes de la física y química nos marcan claras limitaciones. Tal vez toque ir pensando en pasarnos a las células de combustible. Al menos basta con cortar el suministro de oxigeno o aire para pararlas.

Categoría: Química

Polvo de estrellas

2007-05-16T22:45:00.000+02:00

Por sorprendente que resulte los átomos de nuestros cuerpos se crearon en el interior de una estrella, sometidos a inmensas presiones y enormes temperaturas, que resultan difíciles de comprender para nosotros.

"Todos somos polvo de estrellas", la frase es de Carl Sagan a quien ya sabéis que admiro. Y solo es poesía sino que resume el resultado de varios siglos intentando comprender el funcionamiento de las estrellas y la evolución del universo. Todo empezó en el siglo XIX cuando los científicos empezaron a preguntarse de donde venia la energía del sol. Ninguna reacción química o proceso físico conocido podían proporcionar la energía necesaria durante el tiempo que llevaba existiendo nuestro planeta.

Cuando se descubrió la fusión nuclear se comprendió el proceso que proporcionaba esa inmensa cantidad de energía a partir del hidrógeno. Y, como toda fuente de energía, generaba unos residuos a cambio. De hecho, el calcio de nuestros huesos, el hierro de la hemoglobina, el carbono, nitrógeno y oxigeno de los diferentes tejidos y células que forman nuestros cuerpos no existían al comienzo del universo. En los cinco primeros minutos después de Bing Bang se formaron los primeros átomos, hidrógeno, helio y pequeñas trazas de deuterio y litio (podéis leer mas detalles en La Bella Teoría) Solo una mínima parte de los aproximadamente 115 elementos conocidos. Más tarde aparecieron las primeras estrellas que inicialmente tenían esa misma composición. Desde entonces diversos procesos de fusión, denominados nucleosintesis, han ido generando átomos cada vez mas pesados como el calcio o el hierro a partir de elementos menos masivos. El problema es que las sucesivas reacciones de fusión cada vez aportan menos energía.

Por encima del hierro, la fusión nuclear no produce energía sino que la absorbe. Para conseguir elementos más pesados se cree que hay dos procesos principales. Por un lado una supernova, es decir, la explosión de una estrella. La enorme energía liberada es canalizada, solo en parte, hacia la formación de núcleos más pesados. Átomos como el oro de nuestros anillos o el uranio de los reactores nucleares de fisión. Por otro la lenta absorción de neutrones por parte algunos átomos pesados va aumentando aun más su número atómico. Es un proceso lento que dura miles de años y que complementa al anterior.

La suma de ambos métodos nos ha proporcionado anillos de oro, reactores nucleares y, sobre todo, elementos esenciales para la vida como el cobre, el zinc o el yodo. Necesitamos cenizas de estrellas para darnos la vida.

Categoría: Física, Química

Y fueron a la guerra

2007-05-02T21:45:00.000+02:00

A finales del siglo XIX los excrementos de pájaro podían ser un recurso estratégico. Y las naciones luchaban por ellos. Tres países, Chile, Perú y Bolivia cambiaron su historia peleando por el guano y el salitre.

Finales del siglo XIX fue un momento de grandes cambios. Se produjo una segunda revolución industrial con un gran desarrollo tecnológico, importantes mejoras en higiene y medicina y, como consecuencia, un notable aumento de la población. Población que tenia que ser alimentada con técnicas agrícolas todavía muy tradicionales.

El guano, básicamente excrementos de ave, era un elemento estratégico por su abundancia en nitrógeno y fósforo que lo convertían en el mejor fertilizante para los cultivos, muy superior al estiércol de otros animales. La demanda era tan inmensa que los Estados Unidos crearon una legislación, Guano Islands Act , que permitía a sus ciudadanos tomar posesión “temporal” de cualquier isla, en cualquier lugar del mundo, donde existiesen depósitos de guano. Menos mal que pedía que no estuviese poblada ni bajo la jurisdicción de otros países. Unas cien islas fueron ocupadas incluyendo algunas tan conocidas como las islas Midway.

El Pacifico era la mayor reserva natural, destacando la zona costera y las islas entre Perú y Chile. En algunas zonas el guano, que se acumulaba en capas de hasta 50 metros, era extraído y enviado por barco a explotaciones agrícolas de todo el planeta. Esta riqueza generó conflictos de forma inevitable. Primero España intentó ocupar las islas Chincha en la costa del Perú lo que ocasionó una declaración de guerra de Perú, Chile y Bolivia. Años más tarde, las disputas entre Chile y Bolivia por la explotación de algunas zonas del desierto de Atacama acabaron en una guerra que dejo a Bolivia sin acceso al mar y donde Chile ocupo partes de Perú, aliado de Bolivia incluyendo su capital, Lima.

La demanda de guano solo descendió con el desarrollo nuevas tecnologías. A principios del siglo veinte, las investigaciones de Fritz Haber y Carl Bosch permitieron la síntesis artificial del amoniaco que sirvió de base a numerosos compuestos nitrogenados. Entre ellos, fertilizantes artificiales que no dependían de fuentes naturales para su fabricación.

La gran materia prima actual es el petróleo como anteriormente fueron el carbón, el guano o el salitre. Me gustaría pensar que hemos avanzado un poco y ahora escogeremos invertir en nuevas tecnologías para reducir su consumo y no en armamentos para conseguir más.

Categoria: Química, Historia de la ciencia

Mareas en la atmósfera

2007-04-16T22:44:00.000+02:00

La Luna no solo atrae al agua. La gravedad no hace distinciones así que tierra, mar y aire se desplazan siguiendo a la Luna. Tal vez no nos demos cuenta pero ¿Qué sabe un pez situado en el fondo, de las mareas del océano?

Empecemos explicando el tema de las mareas. Si la Tierra no tuviese satélite seria una esfera mas o menos estable, un terremoto por aquí, un desprendimiento por allá, pero sin grandes cambios cada pocas horas. La presencia de la Luna que, con su gravedad, atrae a cualquier cosa que este en nuestro planeta altera esta situación. Y como la fuerza de la gravedad depende la distancia atrae con más fuerza a los objetos situados mas cerca, los que se encuentran frente a su cara.

Sometida a las fuerzas variables procedentes de la Luna, (a veces ayudada por el Sol) la superficie se deforma creando dos abultamientos en los extremos. La rigidez de la corteza limita su deformación pero el suelo puede ascender de 30 a 50 centímetros.

No lo vemos porque no tenemos referencias para percibir el cambio. El caso del agua es diferente. Tenemos una referencia ya que el menor desplazamiento del suelo hace que podamos medir la subida de la marea. Este ascenso depende de varios factores. En primer lugar de la distancia a la Luna, que varia entre 363.104 y 405.696 kilómetros. En segundo lugar de la orientación respecto al Sol, que puede sumar su efecto y, por último pero no menos importante, de la geografía local que puede potenciar o disminuir mucho la altura. En general, las costas oceánicas tienen mareas mucho mas elevadas que los mares más pequeños.

¿Y la atmósfera? También se mueve pero aquí tenemos aún menos referencias. Como un pez en el fondo tenemos problemas para estudiar la superficie. Lo que si podemos hacer es medir las variaciones en la presión que provoca una ola. El efecto es muy pequeño, apenas 100 microbares
, aproximadamente el 0,01 por ciento de la presión normal en la superficie. En comparación la variación de la presión en el fondo del océano puede ser del 0,1 o el 0,2 por ciento. En ambos casos, el cambio queda totalmente oculto entre las variaciones provocadas por el clima y solo cuidadosos análisis estadísticos pueden descubrirla. Incluso la dilatación térmica, provocada por el Sol cuando amanece, genera un cambio de presión 20 veces más intenso en la atmósfera

Pero aunque los resultados sean distintos la causa es la misma. La Luna nos atrae a todo y a todos por igual. A veces tanto como para soñar con visitarla.

Categoría: Física

Los problemas del polvo lunar

2007-03-21T23:25:00.000+01:00

Cuando la sonda lunar Surveyor 1 aterrizo en la Luna tenía una primera y urgente misión. Obtener una imagen de sus patas para ver si se estaba hundiendo, si la superficie tenía suficiente consistencia para soportar las futuras misiones Apolo.

¿Como calcular la profundidad de un montón de polvo?. O su consistencia. O el peso que es capaz de resistir desde 384.000 kilómetros de distancia. En 1966 no se trataba de un problema teórico. Quedaban poco mas de tres años que el hombre pisase la Luna, el primer objeto extraterreste en ser pisado y no sabia muy bien como seria el terreno. Naturalmente se multiplicaron los estudios de todo tipo, estimaciones de la composición del regolito que recubre su superficie, simulaciones del comportamiento de los micrometeoritos cayendo sobre la Luna y análisis de la acción de su débil gravedad y la radiación solar para compactarlos. La opinión general era que resistiría, pero la prueba definitiva solo podía proporcionarla una nave que se posase y comprobase la resistencia del terreno. La misión Surveyor fue un éxito, aunque desgraciadamente parece que algunos aun no se han enterado.

Una vez pisado, el polvo lunar siguió ocupando a los científicos por muchas razones. Una de las mas curiosas fue su olor. No era posible oler el polvo a través de los trajes pero se incrustaba en su superficie y acababa invadiéndolo todo. Mas tarde los astronautas respiraron pequeñas partículas dispersas en el aire de su nave. Según el astronauta Charlie Duke el polvo lunar olía a pólvora.

Evidentemente la composición del polvo lunar es totalmente diferente a la pólvora pero algo, nadie sabe bien que, ocasionaba el parecido. Los cambios de temperatura, la desorción de algunos gases, tal vez algunas reacciones químicas, se combinaban hasta generar un olor que desapareció al llegar a la tierra. Una de las muchas incógnitas que aun nos esperan en la Luna.

Y no es la única sorpresa que puede esperarnos. Algunos estudios preliminares indican que las particular mas finas del polvo lunar pueden representar un serio problema de salud. Aquí en la Tierra, finas partículas de polvo de sílice ocasionan graves enfermedades como la silicosis de los mineros. Partículas aun más finas y peligrosas parecen encontrarse en el polvo lunar. Tan pequeñas como para atravesar la barrera pulmonar, su composición rica en hierro podría interferir con el funcionamiento de la hemoglobina y producir una lenta asfixia similar a la ocasionada por el monóxido de carbono.

Esperemos que el problema sea controlable al igual que los riesgos de exposición a la radiación que comentamos en una entrada anterior. Solo más investigaciones podrán decirnos si este miedo desaparece igual que lo hizo el miedo a que la misión Apolo terminase hundida en cuatro metros de regolito lunar.

Categoría: Historia de la ciencia

Mariposas como granos de arena

2007-03-07T20:13:00.000+01:00

Dicen que a toda causa le corresponde un efecto y a cada efecto una causa. Si fuese tan sencillo. En realidad la naturaleza puede ser mucho mas complicada. En ocasiones el efecto tiene poco que ver con las causas.

Tomemos unos simples granos de arena. Si los dejamos caer uno a uno van formando una pequeña montaña. Y la montaña es estable pero solo durante un tiempo. Llega un momento en que un simple grano de arena es capaz de provocar una avalancha, un efecto totalmente desproporcionado. Los físicos lo llaman una respuesta no-lineal, un concepto tremendamente interesante que habrá que explicar otro día.

Volviendo a nuestra "montaña" esta claro que el derrumbe tiene que ver con la forma en que se va construyendo. La caída al azar de granos de arena va formado una estructura con forma de "cono" definida por la gravedad. Este cono no es perfecto y aparecen, al azar, zonas inestables tanto pequeñas como grandes. Si un grano cae en estas zonas inestables provoca una pequeña avalancha. Pero con el tiempo van aumentando las zonas inestables hasta que el conjunto de nuestra montaña de arena esta lleno de ellas y llegan a tocarse entre si. En ese momento un simple grano de arena puede provocar una avalancha que se transmite de una zona a otra hasta provocar un derrumbe considerable. Como en los concursos de caída de piezas de domino, donde una sola pieza puede provocar la caída de miles de piezas cuidadosamente ordenadas. Naturalmente en la naturaleza nadie "ordena" las piezas, pero las leyes físicas como la gravedad tienden a producir el mismo efecto. Comprender el comportamiento de un grano de arena escondido dentro de un montículo requirió cuidadosas simulaciones por ordenador realizada por un equipo de físicos dirigidos por Per Bak.

Sus conclusiones crearon una nueva rama de la física. El estudio de los "sistemas de criticalidad autoorganizada". La idea general es que, de forma natural, el sistema va acumulando inestabilidades. Cuando mayor sea de tiempo de acumulación, mas granos de arena sin un derrumbe, mayor es la posibilidad una avalancha y mas graves son sus consecuencias. El conocido "efecto mariposa" seria un ejemplo similar. No es que la mariposa tenga la energía necesaria para provocar una tormenta a miles de kilómetros sino que el sistema se encuentra en un punto donde una mínima perturbación provoca un cambio sustancial en el resultado.

¿Nos afecta esto en la vida diaria? Puede que mucho. Se ha sugerido que la historia o la economía están llenas de procesos similares que podrían responder al mismo principio. Desde las burbujas especulativas en la bolsa o con el precio de los pisos a determinados acontecimiento históricos como la Primera Guerra Mundial donde un asesinato provoco la matanza de millones de personas en cuatro largos años llenos de trincheras. Tal vez estudiar estas condiciones podría evitar las peores consecuencias. Es sorprendente lo que podemos aprender estudiando un humilde montoncito de arena.

Categoría: Física

Premio Joven 2006 de Ciencia y Tecnología

2007-02-21T21:54:00.000+01:00

Llega un momento es que tienes que asumir que no vas a cambiar el mundo. Que aunque te guste la ciencia y la tecnología probablemente no seas lo bastante brillante. Que hay que conformarse con una contribución pequeñita. A mi me ha pasado. Pero eso no es válido para todos.

Hace unos días, Antonio López, un amigo y profesor de la Universidad Pública de Navarra recibió el Premio Joven 2006, otorgado por la Universidad Complutense de Madrid, en la categoría de ciencia y tecnología, como mejor investigador menor de 35 de España. No voy a hablaros de como saca tiempo para ser profesor en dos universidades de diferentes continentes. Ni de sus numerosas publicaciones y de patentes aunque él no vea un euro. De los viajes, teleconferencias e innumerables problemas de agenda que implica diseñar chips para Seiko, la NASA y unas cuantas empresas españolas. De las jornadas de quince horas y las semanas con siete días laborables. De sus anuales "vacaciones" de trabajo en la Universidad estatal de Nuevo México. Quien quiera puede hacerse una idea leyendo un resumen de todo lo que ha conseguido.

Solo escribo para animar a los que ahora estudian y sueñan con cambiar las cosas. Seguro que algunos son lo bastante buenos y merece la pena intentarlo. Incluso desde una pequeña ciudad como Pamplona. A pesar de la falta de recursos, de instalaciones o incluso de apoyo social. Aunque estas noticias sólo aparezcan relegadas a pequeños recuadros del periódico. O sean olvidadas entre los titulares de la última pelea política, futbolera o del corazón. Hace veinte años que Antonio y yo somos amigos y puedo decir que es mejor persona que investigador. Y aunque yo no tenga merito en ninguna de las dos cosas no puedo evitar estar orgulloso.

Hágase la luz

2007-02-07T20:25:00.000+01:00

Dependemos de la luz que generamos de mil maneras diferentes. Sin embargo, todas ellas se reducen a un principio básico, mover los electrones dentro de un átomo.

Dentro de las radiaciones electromagnéticas solo una pequeña franja de longitudes de onda (entre 380 y 780 nanómetros) forman el espectro visible, lo que conocemos como luz. Entender el mecanismo para generarla nos obliga a descender hasta el nivel de los átomos. Dentro de ellos nos encontramos a los electrones que forma parte de su estructura. Su posición no es fija y varia en función de la energía de poseen, pero su tendencia natural es reducir su nivel de energía al mínimo y para ello deben desprenderse de cualquier exceso. ¿Su método? Exacto. Emitir radiaciones.

Para lograr que un material emita radiación, algo debe proporcionar a los electrones energía suficiente para llegar a órbitas superiores de forma que, al decaer de forma natural, la emitan como radiación. A lo largo de la historia la humanidad ha probado todo tipo de métodos pero podemos resumirlos en solo cinco.

Energía térmica: Un aumento de temperatura proporciona la energía a los electrones. Un ejemplo habitual seria una bombilla incandescente que dispone de un filamento entre 2000 y 6000 grados. Un ejemplo extremo seria a la sonoluminiscencia, donde la implosión de burbujas generadas por ondas de sonido puede elevar a pequeñas porciones de agua de temperaturas superiores a los 30.000 grados. Pero cualquier cuerpo por encima del 0 absoluto (-273 grados centígrados) emite constantemente radiación infrarroja, con mayor o menos intensidad, enfriándose en el proceso.

Reacciones químicas: Probablemente el primero que el hombre pudo utilizar. La formación de nuevas moléculas altera la posición de los electrones que emiten radiaciones para volver a la posición de mínima energía. Generalmente también hay un aumento de temperatura, como en el fuego, pero esto no es necesario como en el caso de la bioluminiscencia.

Bombardeo con partículas: Desde el uso de cañones de electrones, como en un clásico televisor de tubo, hasta la emitida por radiaciones ionizantes. En este caso la transferencia de energía desplaza directamente los electrones que emiten radiaciones al volver a su posición.

Movimiento de cargas eléctricas, lo que implica el movimiento de los electrones. Un relámpago o cualquier tipo de arco voltaico serian buenos ejemplos. Pero también fenómenos como la triboluminiscencia , donde la fricción provoca la formación de cargas electrostáticas y la emisión de luz al recombinarse dichas cargas.

Otra fuente de luz con fotones suficientemente energéticos, tanto en radiaciones visibles, de alta frecuencia, etc. Un caso muy especial seria los láseres que pueden ser bombeados con luz hasta que la mayoría de los electrones ocupan posiciones de alta energía.

Hay otros métodos para emitir radiaciones fuera del rango visible. Un radar o un horno microondas utilizan técnicas diferentes. De todas ellas, ninguna es tan potente como la aniquilación entre materia y antimateria. Energía suficiente para llevarnos a las estrellas pero eso queda para otra historia.

Categoría: Física, Química

Mordiendo la moneda - Primera parte

2007-01-24T23:09:00.000+01:00

Morder una moneda era una precaución necesaria cuando su valor dependía del material que la formaba. Una capa superficial podía imitar las características del oro, ocultando una composición mucho más barata. Y es que una fina capa de oro puede hacer grandes cosas.

Afortunadamente hay muchísimos usos que no implican un fraude. Conseguir las propiedades del oro para un material barato tiene grandes ventajas pero no esta exento de problemas. El primero es como colocarla y adherirla. El método más fácil es puramente mecánico. El oro es tremendamente dúctil y maleable, lo que permite formar láminas extraordinariamente finas (hasta una diezmilésima de milímetro de espesor). En forma de pan de oro se utilizó durante milenios para decorar todo tipo de objetos.
Aunque es posible utilizar reacciones químicas para recubrir un objeto, son poco útiles para el oro que es un elemento poco reactivo (excepto con el mercurio). Las comentaremos en otra ocasión.

El método más utilizado es la electricidad. La Galvanoplastía consiste en el recubrimiento de un material utilizando la electricidad. Simplificando mucho, seria algo así invertir el funcionamiento de una batería. En lugar de obtener electricidad de una reacción química, se utiliza la electricidad para la formación de una fina capa de material adherido a una pieza que actua como electrodo. Se utilizan muchos materiales como zinc o cadmio pero el oro también tiene su lugar. Su bajísima emisividad (0,02) lo hace muy apreciado como aislamiento térmico frente a radiaciones. ¿Hay que proteger un satélite de la radiación solar? Nada mejor que una lamina de mylar recubierta de oro. Es tan eficaz que se utiliza en espejos infrarrojos cuando se busca la máxima calidad. La fotografía inferior pertenece un espejo que viajo a Marte en la fracasada misión Mars Surveyor .

Naturalmente lo que útil en un espejo también puede aplicarse en un láser . El oro recubre las cavidades resonantes para reducir las perdidas y conseguir la máxima potencia.

Su estupenda conductividad eléctrica y resistencia a la oxidación aconsejan utilizarlos en conexiones eléctricas especialmente importantes, por ejemplo, en los circuitos electrónicos de los airbags. También puede salvar la visión de los astronautas frente a la radiación solar recubriendo sus visores . O puede proteger a la tripulación de algunos aviones de guerra electrónica de las radiaciones electromagnéticas que producen . Pero el oro no solo sirve para ocultar y proteger. Uno de los muchos métodos utilizados para preparar muestras en microscopio electrónico es recubrirlas de una fina capa conductora. Por ejemplo, una capa de oro.
Y si, es cierto. También se utiliza en joyería. Pero aunque consuma gran parte de su producción sigue pareciéndome una aplicación menos interesante.

Categoría: Química

Hélice contra Paletas

2007-01-11T23:31:00.000+01:00

El Great Eastern , el mayor buque de su época, completo una misión muy especial en 1866. Era el único capaz de cargar con los 4.260 kilómetros del primer cable telegráfico trasatlántico. Este hito se merece una entrada por si mismo pero hoy toca hablar de la propulsión del barco. Disponía de seis mástiles para velas, dos ruedas de paletas y fue el primero en llevar una hélice. Eso si que es redundancia.

Las paletas fueron propuestas como medios de propulsión mucho antes de las máquinas de vapor. Vitruvio, un ingeniero romano de la época de Julio Cesar, sugirió utilizar la fuerza de los animales para impulsar unas paletas y desplazar un barco. Era una forma de sustituir a los esclavos utilizados como fuerza de propulsión en las galeras romanas.

Pero no fue hasta la llegada de las maquinas de vapor que comenzaron a extenderse. Primero, en combinación con las velas para períodos de calma y, después, como principal fuerza de propulsión. Durante algunas décadas las palas, tanto en la parte trasera como en los laterales de los barcos, constituyeron la forma preferida de propulsión mecánica. Y lo cierto es que tenían muchas ventajas. Las palas eran sencillas de fabricar y fáciles de reparar. Representaban una tecnología probada, conocida y razonablemente eficaz. A cambio estaban muy expuestas, especialmente cuando se montaban en los laterales, lo que ocasionaba problemas en los buques militares. Tampoco eran muy útiles en caso de mal tiempo, ya que las olas podían sacarlas fuera del agua con demasiada frecuencia.

La alternativa eran las hélices pero no estaban libres de problemas y enemigos. Su fabricación era más complicada, sobre todo en grandes tamaños, ya que era necesario definir con gran precisión su forma y dimensiones. Su eje penetraba el casco bajo la línea de flotación y podía provocar filtraciones a través de las juntas o incluso romperse. Por no hablar de las reparaciones. Una hélice dañada tenia que se extraída bajo el agua o reparada en un dique seco. ¿Podía su rendimiento compensar todo esto?

Los británicos decidieron probarlo. En 1845 se realizaron una serie de carreras entre dos corbetas, Rattler y Alecto, muy similares pero dotadas una de hélice y otra de paletas. Entre las pruebas y carreras destaca una donde se engancho a los dos barcos y la Rattler con hélice arrastró a casi 3 millas por hora a la Alecto . La suerte de las palas estaba decidida y todos los nuevos barcos de la Royal Navy se construyeron con hélices y no paletas.

Como podemos ver las hélices en la propulsión marina tienen apenas siglo y medio de historia. Y, como otras, fue una tecnología novedosa y cuyo éxito no estaba claro. Me pregunto cual de las actuales seguirá su camino.

Categoría: Historia de la ciencia

Año nuevo, vida nueva, concurso nuevo.

2007-01-08T20:35:00.000+01:00

Por una vez, voy a presentarme a un concurso a ver que tal sale. Se trata del concurso que organiza anualmente el diario digital "20 minutos". En concreto este blog aparece en la categoría "Ciencia y Medioambiente". 103 inscritos, entre ellos algunos de mis favoritos, así que la competencia sera dura. Si creéis que lo merece, podéis votar por Ciencia de Bolsillo en este enlace o directamente pinchando en el icono que aparece en el margen izquierdo.

Vótame

convocado por:
20minutos.es

Para familiares, amigos y demás incondicionales (si los hay), recordad que las reglas permiten votar como máximo una vez al día.

Categoría: AutoCdB

¿Y si no escalamos el Everest?

2006-12-28T00:02:00.000+01:00

Admitámoslo, cualquiera que tenga un blog sobre ciencia o que comente su interés por el espacio acaba recibiendo un correo de un escéptico dispuesto a demostrarle que el hombre nunca piso la Luna. Y periódicamente la prensa recoge esas historias.

Por eso he decidido aprovechar este día para descubrir un engaño mucho mayor. La falsa historia de que el hombre ha alcanzado la cumbre del Everest. Miles de turistas se acercan cada año a las faldas del Everest como la misma reverencia que los visitantes de Cabo Cañaveral. Los habitantes locales recogen los beneficios de repetir ese mito pero ¿es posible llegar y sobrevivir en la cumbre del Everest?

En realidad a esa altura no hay suficiente oxigeno para vivir. Es la llamada zona muerta . Ni siquiera es posible alimentarse porque el proceso digestivo se bloquea a partir de los 7.500 metros. Si, hay gente que dice que ha subido pero son parte de la conspiración. Así consiguen dinero, fondos y subvenciones para chanchullos y programas secretos. ¿Y las imágenes? Nada más fácil. Acabo de grabar unas igualitas en Jaca, un poco de nieve y arreglado. Luego se compra a los periodistas y punto.

¿Y la gente del lugar que supuestamente participa en los ascensos? Están engañados y lo más listos colaboran. En realidad toda la política de permisos para ascender es un filtro para seleccionar a los que colaboran y separar al resto. Y si alguna vez se cuela alguien, comandos especiales con pequeñas cargas explosivas provocan una avalancha y liquidados. La montaña es peligrosa y mas si sabes como utilizarla. Como ultima advertencia hay más de cuarenta cadáveres humanos en los últimos 800 metros de ascenso. Nadie los quita.

En realidad, hay una base alienígena en la cumbre y quieren ocultarlo. Tengo mas pruebas como la fotografía anterior. Estoy pensando en llamar a Iker Jiménez, un conocido experto, para que me verifique unas fotografías . Me las entrego un famoso mayor retirado de la USAF. Aunque, de momento, son pocos los científicos que se atreven a hablar del tema. Se limitan a atribuir la creciente mortalidad entre los escaladores a causas naturales pero solo hay que leer entre líneas.

Os estoy oyendo, ¿como han podido ocultar algo tan grande? ¿Como consiguen la colaboración de la gente de la zona? ¿Como han mantenido el engaño tantos años?. Pero es más fácil de lo que parece. ¿No han conseguido que decenas de miles de trabajadores de la NASA y empresas auxiliares se callen y oculten la verdad sobre los supuestos viajes a la Luna? Imaginaos lo fácil que es hacerlo con unos campesinos que además intentan proteger su fuente de ingresos. Simplemente las expediciones inician el ascenso y de noche llegan los helicópteros negros para llevarlos a una base secreta.

Los principales culpables son los chinos que quieren mantener el secreto para conseguir la tecnología y dominar al mundo. Pero como los americanos lo saben han llegado a un acuerdo para repartir lo que consigan. Poder y dinero a repartir entre las grandes multinacionales y los políticos de siempre. Y siguen repitiendo la gran mentira para tenernos engañados y distraídos.

¿Creíais que la conspiración se limitaba al viaje a la Luna? ¿Por qué creer a los alpinistas y no a los astronautas? ¿Acaso nos han traído pruebas más concluyentes? No creáis a los que intentan engañaros. Correr la voz. Que todo el mundo sepa que no hemos llegado al Everest.

P.D: Por si alguien lo lee mas tarde, toda esta entrada es una broma aprovechando que hoy es el día de inocentes y a imitación de la divertidísima bitácora La decadencia del ingenio. En el Everest no se puede vivir permanentemente, pero si permanecer un breve periodo de tiempo. Lo suficiente para escalarlo. Claro, que si alguien se lo ha creído por un momento puede ser interesante que se lea los argumentos que desmontan tanta teoría conspiranoica sobre el alunizaje. Y que vea la explicación detallada de las fotografías.

Categoría:Ciencia en general

¿Quién habla en nombre de la Tierra?

2006-12-20T00:02:00.000+01:00

Cuando tenía once años compré mi primer libro sobre ciencia. Se llamaba “Cosmos” y mis padres nunca me habían visto con un libro tan raro. Ahora mismo lo estoy viendo en la estantería.

Hoy hace diez años que murió Carl Sagan, un maravilloso divulgador científico y un investigador de merito. Una buena biografía me obligaría a hablar de su contribución al estudio de Marte representado por las misiones Viking, del análisis del riesgo de Invierno Nuclear y su lucha para reducir la probabilidad de una guerra nuclear o de sus estudios sobre el efecto invernadero descontrolado como podemos ver en Venus. Seguro que omalaled podría hacerlo maravillosamente.

Pero yo prefiero hablar de la fascinación de un crío que descubre un mundo inmenso por explorar en un simple grano de arena. De la sensación de sorpresa y maravilla al comprender que somos un producto único de la evolución, un tesoro irreemplazable. De nuestra pequeñez en medio del Cosmos que deja minúsculos tanto nuestros problemas personales, como las ambiciones y aspiraciones de dictadores y autócratas a lo largo de la historia. Fui un libro leído y releído con avidez mientras me trasladaba desde la Grecia clásica a los confines del sistema solar. Desde el comienzo del universo a la posibilidad de una destrucción completa por nuestra propia mano, en una guerra deliberada o provocada por un tonto error. Aun hoy, veinte años después, sigue siendo un libro para aprender y para pensar.

Mas tarde leí muchos más libros, tanto de Sagan como de otros autores, que me ayudaron a extender y completar esa imagen inicial. Pero Carl Sagan y “Cosmos” actuaron como el maestro ejemplar que acaba definiendo tu carrera. Después de leer “Cosmos” tenía que ser de ciencias. Y debía intentar mantener una visión tan amplia, tan generosa y tan variada como fuera posible. Es la misma curiosidad con la que sigo leyendo libros y bitácoras. Y, en cierto modo y a una escala mucho más modesta, es lo intento devolver. Actualmente tenemos millones de páginas y bitácoras hablando en nombre la Tierra. Creo que a Carl Sagan le habría hecho feliz.

Categoría: Ciencia en general, Historia de la ciencia

Lentes líquidas para pequeños y grandes

2006-12-13T23:33:00.000+01:00

La semana pasada conté mis problemas colocando un espejo. Siendo una material tan frágil no vendría mal que desarrollasen un material plástico suficientemente bueno para sustituir al cristal. Pero el desarrollo más curioso esta siendo la utilización de líquidos como espejos, tanto en grandes telescopios como en las pequeñas lentes de un teléfono.

Un lago o un remanso de un río fueron durante mucho tiempo los únicos espejos. Una capa de líquido tranquila y lisa servia para reflejar las imágenes. Por eso no es extraño que, desde Isaac Newton , se pensase en utilizar líquidos para sustituir a las lentes, mucho mas caras, delicadas y difíciles de pulir. El candidato ideal era el mercurio, un metal liquido, fácil de manejar y con buenas propiedades ópticas. Aunque, a cambio, sea bastante tóxico.

El siguiente paso era enfocar adecuadamente las imágenes. La solución fue colocar el mercurio en un recipiente plano y hacerlo girar. Las fuerzas combinadas de la gravedad y el giro curvan ligeramente la superficie de mercurio dándole forma de parábola. Para reducir el pero y la cantidad de mercurio empleada se utilizan discos de plástico de forma parabólica con una fina capa de mercurio en la parte superior.

¿Ventajas? Que solo cuestan alrededor del 1% de un espejo convencional. Y son mucho más ligeros y baratos. Incluso sumando el coste de los motores encargados de girar el espejo. De hecho, ya hay planes para construir grandes telescopios en la Luna utilizando esta tecnología. En la Tierra se utilizan telescopios de hasta seis metros para aplicaciones especiales .

Como inconveniente, hay que decir solo pueden orientarse cenitalmente, es decir verticalmente hacia arriba. Esto limita enormemente los objetos que pueden observarse y el tiempo para hacerlo ya que el giro de la Tierra aleja al telescopio de cualquier blanco que haya escogido.

Me pregunto si alguien habrá pensado en utilizar líquidos cargados eléctricamente y campos eléctricos para cambiar esa orientación. Porque algo así esta detrás de un nuevo diseño de lentes líquidas para cámaras y teléfonos móviles. La empresa Varioptic ha diseñado una lente que contienen dos líquidos cuya superficie de contacto cambia de forma al aplicar un campo eléctrico. Tras un par de años de desarrollo parece que, finalmente, han conseguido un producto lo bastante avanzado para utilizarlo en modelos reales . Philips también ha desarrollado una tecnología similar .

Es interesante que hasta elementos tan comunes como los espejos puedan cambiar con un poco de tecnología. Una tecnología que nos recuerda al espejo más antiguo del mundo.

Categoría: Física

Ventanas cuadradas y aviones a reacción

2006-12-06T21:17:00.000+01:00

Esta semana colocamos un espejo cuadrado en baño. En el proceso ha terminado con una pequeña grieta en una esquina, señal de no somos demasiado “manitas”, y eso me ha hecho recordar como unas ventanas cuadradas contribuyeron a cambiar la historia de la aviación.

El británico De Havilland Comet fue el primer reactor de pasajeros. Creado en 1952 servia de estandarte de la tecnología aeronáutica británica superior, en ese momento, a la de los rusos y norteamericanos. Su precioso diseño, con los motores integrados en las alas, llamaba la atención de los pasajeros. Por desgracia, sus diseñadores decidieron, también por razones puramente estéticas, que las ventanas debían ser cuadradas.

Inicialmente todo fue bien. Durante dos años fue el dueño de los cielos mientras Boeing intentaba terminar el desarrollo de su primer reactor civil, el 707 . Y luego llegó el desastre. Después varios accidentes y, especialmente, tras dos accidentes sin causa aparente en enero y abril de 1954 se decidió dejar en tierra el resto de los aviones hasta averiguar que estaba pasando.

Al simular en una piscina presurizada los ciclos de ascenso y descenso del avión se descubrió que, junto a las esquinas de las ventanas, aparecían grietas en el fino fuselaje del avión. Estas grietas crecían progresivamente hasta provocar la ruptura y despresurización catastrófica del fuselaje. ¿Qué estaba pasando?

El fenómeno es conocido como “fatiga de los materiales”. Se conocía desde antiguo pero es difícil de analizar y no fue suficientemente tenida en cuenta. Básicamente consiste en la ruptura de un material tras aplicarle un pequeño esfuerzo, muy inferior a su tensión máxima de rotura. En realidad, este último tirón es la clásica gota de colma el vaso. Para que se produzca la rotura, el material ha sufrido anteriormente gran cantidad de esfuerzos de forma cíclica. Estas fuerzas van acumulando grietas y dislocaciones en la estructura del material que, finalmente, provocan su ruptura. El resultado es difícil de calcular con precisión pero existen formulas aproximadas que permiten calcular la duración del fuselaje de un avión, de un puente o cualquier otra estructura. Y siempre viene bien un mantenimiento adecuado que detecte las grietas antes de que crezcan en exceso.

Un diseño adecuado también ayuda. La sustitución de las ventanas cuadradas por otras ovaladas junto con otras mejoras estructurales eliminaron el problema del Comet. Desgraciadamente no pudo recuperarse de la terrible perdida de confianza que provocaron los accidentes. Los norteamericanos pasaron a controlar el mercado hasta la llegada de Airbus.

No es el único caso. Cuando fallan los cálculos o el mantenimiento se producen accidentes como el descarrilamiento de trenes de alta velocidad , el vuelco de plataformas petrolíferas o inundaciones masivas de melaza que siguen oliendo durante años. Mejor no agobiarse por un simple espejo.

Categoría: Física

El retorno energético de la inversión

2006-11-29T20:28:00.000+01:00

Hay 9.000 millones de toneladas de oro disueltas en mar. Y cantidades aun mayores de uranio o de casi cualquier metal que nos interese. El problema es que están disueltos. Su extracción no es rentable porque el coste energético es excesivo. Y algo parecido puede acabar pasando con el petróleo y otras fuentes de energía.

Es impresionante observar las gigantescas plataformas petrolíferas capaces de extraer petróleo a grandes profundidad. Como la Petronius . Una plataforma de más de 600 metros de altura anclada y 43.000 toneladas de peso que esta anclada en un lecho marino situado 500 metros por debajo. Se esta trabajando en pozos que extraer el petróleo a entre 3000 y 5000 metros de profundidad. Incluso se realizan estudios para encontrar y extraer petróleo bajo tres mil metros de agua y cinco kilómetros de lecho marino . Pero el coste energético de perforar hasta esa profundidad es alto. Y cuando el petróleo empieza a agotarse es habitual bombear agua para ayudar a extraerlo. El resultado es que, en los últimos años, el ratio entre la energía extraída y la utiliza en el proceso ha caído desde 25 a 1 hasta solo 15 a 1 . Es el llamado “retorno energético de la inversión” y puede ser un criterio más importante que la simple rentabilidad económica. El problema no es solo que el petróleo se agote o se vuelva más caro. Si el coste energético sigue subiendo puede ser mejor dejarlo bajo tierra que intentar extraerlo.

Una alternativa prometedora es extraer el petróleo pesado que impregna algunas formaciones geológicas en Canadá y otras partes del mundo. Se calcula que hay cerca de un billón de barriles de petróleo . Sin embargo tienen un ratio aun peor. Solo 4 a 1 . Y su explotación, en gigantescas minas a cielo abierto, tiene unos costes ambientales y paisajísticos enormes.

Este problema no es exclusivo del petróleo o de las fuentes de energía fósiles. Los primeros paneles solares producían menos energía , en toda su vida útil, que la necesaria para fabricarlos. Tenían sentido en un satélite a modo de "baterías ultraligeras". O en una casa aislada contando el ahorro de cableado e instalaciones desde la red eléctrica. Pero, en otras aplicaciones, perjudicaban mas que benefician al medio ambiente. Actualmente los paneles han mejorado mucho y este ratio varía desde 4 a 1, en el peor de los casos, hasta 17 a 1 , en emplazamientos con suficiente radiación solar. Ahora mismo no están tan lejos de ser más rentables que el petróleo y esto mejorará en los próximos años.

Pero no debemos olvidar esa lección. Instalar un aerogenerador o un panel solar en lugares donde no produzcan suficiente energía puede ser más perjudicial que beneficioso para nuestro entorno. Se hicieron cosas muy absurdas y poco ecológicas cuando se multiplicaron las subvenciones para la cogeneración. Y este problema puede repetirse. Incluso teniendo buenas intenciones es posible cometer errores. Es necesario hacer cuentas, valorar todas las consecuencias y escoger la mejor alternativa. Por ejemplo, ahorrar energía y evitar la necesidad de generarla.

Categoría: Física

Arroz C4

2006-11-18T19:22:00.000+01:00

La evolución no solo provoca cambios visibles. Los cambios de tamaño o color de un ser vivo puede ser muy espectaculares pero los cambios internos pueden tener mucha más importancia. De entre ellos, los cambios en los mecanismos asociados a la fotosíntesis son especialmente importantes para nuestro planeta.

Parafraseando al Paleofreak, puede definirse la ~~evolución~~ selección natural como la reproducción diferencial de una combinaciones de genes. Si unos genes proporcionan alguna ventaja a sus poseedores, eso facilita que la siguiente generación tenga una mayor proporción de individuos que compartan dichos genes y menor del resto. Por ejemplo, si un cazador es más eficaz porque es más rápido, consigue mas alimento y podrá dejar mas descendientes.

En el caso de la fotosíntesis las plantas han desarrollado hasta tres mecanismos alternativos, cada uno de ellos adaptado a un entorno diferente. La variación se encuentra en la forma de retener y utilizar el CO₂. El método más antiguo es la denominada vía de los tres carbonos . Funciona muy bien. Tanto que esta extendido masivamente y el 95% de las plantas lo utilizan. Es el método preferido cuando se dispone de nutrientes abundantes, agua, CO₂, o nitrógeno suficiente y temperaturas moderadas.

Un segundo método es conocido como la vía de los cuatro carbonos. Es algo más complejo y utiliza algunas moléculas diferentes. A cambio es más eficaz y ventajoso cuando la planta se encuentra en condiciones de escasez de agua, nitrogeno o CO₂. Aunque solo representa al 5% de las plantas es utilizado por algunas tan importantes como el maíz o la caña de azúcar.

El tercer método es conocido como metabolismo ácido de las Crassulaceae, en honor al familia de plantas donde se descubrió. Su ventaja es que minimiza el consumo de agua así que generalmente suele encontrarse en ambientes desérticos. Todas plantas obtienen el dióxido de carbono de la atmósfera a través de unos huecos en las hojas llamados estomas. Pero, en este intercambio, las plantas pierden agua, un recurso valioso y, en algunas situaciones, escaso. Para minimizar las perdidas estas plantas captan y retienen el CO₂ por la noche. De día es liberado para participar en el proceso de la fotosíntesis. Este tipo de plantas suele perder de 50 a 100 gramos de agua por cada gramo de CO₂ retenido, frente a 250 a 300 gramos de la vía de los cuatro carbonos y los 400 a 500 gramos de la vía de los tres carbonos.

Al final hay varios caminos para el éxito. Y la evolución no es "supervivencia de los fuertes", más bien una pequeña ventaja para los mejor adaptados. Claro que la mano del hombre también puede intervenir en este proceso. En estos momentos diversos equipos trabajan a lo largo del mundo para intentar proporcionar a las plantas de arroz los genes responsables de la vía de los cuatro carbonos. Su objetivo es mejorar el rendimiento de la producción de arroz entre un 15 y un 20 por ciento. Esperemos que ese sea el mejor camino.

Categoría: Biología

La Luna es una extraña imagen

2006-11-12T21:17:00.000+01:00

Puede que la visión de la Luna fuese lo primero que nos impulsó a mirar a las estrellas. Y, a pesar de todo este tiempo, somos incapaces de hacerlo bien. Si observamos la Luna acercase al horizonte veremos como, aparentemente, aumenta su tamaño. Y los científicos siguen discutiendo cual es la causa de este engaño.

La primera pregunta que debemos hacernos es si se trata de un efecto externo, un espejismo de algún tipo. Hay diversos métodos para comprobarlo pero uno de los más impactantes es utilizar una fotografía con varias exposiciones como la siguiente: (Autor & Copyright: Shay Stephens )

Como se ve en la foto el tamaño de la Luna no varia. La fotografía no detecta cambios así que se trata de algo que esta en nuestra cabeza. Otro ejemplo de que no siempre podemos fiarnos de la “realidad”. Así que descartados los efectos físicos y las distorsiones atmosféricas solo cabe pensar que se trata de una ilusión óptica de algún tipo. Nuestro cerebro no percibe bien las distancias y nos engaña sobre el tamaño real.

La primera candidata es la ilusión de Ponzo . En esta ilusión interpretamos que las líneas horizontales tienen diferentes dimensiones porque somos engañados por las líneas convergentes que las rodean. Sus defensores sostienen que arboles, carreteras y otros elementos del paisaje crean el mismo efecto que las lineas de la imagen. Otra teoría sostienen que pueden explicar este hecho basándose en la “Ley de Emmert ” . Según esta teoría los objetos cuya imagen ocupa el mismo tamaño sobre nuestra retina son ajustados en tamaño para nuestro cerebro en función de la distancia percibida. Sin embargo estas teorías tienen un problema, pilotos aéreos alejados de cualquier punto de referencia han informado de la misma ilusión. Tampoco son las únicas y la entrada de Wikipedia incorpora unas cuantas explicaciones mas.

Una última teoría que esta empezando a ganar apoyo se centra en los músculos de nuestros ojos. Cuando observamos un objeto, unos pequeños músculos desplazan los globos oculares para converger en el mismo. El cerebro se ayuda de ese movimiento para calcular la distancia a la que se encuentran y, de alguna forma, este cálculo parece fallar cuando la Luna, o el Sol, se acercan al horizonte. Un artículo que parece apoyarla “The representation of perceived angular size in human primary visual cortex” (formato pdf) fue publicado en Nature el 5 de febrero de este año. El experimento utilizó equipos de resonancia magnética nuclear para estudiar como se procesaba la información visual.

Podéis leer explicaciones mas detalladas (y complejas) aquí . En cualquier caso, y mientras se llega a un consenso sobre el tema, resulta fascinante observar como la simple visión de Luna sigue inspirando a la ciencia.

P.D: Muchas gracias a Jota por sugerirme este tema y proporcionarme el enlace con el artículo de la NASA .

Categoría: Biología

Primer Aniversario

2006-10-29T21:14:00.000+01:00

Hace unos días esta bitácora cumplió un año. La verdad es que últimamente estoy pasando por tantos cambios que no lo recordé a tiempo. Pero, aunque sea tarde, me gustaría hacer unos comentarios y dar los agradecimientos correspondientes.

Lo que empezó en una sugerencia de cafetería, una forma de evitar que oyentes involuntarios soportasen mis "batallitas", ha acabado proporcionándome un montón de alegrías inesperadas. La primera comprobar que llegaban lectores y comentarios, algo que se agradece entre tantas y tan buenas bitácoras que ya existen. La segunda ver que mis textos parecían interesantes a algunos de mis autores favoritos como Alpoma, Omalaled, Pjorge , Remo y Patxi, y Shora. En último año he sumado muchos más autores interesantes que he ido descubriendo en comentarios, enlaces en Technorati u otras referencias. Mejor no los menciono, por no olvidarme a nadie, pero les he dejado comentarios cuando pensaba que podía aportar algo. Como guinda he tenido la suerte de ser invitado a proyectos tan interesantes como Hispaciencia e incluso tuve la posibilidad de ganar un poco de dinero colaborando con Genciencia.

No se como resultará este próximo año pero puedo prometeros más temas y más anotaciones en cuanto me organice un poco mas. Gracias por estar ahí y espero que os gusten.

Categoría: AutoCdB

Gotas saltarinas

2006-10-21T18:01:00.000+02:00

Es interesante ver como una simple sartén de cocina puede hablarnos de sistemas caóticos, de tensión superficial y de la gravedad con la ayuda de una gota de agua. El experimento es tan sencillo que seguro que la mayoría lo habéis hecho aunque sea de forma involuntaria. Dejar caer una gota de agua sobre una sartén caliente y, en muchas ocasiones, la gota comenzará a saltar y moverse violentamente por su superficie.

Es el llamado efecto Leidenfrost que, en el caso del agua, se produce sobre una superficie que se encuentre entre 200 – 300 grados centígrados. Una explicación simplificada es que parte del agua se evapora en contacto con la superficie formando una capa de vapor. La tensión superficial atrae al resto de moléculas formando una gota cuyas características dependen del líquido y de la superficie. Y la gravedad, además de afectar a la forma de la gota, la mantiene pegada a la superficie evitando que salga disparada como un cohete. Así que el vapor solo puede escapar por los bordes, provocando el movimiento caótico de la gota en dirección contraria.

¿Y porque no se evapora todo el agua de golpe? Esto es debido a que el vapor tiene una capacidad de transmisión de calor relativamente baja a esas temperaturas. En el grafico podemos ver como varia en función de la temperatura de la superficie de contacto. Poco antes de los 100 grados comienza a disminuir alcanzando un mínimo entre 200 a 300 grados. Es un efecto que puede ser muy peligroso. Por ejemplo en un intercambiador de calor podría ir aumentando de temperatura y disminuyendo la transmisión de calor hasta provocar graves daños en el aparato.

Hace unos meses, el efecto Leidenfrost se hizo popular cuando unos investigadores de la universidad de Oregón descubrieron la forma de utilizar el movimiento de las gotas de líquido para refrigerar superficies calientes como los microprocesadores de un ordenador. Para ello utilizaron una superficie con un perfil similar al de una sierra que lo que “dirigía” la salida de vapor y por tanto el movimiento de la gota.

Hay más información en la página del grupo de investigación que lo descubrió. Debajo podéis ver un video muy cortito de cómo funciona.

Os recomiendo ver esta imagen más detallada elaborada por el New York Times , explicando el efecto y sus aplicaciones En esta otra dirección puede encontrarse una colección de videos a cámara lenta sobre el movimiento de diferentes fluidos como agua o nitrógeno liquido.

Como veis es una forma divertida, aunque probablemente muy ineficiente, de convertir directamente calor en movimiento. Y como sistema de refrigeración tiene la ventaja de que no necesita bombas ni elementos móviles. Un poco de ingenio y la leyes de la física hacen todo el trabajo.

Categoría: Física

Psicólogos, ingenieros y la realidad

2006-10-08T19:23:00.000+02:00

Me he pasado los últimos nueve años trabajando rodeado de psicólogos, una experiencia extraña para un ingeniero como yo, pero que ha resultado de lo más interesante y enriquecedora. Ahora que voy a dejarlos, creo que toca hablar un poco de la psicología como ciencia.

Creo que lo mas interesante que he aprendido de ellos es la infinita flexibilidad de eso que llamamos “realidad”. Generalmente somos conscientes de las limitaciones de nuestros “sensores”. No todos tenemos el oído de un músico. Muchos necesitamos gafas. Internet esta llena de imágenes con ilusiones ópticas mas o menos sorprendentes. Sin embargo, una vez que la información de nuestros sentidos llega el cerebro, suponemos que es analizada con precisión y exactitud. Creemos que es el ordenador perfecto que buscamos los ingenieros pero esa confianza es un error.

Los psicólogos como buenos científicos realizan experimentos para intentar analizar nuestros razonamientos. Son parecidos a los experimentos médicos, comités de ética incluidos, y tiene la misma dificultad para averiguar que esta pasando realmente. Eso hace que los resultados sean aún más meritorios.

Primer experimento (1): Hipnotizamos a una persona para que salga a la calle con chubasquero en un día radiante de verano. Luego, una vez despierta, le preguntamos porque lo ha hecho. Generalmente intentará autojustificarse recordando que el tiempo en verano es variable, que por las tardes refresca o que realmente no sentía calor. Y lo más probable es que llegue a creer su propia explicación. Puede sustituirse este ejemplo por cualquier otra actividad que puede perjudicarnos pero que conseguimos justificar con éxito. Por ejemplo, fumar, no hacer ejercicio, comer en exceso o sufrir de anorexia. Intentamos justificar lo que hacemos, no analizar si es razonable o deberíamos cambiarlo.

Segundo experimento : Estamos en 1954, escogemos un campamento de Boy Scouts y dividimos a los niños en dos grupos. Creamos un espíritu de grupo dentro de cada uno y después los ponemos a competir entre ellos. Eso refuerza los lazos del grupo propio y empezará a crear hostilidad hacia el otro. Pronto cualquier hecho insignificante será mal interpretado y generará aun más hostilidad pudiendo llegar a enfrentamientos violentos. Cincuenta años después, ¿Os recuerda a algún concurso de televisión?. Por no hablar de la política en general.

Tercer experimento : Escoge quién te cae mejor entre estas dos personas:

Julio es inteligente, trabajador, impulsivo, critico, testarudo, y envidioso
Ramón es envidioso, testarudo, critico, impulsivo, trabajador e inteligente.

¿Decidiste? Tal vez deberías saber que se dice exactamente lo mismo de ambos, solo se ha cambiado el orden. Pero, en general, hay más gente que prefiere a Julio. La forma de presentar la información puede cambiar totalmente nuestra percepción aunque digamos exactamente lo mismo. Este tipo de trucos son que encantan a los publicistas.

En todos estos casos acabamos interpretando mal la realidad debido nuestra necesidad de autojustificarnos, a algunas ideas preconcebidas (nosotros y ellos) o al efecto de primacía , también llamado “la primera impresión es la que cuenta”. En resumen, que no es fácil analizar la realidad y es necesario estar atentos a todos los sesgos y errores que cometemos al hacerlo. Nuestro cerebro tampoco es perfecto.

Espero que haber aprendido todo esto me permita ser un poco mejor persona. En cualquier caso han sido nueve años estupendos y, aunque creo que el cambio es a mejor, os echare de menos a todos, tanto psicólogos como no.

(1) Los ejemplos están extraídos de “El animal social ” de Elliot Aronson . Un libro muy, muy recomendable que no se parece, en nada, a un manual de autoayuda. (Gracias Eduardo y disculpa las simplificaciones)

Nuevos feeds y otros cambios

2006-10-06T19:52:00.000+02:00

Algunos cambios ahora que me he pasado a Blogger Beta. El cambio ha provocado algunos fallos en la plantilla aunque creo que los he corregido todos. Si alguien tiene problemas o encuentra algún acento cambiado por un carácter extraño agradecería un comentario para avisarme. Las categorías seguirán utilizando del.icio.us de momento.

Y algún cambio en los feeds. Aprovechando las nuevas posibilidades he añadido uno para seguir los comentarios y además ahora hay dos posibilidades de suscribirse, solo a la entradilla o a todo el texto. Personalmente yo prefiero utilizar feeds resumidos porque tengo bastantes suscripciones y no siempre tengo tiempo de leer todo lo que me gustaría. Sin embargo hay gente que prefiere tener el texto completo así que he añadido esa opción.

Si me gustaría pediros que utilizaseis alguno de estos enlaces (via Feedburner) en lugar del enlace ofrecido por Blogger (http://cienciadebolsillo.blogspot.com/atom.xml). Primero porque me hace mucha ilusión saber cuanta gente sigue realmente esta bitácora y así puedo contabilizarla. Segundo porque tengo curiosidad por saber si preferís la anotación completa o solo la entradilla y no puedo saber cuantos estais suscritos directamente. Como ventaja adicional, si alguna vez me animo a cambiar a dominio propio no tendréis que tocar nada. En el faldón izquierdo tenéis dos contadores, el habitual y uno en azul con los suscriptores a la anotación completa. De momento no he tocado el resto de opciones de suscripción, incluida la suscripción por correo, hasta ver como evoluciona el tema.

Categoría: AutoCdb

Yo no he sido. La explosión nuclear que no fue de nadie

2006-09-29T22:47:00.000+02:00

Se sospecha que fue una explosión nuclear pero nadie se hace cargo. El 22 de septiembre de 1979 se produjo una explosión al sur del Océano Indico (ver mapa). Y aunque existen algunas dudas, la hipótesis más probable es que se tratase de un ensayo nuclear.

Dejaremos a políticos y diplomáticos la discusión sobre si fue un ensayo secreto del gobierno israelí o parte del programa nuclear secreto de Sudafrica . Tal vez un intento desesperado de sostener el apartheid con el argumento de que “si tengo armas nucleares nadie se meterá conmigo”. O simplemente un error de los diferentes sensores implicados. Pero eso nos lleva a preguntarnos, ¿Cómo se detecta una explosión nuclear? ¿Podemos estar seguros de que se respeta la prohibición de ensayar armas nucleares?

Para controlar esa prohibición se dispone de un sistema internacional compuesto 321 estaciones y 16 laboratorios repartidos por todo el mundo . Utilizan para esta tarea cuatro tecnologías diferentes: sensores sísmicos, hidrófonos, micrófonos para infrasonidos y el análisis de isótopos radiactivos en laboratorio. Entre ellos analizan tierra, mar y aire para detectar indicios de un ensayo no autorizado.

El método mas conocido es el registro de terremotos. Existe una amplia red de sensores sísmicos con suficiente sensibilidad para detectar tanto explosiones nucleares como pequeños terremotos naturales. En el grafico inferior, propiedad de la CTBTO , puede distinguirse la diferencia entre las ondas P generadas por una explosión nuclear o por un terremoto. Los hidrófonos intentan hacer algo parecido con el sonido de la explosión que es transmitido por el océano.

Más curiosa en la detección en la atmósfera. Se dispone de micrófonos ultrasensibles situados en lugares como Hawai que están preparados para detectar los infrasonidos , sonidos de muy baja frecuencia que son generados por una explosión nuclear y durantes miles de kilómetros sin ser oídos por los humanos.

Estos métodos son completados con el análisis de muestras en laboratorio, buscando detectar isótopos radiactivos que procedan de una explosión.

Pero en 1979 este sistema aun no estaba en funcionamiento. Fue un satélite de la serie Vela el único que detecto el incidente mediante un sensor óptico llamado Bhangmetro , por la palabra india para denominar el cannabis. Aunque ahí no acaban las sorpresas. Sus herederos modernos están incluidos dentro del instrumental de los satélites del sistema G.P.S. . Pensad en ello cuando vuestro navegador os lleve a casa. Además de indicaros la posición, esos satélites están ocupados vigilando posibles explosiones nucleares.

Categoría: Ciencia en general

El bueno, el malo y el divertido. Los otros gases de efecto invernadero

2006-09-24T17:17:00.000+02:00

No todo el efecto invernadero es malo. De hecho, algo de efecto invernadero es imprescindible para mantener la temperatura de la Tierra en un margen aceptable para la vida tal y como la conocemos. Se estima que este efecto eleva la temperatura media del planeta desde unos -18 grados centígrados a + 15 .

El primer responsable de ello es el vapor de agua que se ha encargado de subir la temperatura del planeta desde hace millones de años. Se calcula que proporciona aproximadamente el 36% del efecto global . Es una parte muy importante, pensemos que el CO2 solo proporciona alrededor del 12%. Además es un efecto autorregulado ya que el exceso que vapor de agua en la atmósfera, que aumentaría su temperatura, es compensado rápidamente por un aumento de las nubes que la enfrían al reflejar parte de la radiación solar. Es lo que se conoce como realimentación negativa , y proporciona la base del “termostato” planetario. La inmensa mayoría de los científicos cree que el agua seguirá limitando (no eliminando) el aumento de la temperatura , independientemente de la concentración de otros gases, aunque un grupo minoritario cree que podría dejar de hacerlo en determinadas condiciones y llevarnos a un efecto invernadero descontrolado .

El malo seria el metano, ¿Por qué? Bueno, primero porque, bajo un alias, grisu, ha matado a innumerables mineros en explosiones provocadas por su acumulación a partir de fuentes naturales. Y después por su eficacia como gas de efecto invernadero. Aunque su concentración sea mucho menor, representa alrededor del 20% del efecto invernadero. Y eso, a pesar de que se trata de una molécula con una vida media en la atmósfera de unos 10 años antes de convertirse en vapor de agua y CO2. De hecho el metano es sospechoso de haber ocasionado bruscos cambios en el clima en el pasado . Reducir su producción natural o humana es muy complicado ya que procede de muchas fuentes diferentes. Desde los campo de arroz que alimentan a centenares de millones de personas, a los bosques tropicales pasando por el deshielo de inmensas extensiones de tundra . Y hay que sumar la amenaza de los hidratos de metano o los ocasionales escapes desde el fondo del mar , como puede ver en este video de la UCSB.

El divertido es el oxido nitroso (NO2) , el conocido gas de la risa. Pero la parte menos divertida es que destruye las moléculas de ozono con gran eficacia. Y, por si esto no es suficiente, provoca un efecto invernadero 296 veces más intenso que el CO2 . La mayor fuente de oxido nitroso son las bacterias del suelo que lo emiten a partir de los abonos nitrogenados aportados por los seres humanos. Y aquí si hay una realimentación positiva, porque según recientes estudios el calentamiento global esta haciendo que los bosques liberen más y mas oxido nitroso debido a que la actividad de las bacterias aumenta con la temperatura.

Esto no es más que un breve (o no tan breve) resumen de un tema extraordinariamente complejo, como puede verse en los enlaces. Por eso no es extraño que, aunque el aumento en las temperaturas es indiscutible, los detalles del proceso y la parte de culpa de cada uno de ellos sean objetos de largas discusiones. Galgos o podencos, yo no esperaría a tener todos los detalles.

Categoría: Química

El enemigo de mi enemigo

2006-09-09T00:10:00.000+02:00

Nadie esta libre de enemigos en la naturaleza. Cada presa tiene un cazador pero cada cazador también tiene enemigos capaces de acabar con el. Y aunque hubo experimentos a lo largo de toda la historia solo en las últimas décadas hemos aprendido a utilizar sistemáticamente este hecho a nuestro favor.

El control biológico de plagas es el caso mas conocido. Por ejemplo, podemos esparcir mariquitas en un campo para acabar con una plaga de pulgones. Sin embargo hay una variante todavía más interesante, el control de las enfermedades humanas. Tendemos a pensar en los virus solo como causantes de nuestras enfermedades pero esos son solo una parte. Existen multitud de virus que atacan a todo tipo de organismos y seres vivos. Plantas y animales sufren su azote por igual pero quizás os sorprenda saber que hasta las propias bacterias pueden ser afectadas. Y cuando una bacteria puede provocar una enfermedad, un virus que la ataque puede ser un gran aliado. La idea es sencilla, identifiquemos las enfermedades que puede sufrir una bacteria y provoquémoslas.

Se conoce como bacteriófagos a los virus que tiene a las bacterias como sus victimas. Son conocidos desde principios de siglo XX aunque se ha trabajado poco con ellos. Su principal uso en la actualidad es servir como herramienta para introducir cadenas de ADN en las bacterias y obligarlas a producir productos concretos. Sin embargo, en la Unión Soviética se trabajó desde los años 40 en la utilización de virus para luchar contra las enfermedades provocadas por bacterias . Un virus natural podría infectar a las bacterias, modificar su ADN para obligarlas a fabricar múltiples copias de si mismo y finalmente reventarlas para liberar todos los virus generados. Exactamente lo mismo que otros virus hacen con nuestras propias células.

Pensemos que nuestros antibióticos están dejando de ser eficaces tras unos pocos años o décadas de utilización. En cambio, los virus han podido vencer las defensas de las bacterias durante largo tiempo, tal vez durante millones de años. Lo hacen evolucionando y cambiando tan pronto como las bacterias lo hacen. Una habilidad que no somos capaces de imitar. Por ello, la Food and Drug Administration acaba de aprobar la utilización de virus esparcidos sobre carne o el pollo para eliminar varias cepas de Listeria monocytogenes y evitar que se conviertan en un problema alimentario.

La verdad es que me encanta la idea de cultivar cepas de virus capaces de “comerse” a las bacterias que producen el cólera y la tuberculosis o al parásito que provoca la malaria. Aunque no se si existen virus naturales les ataquen. Sin duda seria el método más limpio y natural para protegernos de ellas. Ya se sabe que el enemigo de mi enemigo puede ser mi amigo.

Próximo tema: El bueno, el malo y el divertido. Los otros gases de efecto invernadero
Categoría: Biología

La zona muerta

2006-09-01T21:56:00.000+02:00

No, nada de pseudociencias en este blog. La zona muerta es el gráfico nombre que reciben determinadas zonas del océano totalmente desprovistas de vida animal. Ningún animal crece, se mueve o reproduce. Y parece que van en aumento.

En la zona abisal, entre 2.000 y 6.000 metros, puede encontrarse vida. A pesar de la ausencia total de luz y de una presión equivalente a casi 800 kilogramos por centímetro cuadrado los animales consiguen sobrevivir mientras tengan un elemento fundamental. Oxigeno. El oxigeno debe llegar hasta esa profundidad. Sin oxigeno disuelto los animales no pueden sobrevivir y dado que no hay algas para generarlo, ¿de donde sale?

Este oxigeno llega al fondo del mar arrastrado por las frías corrientes marinas que se hunden desde la superficie de los polos. Curiosamente la zona mas profunda no es la que tiene menos oxigeno ya que tiene muy pocos animales que lo consuman. La concentración mínima se encuentra alrededor de los mil metros. Por encima de esta profundidad el oxigeno disuelto o arrastrado desde la superficie aumenta de nuevo la concentración. La linea en morado claro es el oxigeno.

También hay que considerar que a mayor temperatura menos cantidad de gas puede disolver el agua. La siguiente imagen muestra la variación de la concentración de oxigeno en la superficie del océano.

Si recordáis, ya comentamos que el océano perdía capacidad para disolver gases, entre ellos el CO2 y el O2, al aumentar la temperatura. Así que otra consecuencia del efecto invernadero es que puede dificultar la oxigenación de los océanos. Pero, a corto plazo, el problema principal es el exceso de nutrientes en el agua. Las enormes cantidades de fertilizantes utilizados en la agricultura y que son arrastrados hasta el mar generan un proceso denominado eutrofización.

El aumento en la población de algas enturbia el agua hasta bloquear la luz solar. Esto impide la fotosíntesis, matando a las algas. Estas se descomponen consumiendo todo el oxigeno del agua y eliminando cualquier posibilidad de vida. Se han localizado unas 150 zonas de este tipo con tamaño variable desde unos pocos kilómetros cuadrados a cerca de 80.000.

La muerte de tantos animales genera una autentica lluvia de “nieve orgánica” que cae al fondo donde las bacterias la ingieren utilizando el escaso oxigeno restante. Temporalmente, la vida animal desaparece. En algunas ocasiones, es posible recuperar estas zonas ya que vuelven a ser colonizadas en cuanto se recupera la concentración de oxigeno. Desgraciadamente hay zonas tan contaminadas que el oxigeno ha desaparecido permanentemente. El este del Mar Báltico es la zona más degradada con una extensión variable que puede llegar a los 100.000 kilómetros cuadrados pero de nosotros depende que la docena de zonas muertas persistente que aparecen en el gráfico no sigan extendiéndose y multiplicándose.

Próximo tema: El enemigo de mi enemigo
Categoría: Biología

Nace Hispaciencia

2006-09-01T19:08:00.000+02:00

Ha surgido una iniciativa de lo más interesante y quiero mencionarla aquí. Ha nacido Hispaciencia, una comunidad destinada a recoger diferentes blogs acerca de la ciencia. En palabras de una de sus creadoras:

Hoy 1 de Septiembre, tras varios meses de planificación, organización y construcción, sale públicamente un proyecto que surgió a partir de una sencilla idea: Reunir los blogs científicos en un único sitio para acercar esta nueva forma de divulgación a la gente.

Algunos de mis blogs favoritos forman parte de esta iniciativa y han sido tan amables que han decidido incluir entre ellos a este. Me parece una iniciativa fantástica que me ha servido para conocer otras páginas de lo más interesente. Visita muy recomendada.

Categoría: AutoCdB

Nueva temporada y nuevo diseño

2006-09-01T18:54:00.000+02:00

Llega septiembre y este blog vuelve con un pequeño cambio de diseño. Había algunos pequeños fallos en la visualización en diferentes navegadores así que he decidido simplificarlo un poco. He optado por un diseño de dimensiones fijas y 1024 píxeles de anchura que debería verse bien en la mayoría de los navegadores. En mis pruebas se ve bien en Firefox, Opera e IExplorer (aunque persiste algún problema con el tamaño de letra muy grande). También debería verse ligeramente mejor en Safari aunque no he podido comprobarlo. Con esto se recoge a la gran mayoría de los visitantes pero si alguno tiene problemas que lo diga en los comentarios e intentare corregirlo.

Además se he cambiado el siempre creciente lado derecho. Ahora utilizo javascript para visualizar los enlaces por bloques. Ocupa menos espacio y son más accesibles. Queda actualizar la lista de enlaces y añadir muchos nuevos que he conocido en estos meses. Pero antes hay que escribir una entrada sobre ciencia.

Próximo tema: La zona muerta
Categoría: AutoCdB

Marte, radiaciones y burbujas de plasma – Segunda parte

2006-08-11T22:13:00.000+02:00

La semana pasada hablamos de los problemas que la radiación genera para los viajes espaciales. Era necesario pensar en una forma ligera y eficaz de proteger a los astronautas. Y un poco de plasma puede venir en nuestra ayuda.

El plasma es una mezcla de electrones y átomos ionizados que podemos ver en lámparas como la de la foto. Personalmente me encantan, otra razón para pensar que soy irremediablemente friki. Aunque no sea tan espectacular, cualquier tubo fluorescente forma un plasma en su interior al aplicarle una corriente eléctrica. Y como ya comentamos, una capa de plasma sobre la atmósfera ayuda a protegernos de buena parte de las radiaciones que sufriría un astronauta de viaje a Marte.

¿Podríamos imitar esta protección natural? Después de todo, tenemos cierta experiencia creando plasmas. En la Universidad de Washington han propuesto utilizar una burbuja de plasma para proteger una nave espacial. Unos pocos gramos de hidrogeno y un red de cables superconductores alrededor de la nave espacial serian todo lo necesario para generar un plasma protector equivalente a varios centímetros de aluminio sólido. En principio, ya se dispone de todos los materiales para ello, pero probarlo en el espacio no es una tarea fácil.

Pero hay una segunda posibilidad mucho más interesante. Buscando un escudo, podemos acabar desarrollando una vela que nos impulse a través del sistema solar. Esto es posible porque el viento solar puede alcanzar velocidades de hasta 800 kilómetros por segundo. La idea seria aprovechar este “viento” muy rápido pero con un empuje muy pequeño para impulsarnos hacia los planetas exteriores. A imitación de la magnetosfera de la Tierra, existe un proyecto denominado M2P2 que busca crear una gran burbuja magnética de entre 15 y 30 kilómetros alrededor de una pequeña nave espacial no tripulada.

Para ello utilizaría un motor que parece un primo lejano de los motores iónicos que empiezan a utilizarse para la propulsión espacial y que, a pesar de su nombre, expulsan un chorro neutro. En este caso se expulsaría un plasma que tomaria forma de burbuja gracias a un campo magnético. Alrededor de un kilogramo de combustible al día y aproximadamente un kilovatio de potencia le proporcionarían un empuje sostenido de 1 a 3 Newtons. Para una nave de entre 100 a 200 kilogramos la velocidad estimada tras tres meses seria de más de ¡¡¡¡250.000 kilómetros por hora!!!. A una escala mayor, esta burbuja bloquearía la radiación en el rango de los MeV y puede que incluso al nivel de los rayos cósmicos (GeV).

Y lo mas bonito de esta idea es que conforme disminuye el empuje del viento solar, aumenta la superficie de la esfera. Así la fuerza propulsora seria igual en la Tierra que en la órbita de Plutón. La nave podría acelerar todo el camino hasta salir de la heliosfera y explorar los confines del sistema solar.

En cualquier caso, espero que esta vez lo hagamos bien. Si hace falta, esperando hasta desarrollar la tecnología adecuada pero no más misiones de pisar y volver. Hay mucho que ver ahí fuera.

Nota: Entre una anotación y otra ha muerto James Van Allen, un científico brillante y el descubridor de los cinturones de radiación que comentamos en la entrada anterior.

Actualización: Historias de la Ciencia ha incluido una estupenda biografía de Van Allen

Próximo tema: Esta vez no. Voy a tomarme un par de semanas de vacaciones y volveré para septiembre con más temas. Nos leemos, :).

Categoría: Física

Marte "amanece" sobre la Luna

2006-08-10T18:52:00.000+02:00

Es una imagen tan bonita que no he podido resistirme a ponerla. Si recordáis ya hablamos de los problemas de utilizar teleobjetivos y no decirlo en un problema de escala. Con una idea similar y mucha, mucha paciencia se ha conseguido esta imagen de Marte “amaneciendo” sobre la Luna.

Puede apreciarse con claridad el casquete de hielo en el polo sur. A pesar de las apariencias, Marte tiene casi el doble de diámetro ecuatorial y esta mucho mas lejos que la Luna. La imagen esta sacada de Bad Astronomy, una página similar a nuestra Mala Ciencia pero más especializada en astronomía. Muy recomendable. Con el mismo origen podéis ver dos secuencias de fotografías, Júpiter ocultándose tras la Luna y Saturno y sus anillos ocultándose de la misma forma.

Categoría: Física

Marte, radiaciones y escudos de plasma – Primera parte

2006-08-04T22:45:00.000+02:00

No, no se trata de los socorridos escudos de las películas de ciencia-ficción. Estos son más sencillos, menos poderosos pero pueden ser tremendamente útiles para proteger a los astronautas en un futuro pero probablemente lejano viaje a Marte.

Existe una posibilidad muy real de que la radiación sea un gran inconveniente en los viajes espaciales. Tanto que pueda incluso impedir los viajes espaciales de larga duración. Algunos cálculos indican que uno de cada 10 astronautas podría morir de cáncer por la radiación acumulada en el viaje de ida y vuelta a Marte. Aun peor, tal vez no puedan pisar Marte y mantenerse de pie. A la perdida de calcio debida a la falta de gravedad habría que sumar los daños causado por la radiación. Algunos experimentos con ratones sugieren que la radiación elimina gran parte de la resistencia de los huesos , pudiendo ocasionar graves casos de osteoporosis antes de llegar a Marte.

Pero para empezar, ¿Por qué hay radiación en el espacio? ¿Cómo puede haber algo que emita radiaciones si se supone que esta vacío? En realidad no esta vacío. Empezando por la Tierra, estamos rodeados por los llamados Cinturones de Van Allen situados entre los 1.000-5.000 kilometros y los 15.000-20.000 kilómetros desde la Tierra. Estos cinturones tienen una forma toroidal, es decir como un donuts, y consisten fundamentalmente en una mezcla de protones y electrones. Estas partículas son atrapadas y aceleradas por el campo magnético de la Tierra, y pueden golpear a gran velocidad a cualquier satélite que encuentren en su camino.

¿Y lejos de la Tierra? La situación empeora porque cada vez estaríamos más indefensos. Mientras estamos cerca de la Tierra tenemos todo el grosor de su atmósfera para detener la radiación directa y a la magnetosfera donde el campo magnético terrestre desvía al viento solar . Entre ambos nos protegen de la mayor parte de la radiación. Y es la interacción entre el campo magnético de la Tierra y el viento solar lla que permite colarse a algunas partículas, generando las preciosas auroras .

Pero al alejarnos, nuestra hipotética nave recibiría el impacto, no solo del viento solar, sino también de los rayos cósmicos. Se trata de una mezcla de diferentes partículas: protones, electrones o núcleos de átomos que pueden llegar a moverse casi a la velocidad de la luz. Su origen no esta del todo claro y a lo largo de lo últimos cien años han surgido diversas teorías para explicarlos. Si se sabe que provienen de más allá del sistema solar y son increíblemente energéticos.

No pinta bien aunque es posible pensar en algunas soluciones para proteger a los astronautas. La primera opción, blindar la nave frente a las radiaciones, podría funcionar pero aumentaría mucho su peso incluso limitando la protección a zonas concretas de la misma. Y un gran aumento de peso impediría igualmente el viaje o lo volvería tremendamente caro. Cada kilogramo en órbita terrestre cuesta entre 5.000 y 30.000 dólares , lanzado hacia Marte aun más. Necesitamos algo mejor. Ligero, fiable y con eficacia demostrada en el tiempo. En la próxima anotación hablaremos de algunas propuestas que buscan proteger a los astronautas y, de paso, pueden revolucionar los viajes por el Sistema Solar.

Próximo tema: Marte, radiaciones y escudos de plasma – Segunda parte
Categoría: Física

Poniendo puertas al mar

2006-07-28T20:34:00.000+02:00

Inglaterra se hunde. Literalmente. Sus casas y ríos, sus carreteras y aeropuertos van perdiendo altura y acercándose al nivel del mar. A cambio Escocia esta cada vez más alta. Este curioso fenómeno es llamado rebote post-glacial y tiene importantes repercusiones tanto económicas como medioambientales.

Al final de última era glacial, hace unos 11.000 años, buena parte del norte de Europa y Escocia estaban cubiertos por una capa de nieve y hielo de hasta tres kilómetros de espesor. La enorme masa apoyada sobre el terreno provoco que la placa tectónica que contiene a Inglaterra y Escocia se hundiese en el manto, por la parte norte, y se elevase por el sur.

A pesar del tiempo transcurrido el movimiento no ha concluido y continúa a un ritmo de un centímetro por año aproximadamente en la península escandinava. En el sur de Inglaterra la tasa es menor pero oscila entre 1 y 2 milímetros por año como se ve en el gráfico del Programa Climático del Reino Unido . (Ver informe en pdf .) No parece mucho pero hay que tener en cuenta que se estima que continuara durante los próximos 10.000 años.

El caso de Londres es mucho peor ya que se combina este descenso con el asentamiento de la ciudad sobre arcillas, el aumento de las tormentas en el canal y las posibles consecuencias del efecto invernadero. En total, las mareas crecen unos 60 centímetros por siglo. Y mirando la historia hay razones para preocuparse ya que las inundaciones han causado decenas y hasta centenares de muertos en Londres o en las zonas costeras cercanas.

Actualmente hay millón y medio de personas que viven en zonas inundables. Para protegerlas y evitar que Londres acabase como la Plaza de San Marcos tras una tormenta se construyo la Barrera de Támesis que podéis ver en la foto inferior. Literalmente poniendo puertas al mar.

Los soportes intermedios sujetan y elevan una serie de barreras similares a un cilindro partido longitudinalmente. En marea baja se ocultan bajo el nivel del río, en caso de marea alta se giran noventa grados hasta colocarse en posición vertical. Las cuatro mayores tienen veinte metros de altura, 61 metros de largo y 3.700 toneladas de peso cada una. Esta barrera se completó a principios de los ochenta y entonces se utilizaba una vez cada dos años, en 2003 tuvo que elevarse 19 veces . El problema va claramente a peor y se estima que las defensas serán sobrepasadas hacia el 2030, aunque es complicado hacer previsiones exactas. Por si acaso, se empiezan a hacer planes y calcular presupuestos para hacer frente a futuras ampliaciones.

Mientas tanto, se han convertido en una atracción turística de primera clase. Y como las tormentas son poco predecibles, hay una serie de cierres programados que podéis aprovechar si alguien se anima a unas vacaciones en Londres. Más imágenes e información en Wikipedia
.

Próximo tema: Marte, radiaciones y burbujas de plasma
Categoría: Geología

Torres de arena y cortes por agua

2006-07-22T00:34:00.000+02:00

El edificio más alto del mundo, el Taipei 101, tiene una altura hasta su techo de 449 metros, aunque añadiendo antenas y demás llega hasta los 509 metros. Para construirlo hizo falta un cuidadoso diseño y los mejores materiales. Pero ese diseño no es necesario para hacer una construcción de gran altura. Solo necesitamos los mejores materiales para hacer un edificio aprovechable internamente y soportar diferentes cargas internas y externas.

En un edificio buscamos espacio para oficinas, viviendas, ascensores e instalaciones generales. Si el objetivo es únicamente hacer una construcción alta, como una antena, los requisitos son diferentes y, con los mismos materiales, tenemos más de veinte torres por encima de los 600 metros de altura solo en los Estados Unidos. Todas tienen en común una base relativamente pequeña en relación con la altura. Pero si quitamos este último requisito, se amplían los materiales que podemos utilizar. Eso nos permite construcciones como la Gran Pirámide de Giza que alcanza los 146 metros y se mantuvo como el edificio más alto durante 4.000 años.

El ejemplo más extremo podría ser una “torre” de arena. La arena no es resistente a tracción ni permite formar un pilar que resista fuerzas compresivas pero la duna más alta alcanza los 465 metros sobre su entorno. Curiosamente, casi lo mismo que el Taipei 101. Para ello su base debe tener unas dimensiones similares a su altura, por lo que no correspondería a la definición de torre de la R.A.E. “Edificio de mucha más altura que superficie” pero seguro que captáis la idea. Puedes construir tan alto como quieras y con cualquier material, si no te importa tener un interior macizo y una base proporcionalmente ancha. (*) Y siempre podemos poner un mirador en la parte superior.

Un problema parecido aparece cuando intentamos cortar o perforar un material. Generalmente buscamos un material más resistente, un cuchillo para un pastel o un metal duro para cortar otro mas blando. Pero ¿con que cortar al material más resistente? No todo es buscar nuevos materiales, afortunadamente hay otro camino.

Cualquier material puede cortar o penetrar a otro si tiene suficiente energía cinética. Un "blando" proyectil de plomo puede atravesar el acero. Y el muy resistente blindaje de un tanque puede ser atravesado por proyectiles de alta velocidad sin carga explosiva. Es cuestión de lanzarlos con suficiente velocidad. Bueno, y de que no te importe destruirlo en el proceso. Un método cada vez mas extendido es el uso de agua a alta presión para cortar todo tipo de materiales. Desde aluminio a titanio pasando por el acero. De hecho, la arena vuelve para ayudarnos ya que suele utilizarse como abrasivo para aumentar su poder de corte.

Aunque personalmente prefiero pensar en otras versiones. Como esta, diseñada para cortar pasteles. Ya se me esta haciendo la boca agua……

(*) Leí un detallado estudio que calculaba como construir una torre hasta la orbita terrestre (más de 100 kilómetros) con diferentes materiales, incluyendo ¡¡el chicle!!. Era posible pero el sobrepeso hundiría la corteza terrestre. Afortunadamente daba opciones más realistas. He sido incapaz de localizarlo pero ha inspirado buena parte de este artículo. Si alguien sabe como localizarlo le agradecería el dato.

Próximo tema: Poniendo puertas al mar
Categoría: Física

Mis cinco minutos de fama

2006-07-18T15:45:00.000+02:00

O un poco menos. Según lo que os cueste leer la pequeña entrevista que han incluido para comentar esta bitácora en la edición digital de El País. Mucho más de lo que me esperaba cuando comencé a escribir aquí, a finales del año pasado.

Solo una puntualización, soy ingeniero industrial no aeronáutico. Se ve que tanta entrada sobre aviones les ha despistado, :).

Categoría: AutoCdB

Bronceado para personas y plantas - II parte

2006-07-15T14:05:00.000+02:00

La semana pasaba hablamos de la necesidad de protegerse frente al sol . Este es un problema común a todos los animales aunque siempre tenemos la posibilidad de buscar la sombra. Sobre todo en las horas de mayor intensidad solar. Pero ¿cómo se protegen las plantas que son incapaces de moverse?

Para empezar las plantas no pueden reflejar la luz solar como un espejo porque la necesitan para vivir. Tampoco pueden absorber toda la energía sin más, ya que se recalentarían y perderían demasiada agua. Las plantas han tenido que desarrollar compuestos muy potentes para defenderse. Son tan poderosos que los animales los ingerimos para aprovecharnos de su eficacia.

Los carotenoides son una familia con casi 600 compuestos diferentes. Se dividen dos familias, las xantofilas y los carotenos. Las xantofilas son compuestos de color amarillo o parduzco presente en mayoría de las plantas aunque suelen estar enmascarado por la clorofila. Así que solo podemos verlos en otoño. El ciclo de la xantofila es un proceso por el cual se van alternando tres compuesto químicos diferentes, absorbiendo y cediendo energía. De esta forma se disipa la energía de la radiación solar sin perjudicar a la planta.

Los carotenos actúan de otra forma. Según las últimas investigaciones sobre los carotenos , son capaces de absorber la radiación solar generando electrones que son conducidos a sitio seguro. ¿Recordáis lo que comentábamos sobre la conductividad de la melanina?

Y no solo protegen de la radiación ultravioleta. Los carotenoides tienen muchos efectos beneficiosos, como antioxidantes, anticancerígenos o precursores de la vitamina A. Como los animales no podemos producirlos debemos conseguirlos de la alimentación. Utilizamos los compuestos producidos por las plantas para protegernos y mejorar nuestra salud. Aunque no somos los únicos. Curiosamente, el color rojizo de las langostas es producido por un tipo de carotenoide. Así que si acabas con el típico rojo-cangrejo piensa que ellas si están protegidas, ¡¡pero tu no!!.

Sin embargo, no hay que olvidar que toda esta protección tiene un límite. Si crece en exceso la intensidad de la radiación ultravioleta, por ejemplo por el agujero en la capa de ozono, puede superarse la capacidad de respuesta de las plantas.

Demasiados ultravioletas reducen la fotosíntesis de las plantas, disminuyen la absorción de CO2 y pueden provocarles problemas de desarrollo o volverlas mas vulnerables a insectos y plagas. Afortunadamente, últimamente se multiplican las noticias positivas que nos hablan de una progresiva reducción del agujero de ozono. Parece que las plantas están a salvo y, con ellas, también nosotros.

Próximo tema: Torres de arena y cortes por agua
Categoría: Biología

Bronceado para personas y plantas – I parte

2006-07-06T10:10:00.000+02:00

La verdad es que soy más bien paliducho de piel así que, para mí, el sol es un problema constante en verano. Cuando no me queda mas remedio, me convierto un consumidor compulsivo de lociones y cremas bronceadoras con el factor de protección más alto que pueda encontrar. Lo del bronceado, o mejor dicho las quemaduras, es algo que me preocupa.

Los humanos utilizamos un compuesto llamado melanina . encargado de absorber la radiación solar e impedirle penetrar la piel en exceso. Las propiedades físicas de la melanina son muy interesantes. ¿Sabíais que es un semiconductor como el silicio de nuestros ordenadores? Actúa como un interruptor emitiendo un breve destello de luz cuando pasa a conducir corriente, así que también es electroluminiscente . El estudio de este y otras polímetros orgánicos conductores fue premiado con un premio Nobel en el 2000.

Ya que no tengo suficiente cantidad de esta molécula tan interesante tengo que comprar la protección en pequeños frasquitos. Como el spray solar que acabo de comprar, confiando en su muy conocida y publicitada marca. A partir de ahora, estaré protegido mis amigos, ethylhexyl methoxycinnamate y Butyl Methoxydibenzoylmethane.

Como se ve en el gráfico, estos productos actúan como filtros selectivos, bloqueando solo la radiación ultravioleta pero dejando pasar otras frecuencias que llegan hasta la piel y luego son reflejadas. Por eso se ven como transparentes y no oscurecen la piel como la melanina. ¿Tendríamos menos problemas de racismo si la playa estuviese llena de gente recubierta de crema color "melanina" para protegerse el sol? Tal vez si.

Si estos productos os parecen extraños, esperar un poco. Leyendo la lista de componentes, que extrañamente solo viene en ingles, te llevas algunas sorpresas. Se puede ver que contiene, espero que en cantidades muy pequeñas, un montón de productos curiosos. Como el Propyl paraben , un producto natural extraído de las escamas de algunos animales, el Benzyl benzoate , un componente utilizado para tratar ¡¡ la sarna y los piojos !! o la famosa taurina, utilizada en bebidas energéticas tipo Red Bull y similares. Menos mal que esta dermatológicamente probado......

Pero no voy a ser totalmente negativo, la exposición al sol también es necesaria para inducir la producción de vitamina D. Así que mejor apago el ordenador y salgo a la calle. En Pamplona estamos en Sanfermines y creo que mi salud física y mental me piden a gritos un poco de sol, de fiesta y de diversión. Me espera el Chupinazo. Volveré, espero, la semana que viene para hablar de las plantas. Siempre expuestas al sol, utilizan para protegerse compuestos tan poderosos que el resto de los animales nos aprovechamos, también en esto, de ellas.

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Categoría: Biología

El parásito perfecto

2006-06-30T23:05:00.000+02:00

Alien no es el parásito perfecto. Por mucho que Ash , el oficial científico de la Nostromo , lo admire. Alien es un bicho agresivo, que debe destruir a su anfitrión para poder reproducirse y luego te mira con una cara que obligaría al mayor pacifista a coger un lanzallamas para achicharrarlo. No. Lo cierto es que hay bichos capaces de hacerlo mucho mejor. Y puede que Jones, el gato de la tripulación lo sepa.

El parasitismo es un tipo de relación donde un organismo se beneficia de otro sin compensarlo. Puede ser consiguiendo alimentos, protección o facilidad de reproducción. O dinero si alguien lo ve más claro. El organismo parasitado pierde recursos a favor del parásito lo que puede perjudicar su viabilidad e incluso su supervivencia. Pero si el parásito es “inteligente” no perjudica demasiado a su huésped. Le interesa que el huésped le siga “ayudando”.

¿Un ejemplo perfecto? La Toxoplasmosis. Os presenta al Toxoplasma gondii. Es un protozoo, es decir un pequeño organismo unicelular que habita en medios líquidos. Aunque este concreto tiene predilección por los gatos como Jones, ya que solo puede reproducirse sexualmente dentro del cuerpo de los felinos. ¿Y que hace cuando no tiene gatos cerca? No hay problema, es cuestión de infectar otros mamíferos. Puede escoger como huéspedes, por ejemplo, a unos cincuenta millones de norteamericanos o a la mitad de la población humana de este planeta……

Miles de parásitos se reparten por el cuerpo humano infiltrándose sin molestar y sin causar daños aparentes. En unas pocas horas puede localizarse en muchos órganos del cuerpo. Si nuestro organismo consigue defenderse, el parásito no desaparece, solo es esconde formando un quiste donde esperara una ocasión propicia. Esta aparece cuando se encuentra con personas debilitadas por otras enfermedades como el SIDA. O cuando atravesando la placenta, ataca a un feto indefenso y le produce graves daños cerebrales. Afortunadamente esto solo se produce cuando se produce la primera infección.

Pero lo realmente espectacular es su capacidad de control de los huéspedes que infectan. Para extenderse por nuestro cuerpo toman el control de las células dendríticas, , parte de nuestro propio sistema inmunitario y las utilizan para llegar al cerebro o atravesar la placenta, barreras que suelen resistir la mayoría de los ataques.

Y puede que algo más. Diversos experimentos han demostrado su capacidad para alterar el comportamiento de algunos huéspedes. Por ejemplo, las ratas se vuelven agresivas y buscan a los gatos, que no tiene inconveniente en comérselos incluyendo a los parásitos. Es un misterio como logran alterar su comportamiento. Actualmente están investigando si es capaz de alterar también el comportamiento de los humanos. Algunos estudios, todavía muy controvertidos, asocian algunos casos de esquizofrenia a este parásito. ¿Será capaz un simple protozoo de causar tantos efectos? Solo si, verdaderamente, es el parásito perfecto.

Actualización: Esto es lo peor que yo conocía, pero Allan Psicobyte ha encontrado uno mucho más siniestro. Solo ataca a los crustáceos, pero como él dice: “Alien, a su lado, es un pardillo.” Y yo añado, el Toxoplasma un buenazo....

Próximo tema: Bronceado para personas y plantas
Categoría: Biología

¡Y sin embargo vuelan! Cambiando el fuselaje

2006-06-23T22:21:00.000+02:00

Este texto es la continuación de ¡Y sin embargo vuelan! Un poco de teoría y Jugando con las alas.

Si todo lo anterior no os ha parecido suficiente podemos dedicarnos a modificar el fuselaje. Inicialmente los aviones no tenia fuselaje como el avión de los hermano Wright que vimos en la entrada anterior. Básicamente, porque bastante tenían con llevar el peso del piloto. Pero enseguida se les doto de un fuselaje por comodidad y mejor aerodinámica. Y surgió la necesidad, y la exigencia, de tener un fuselaje tan amplio y generoso como fuese posible.

Rápidamente, tener dos guerras mundiales desarrolla mucho la tecnología, aparecieron gigantes como el Me-323 , un transporte de seis motores utilizado por los nazis y que podemos ver en este video. (Gracias a Alpona y Muxfin por los enlaces). Esta tradición continua en otros aviones gigantes, transportes de tropas como vimos en la primera entrada de esta serie o transporte civiles como el Airbus Beluga de la foto inferior. Es el avión con mayor capacidad de transporte en volumen, que no en peso, y se utiliza para transportar las piezas de los aviones de Airbus entre diferentes plantas.

Otra posibilidad para conseguir espacio es aumentar el número de fuselajes. Por ejemplo, el F-82 que fue el último caza a hélice de los Estados Unidos. Se construyeron un centenar de estos aviones pero fueron sustituidos rápidamente por reactores. Aunque el avión de fuselajes múltiples mas famoso probablemente sea el Voyager. Este avión, diseñado por el famoso Burt Rutan , fue el primero en dar la vuelta al mundo sin escalas y sin repostar en vuelo. Su fuselaje, sus alas y casi todo el espacio disponible estaban repletos del combustible necesario para conseguirlo.

Una alternativa más original es utilizar fuselajes desmontables e irlos sustituyendo según la necesidad. No, no bromeo. El Fairchild XC-120 se diseñó siguiendo esa idea. En esta dirección podéis ver unas cuantas fotos más del “Packplane” volando con y sin su fuselaje desmontable.

Hasta ahora todos los fuselajes tenían algo en común. Eran simétricos si los mirábamos de frente. ¿Imprescindible? Pues no. Hay varios casos de aviones con fuselajes asimétricos que volaron bastante bien. A la izquierda, el BV-141, un avión de reconocimiento alemán de la Segunda Guerra Mundial. A la derecha, otro diseño de Burt Rutan, el Boomerang.

Y puestos a prescindir de algo, ¿podemos prescindir de las alas? ¿Sería eso un avión?. Se conocen como “Lifting bodies” y fueron parte de una investigación conjunta entre la NASA y la Fuerza Aérea norteamericana durante los años sesenta y setenta. Su destino civil era servir como base al futuro trasbordador espacial, así que se les doto de motores cohete para ensayar la reentrada. Se lanzaban desde un B-52 y planeaban hasta la pista de aterrizaje. Aunque lo cierto es que planeaban un poco mejor que un ladrillo. Solo un poco mejor. Finalmente se decidió que se necesitaba mayor autonomía de planeo y así nació el modelo actual dotado con un ala delta. Vistos los problemas posteriores, no se que solución habría sido mejor.

Volviendo a los orígenes, un avión es fundamentalmente su ala. La búsqueda de la mayor eficacia ha llevado a construir “alas volantes”, aviones totalmente carentes de fuselaje. El más conocido es el bombardero furtivo B-2. Y el más extraño, el Vought V-173 que fue llamado el “pastel volador”. Esta especie de ala o disco volador que creo varias confusiones, y más de un mito injustificado, voló en los años cuarenta y buscaba convertirse en el primer caza de despegue y aterrizaje VSTOL.

Resumiendo el objetivo de toda esta serie, hemos visto una versión simplifica de cómo los aviones vuelan de forma estable. Y una pequeña colección de aviones realmente extraños que logrado volar en todo tipo de misiones. Incluso con bastante éxito. ¿Todavía queda alguien con miedo a volar? No puedo creérmelo, con lo seguros que son los "sencillos" aviones a que estamos acostumbrados....

Paginas de referencias: Raravia, Nurflugel, La evolución de la tecnología

Próximo tema: El parásito perfecto

Categoría: Física

¡Y sin embargo vuelan! Jugando con las alas

2006-06-20T22:22:00.000+02:00

Después de explicar un poco de teoría sobre el vuelo de los aviones en la primera parte, ahora nos toca jugar con el diseño básico. Empezaremos con las alas, la mejor forma, donde ponerlas o cuantas tener. Aquí vamos a hablar de generalidades, es imposible entrar en detalles aunque espero que los enlaces ayuden a quien tenga curiosidad.

En la imagen inferior tenemos un gráfico con distintos tipos de alas.

A la izquierda alas rectas, debajo las alas en ángulo y a la derecha alas en delta. Cada una tienes sus ventajas e inconvenientes. Como criterio general, cuanto mayor sea la velocidad, más ángulo tienen las alas ya que así se reduce la resistencia del aire. Una avioneta tendrá el ala recta, un avión de pasajeros en ángulo moderado y para aviones supersónicos como el Concorde se tiende a alas en delta. Claro que lo ideal seria poder ajustar el ángulo en función de la velocidad , como en el avión de la imagen. Esta solución es cara y compleja y solo ha sido utilizada en algunos modelos militares como el bombardero B-1B que veis en la foto inferior.

¿Combinaciones extrañas? ¿Que tal si ponemos la cola delante de las alas? Se conoce como alas en canard . En la foto tenemos un ejemplo, el precioso Piaggio P-180 .

Aunque parezca algo extraño es el diseño más antiguo de avión a motor, ya que el primer vuelo de los hermanos Wright utilizaba una configuración parecida, con los timones horizontales por delante y los verticales detras. Debajo tenéis una copia de la fotografía original del avión, sacada desde atrás, mientras vuela sobre la playa.

La ventaja de este diseño es que la cola no “tira” hacia abajo sino que ayuda en la sustentación (Ver la primera parte). Por eso basta con un ala más pequeña para que el avión vuele correctamente. Como inconvenientes, se necesita un diseño cuidadoso para que la pérdida de sustentación haga caer el morro, que era una de las condiciones que pedíamos para un vuelo estable. Además el aire llega perturbado al ala principal y perjudica su funcionamiento.

Y puestos a cambiar, ¿Qué tal cambiar la inclinación de alas y girarlas hacia delante? La ventaja es que se mejora el flujo de aire pero necesitan puntas muy rígidas (es como mantener un veleta contra el viento). Solo un modelo civil, el aleman HFB-320, llego a fabricarse en serie, aunque en la parte superior tenéis una imagen de un prototipo militar, el X-29.

Y naturalmente siempre tenemos la posibilidad de sumar más alas. Inicialmente se diseñaron biplanos e incluso triplanos . La ventaja es que consiguen mayor sustentación a baja velocidad y mejor maniobrabilidad. A cambio tienen peor rendimiento, ya que un ala perturba el flujo de aire de la otra. Actualmente están en desuso excepto para la aviación deportiva. ¿Una variante curiosa? Las alas en tandem, una detrás de otra.

Aunque mi favorito a la hora de jugar con las alas es AD-1 . Un prototipo de la NASA de principios de los 80 dedicado a estudiar mejoras en el vuelo supersónico entre 1 y 2 mach.

El ala es oblicua y puede moverse entre 0 y 60 grados respecto al fuselaje. De esta forma siempre presenta el mejor ángulo al flujo de aire lo que disminuye su resistencia. Por sorprendente que parezca, siguen estudiando sus ventajas y es posible que se aplique como diseño para un ala volante (eso queda para la última parte).

Para concluir, un diseño que prescinde totalmente de la cola. El Helios fue un prototipo de avión solar creado por la NASA a principios de esta década. Su única fuente de energía eran los paneles solares que recubrían la parte superior del ala. Estos paneles impulsaban los motores y el excedente de energía se utilizaba para generar hidrogeno que acumulaba para su uso posterior. De esta forma el avión fue capaz de volar durante 40 horas seguidas. También marco un record de altitud para aviones no impulsados por cohetes. Voló por encima de 30.000 metros de altura, donde las condiciones de la atmósfera son similares a las del planeta Marte.

Fijaos en los cinco fuselajes de la parte inferior. Así se consigue un mejor reparto del peso lo que permite alas más ligeras y flexibles, como puede verse en la imagen. En este enlace tenéis un video del Helios (formato .ogg) volando majestuosamente sobre Hawai. Desgraciadamente este prototipo se perdió en un accidente en pleno vuelo. Si, lo habéis adivinado, las alas se partieron…..

En este último ha sido un anticipo para la tercera y última parte. Hablaremos de fuselajes.

Próximo tema: ¡Y sin embargo vuelan! Cambiando el fuselaje

Categoría: Física

¡Y sin embargo vuelan!. Un poco de teoría.

2006-06-16T20:58:00.000+02:00

Últimamente me ha tocado viajar en avión mas de lo que me gustaría, algo que afortunadamente no me da ningún miedo. Para los que tienen problemas hay muchas páginas explicando porque vuelan los aviones . Así que he decidido ir un poco más allá, ¿Qué es necesario para que un avión vuele de forma estable? ¿Cómo es el avión más raro capaz de volar? Me ha salido un poco largo, así lo he dividido en tres partes, un poco de teoría, jugando con las alas y fuselajes extraños. E intentare publicarlas más rápido de lo habitual.

En la siguiente imagen podemos ver los tres ángulos de giro de un avión. En rojo es el balanceo, podéis imaginar el avión moviéndose lateralmente como un barco. En amarillo la guiñada, que sirve para apuntar el morro a derecha o izquierda y en morado el cabeceo, el morro (la “cabeza” del avión) sube y baja. Para conseguir un vuelo estable el avión tiene que responder a cada fuerza volviendo a su posición de equilibrio cuando desaparece, igual que un muelle.

Lo primero es volar en horizontal, es decir controlar el cabeceo. Para eso tenemos que asegurarnos de que el empuje hacia arriba coincida con la dirección del peso hacia abajo. Como el centro de gravedad del avión esta antes de las alas, la cola tira del avión hacia abajo. Eso permite que, si la sustentación baja, el morro caiga. El avión pierde altura pero gana velocidad y recupera la sustentación. Así podría planear, perdiendo altura y velocidad pero manteniéndose el vuelo.

Lo siguiente es que el avión no gire sobre si mismo. Para controlar el balanceo hay dos posibilidades. La primera es inclinar las alas hacia arriba lo que genera un par de giro que vuelve el avión a la horizontal.

O bien podemos colocar el fuselaje (el cuerpo) del avión bajo las alas. Eso hace que actúe como un péndulo y obliga al avión a mantenerse equilibrado. Claro que algunos son demasiado estables y hay que inclinar las alas hacia abajo para "inestabilizarlos un poco" y que puedan girar. En la imagen podemos ver los tres tipos de alas. Son otras necesidades, diferentes para los aviones militares y civiles, las que determinar que forma es mejor utilizar. Por ejemplo, si queremos motores cercanos al suelo y fáciles de mantener o elevados y alejados de la posibles objetos diseminados por la pista de despegue.

Por último, hay que evitar la guiñada a izquierda o a derecha. Esta es la parte más fácil. La cola del avión actúa como una veleta y el propio aire orienta el fuselaje para disminuir la resistencia. La única condición a cumplir es una cola larga que compense el momento desestabilizante del morro. Con todo esto, tenemos un avión que es estable de forma natural. Que tendera, el solo, a mantener el equilibrio si las fuerzas externas no son muy intensas. Y que con unos buenos pilotos, se convierte en el medio de transporte más seguro. Espero que esto ayude a tranquilizar a algunos de los que piensan coger el avión para sus próximas vacaciones. Que esta explicación les ayude y anime como sucedió con mi última compañera de asiento.

Pero claro, siempre podemos complicar más las cosas. La búsqueda de mejores prestaciones o características de vuelo especiales ha creado gran variedad de aviones diferentes y podemos continuar aprendiendo un poco mas de sus curiosas características.

Me ha parecido interesante completar el tema con distintas variantes de aviones. Algunas antiguas, exitosas pero ya olvidadas. Otras que, afortunadamente, fueron olvidadas antes de realizar demasiados vuelos. Un par de éxitos notables. Y unas pocas que, tal vez, nos den ideas para el futuro. En las siguientes dos anotaciones veremos alas inclinadas y asimétricas, fuselajes enormes e inexistentes, con cola y sin ella y algunos realmente inclasificables. Solamente tienen una cosa en común. Increíblemente todos ellos consiguieron volar.

Próximo tema: ¡Y sin embargo vuelan! Jugando con las alas

Categoría: Física

Burbujas asesinas

2006-06-09T22:45:00.000+02:00

El submarino se encontraba a 100 metros de profundidad, rodeado de agua que buscaba aplastarlo con su peso, perseguido por buques que deseaban hundirlo y navegando en absoluto silencio. En el interior sus tripulantes solo pensaban en una cosa. Que no se formen burbujas.

Todos estamos familiarizados con las burbujas que surgen de un refresco cuando lo abrimos. Parecen inofensivas y son agradables en la garganta, ¿a que si?. Pero, además de bastante física, tienen unos cuantos peligros detrás. Estas burbujas se forman al descender la presión. Esto rompe el equilibrio de la disolución y los gases disueltos se agrupan en burbujas que ascienden a la superficie. El proceso es relativamente lento, ya que depende de la formación de núcleos de vaporización que, posteriormente, crecen hasta formar una burbuja. Pero algunos factores pueden acelerarlo mucho. Por ejemplo, introducir unos Mentos en una botella de Coca-Cola como podemos ver en este video procedente de EepyBird.(*)

Espectacular, ¿verdad?. Este fenómeno de disminución de la presión también puede darse en las hélices, habitualmente fabricadas en bronce, de barcos o submarinos. Para impulsar el agua primero tiene que “aspirarla” lo que provoca una disminución de la presión delante de la misma. Inmediatamente detrás, la presión vuelve a aumentar bruscamente para impulsar el buque. Este fenómeno es bastante rápido lo que reduce la posibilidad de que se formen burbujas o disminuye su tamaño. Sin embargo, cuando la diferencia de presión es demasiado alta se produce un fenómeno denominado cavitación. Las burbujas se forman y crecen antes de la hélice e implosionan detrás de la misma. Eso genera ruido, vibraciones y ondas de choque de alta energía. La suficiente energía para dañar las hélices como podemos ver en la imagen.

Solo el ruido es suficiente para indicar la presencia de un submarino y convertirlo en un blanco fácil para los atacantes de la superficie. Y si el submarino es alcanzado por un torpedo y comienza a llenarse de agua es necesario escapar del mismo. Entonces las burbujas vuelven a causarnos problemas. La entrada de agua aumenta la presión en el interior del submarino. Los marineros respiran gases a mayor presión que se disuelven en su sangre. Si, después de un cierto tiempo, intentan subir a la superficie, los gases disueltos formaran burbujas dentro de su sangre. Es el conocido síndrome de descompresión. ¿Recordáis el video? Afortunadamente no es tan rápido, pero si bastante peligroso.

Aun tenemos una razón más para preocuparnos por las burbujas. Como ya comente en una entrada anterior, los océanos son un importante almacén de CO2 disuelto. De momento absorben más CO2 del que desprenden. Pero si la temperatura de los océanos sigue subiendo pueden dejar de hacerlo, provocando una realimentación positiva que elevaría todavía más la temperatura del planeta. Una buena razón para tener miedo de las burbujas.

Próximo tema: ¡Y sin embargo vuelan! Aviones extravagantes
Categoría: Física
(*) Soy incapaz de recordar como he descubierto este video, así que si alguien lo ha mencionado en su blog y no lo menciono, que me disculpe.

Un problema de escala

2006-06-02T23:28:00.000+02:00

Me he dado cuenta de que mi bitácora tiene un problema de escala. La cabecera es un preciosa imagen de la Tierra desde la Luna (Si, de pequeño me decían mucho eso de que estaba en luna, así que parecía una buena imagen para esta espacio). Es una imagen retocada basada en esta . Y da una imagen distorsionada y equívoca de la distancia entre Tierra y Luna.

Así que para esta anotación he colocada en el lateral una fotografía de la Tierra y la Luna juntas en el espacio ¿Que no veis la Luna? No es preocupéis ya llegaremos a ella.

La Luna parece cercana, sobre todo cuando se encuentra sobre el horizonte y la distorsión atmosférica aumenta su tamaño aparente. Pero esta lejos, realmente lejos. Y su tamaño tampoco es el que parece. En el fotomontaje inferior, sacado de Astronomy Picture of the Day, podemos compararlos. La Tierra con un diámetro de unos 12.700 kilómetros y la Luna que tiene 3.476 km.

En realidad, la Tierra y la Luna están bastante lejos. La distancia son 384.400 kilómetros en promedio, es decir unas 30 veces el diámetro de la Tierra. Por eso, en una foto que muestre la distancia real, como la del lateral (sacada de Wikipedia), es difícil verlas juntas. Las fotos con teleobjetivo son muy hermosas pero pueden confundirnos.

Todo esto me ha venido a la cabeza porque hace unas semanas me toco volver a la Universidad para dar una pequeña charla por un tema laboral (nada que ver con esta página). Mientras esperaba en la entrada al director del curso, me encontré un cartel promocionando un libro. "Hercolubus o el planeta rojo: Toda la verdad sobre el planeta gigante que va a chocar con la Tierra". Esa supuesta "amenaza" esta conveniente refutada en este texto del Escéptico Digital así que no me molestaré en hacerlo. Pero si estaba ahí, era porque esperaban tener compradores en la universidad. Y eso si me molesto. ¿Ayudan imágenes como mi cabecera a que la gente se crea gráficos tan absurdos como este?

Espero que no. Mantendré la imagen porque me ha costado mucho encontrar un diseño que me gustase pero esta entrada servirá para recordarnos que no es real. Como las fotos de las modelos que vemos en las portadas de una revista. Y si queréis más imágenes a escala de los planetas del Sistema Solar, hay una excelente anotación de Curioso pero Inútil sobre el tema. Aunque el mejor es este grafico de todo el sistema solar a escala, píxel a píxel. Hay mucho espacio vacío ahí afuera.

Me gusta hacer divulgación científica (a mi modesto nivel) pero hay que tener cuidado cuando intentas explicar una idea. Hay que hacerla sencilla pero sin simplificarla en exceso. Y luego están los errores porque, por muy bien que intentes documentarte, no puedes ser un especialista en todo. Algún día se colará un gazapo. Aun así espero hacerlo bien porque ahora me he animado a colaborar en Genciencia. Creo que, mientras alguien me lea, voy a seguir escribiendo. Esperemos que sea por mucho tiempo.

Próximo tema: Burbujas asesinas
(*) Utilizo muchas imágenes de la NASA porque son de uso libre para usos educativos o informativos.
Categoría: Física

Hoy no me puedo levantar

2006-05-26T23:42:00.000+02:00

Este artículo es a petición. Porque cada vez queda menos para los Sanfermines, esas fantásticas fiestas que revolucionan Pamplona, la ciudad donde nací y espero vivir pronto. Los Sanfermines son una fiesta cultural y religiosa, tradicional y local a la vez que internacional y globalizada. Llena de actividades para niños y mayores que inundan las calles de rojo y blanco. Y donde, ocasionalmente, se bebe alcohol. Mucho. Muchísimo.

Así que la resaca parece inevitable. Pero, ¿Qué es exactamente la resaca? ¿De donde vienen los síntomas? Lo primero es decir que el alcohol es un ataque masivo al organismo que toca un montón de órganos y produce múltiples efectos. No todos se entienden completamente aunque el cuadro seria más o menos el siguiente:

Hígado: El alcohol destruye las reservas energéticas del hígado, ocasionando debilidad y fatiga. Además, intentando eliminar el alcohol, se genera acetaldehído que es todavía más tóxico.
Estomago: Acidez y nauseas debido a que alcohol aumenta la generación de ácido clorhídrico. Si, el mismo que puedes utilizar para hacer agujeros en el acero.
Cerebro: Los efecto son múltiples y puedes verlos en esta animación. (Vía | Tempus Fugit). Pero lo que más afecta a la resaca es la deshidratación masiva del cerebro. Literalmente el resto de organismo busca en el cerebro (75% de agua) reponer sus perdidas de agua. ¿Aún te preguntas porque te duele la cabeza? Pero esto requiere una explicación mas detallada

El alcohol inhibe el funcionamiento de la vasopresina que es la hormona que controla el funcionamiento del riñón. Este órgano es más parecido a una central de clasificación de residuos que a un filtro. Hay una cierto filtrado pero hay muchas sustancias útiles como agua y sales minerales que se escapan. Como no deben desperdiciarse hay una hormona, la vasopresina, que controla cuanta agua es reabsorbida en el riñón para impedir que el cuerpo se deshidrate. Cuando falla, el agua escapa arrastrado consigo sales minerales que organismo necesita. Aproximadamente 250 mililitros de alcohol eliminan 1 litro de agua así que, excepto con bebidas muy suaves, cuando MAS bebes MAS te deshidratas.

Pero no todo es culpa del alcohol. La fermentación del alcohol genera diversas toxinas mas abundantes cuanto más oscura sea la bebida. El vino tinto o brandy son de los peores así que es mejor escoger vino blanco, ginebra o vodka. (*) Y si, es mejor no mezclar bebidas, porque también mezclas las toxinas y empeoras el problema. Y si todo esto no te ha preocupado ni un poquito, tal vez debas preguntarte si bebes demasiado.

¿Aun quieres seguir? Vale entonces buscaremos alguna forma de reducir los síntomas, que no los daños. Lo primero asegurate no estar sediento ANTES de beber, para no empezar con una deshidratación inicial. Come bien porque el estomago lleno retrasa la absorción de toxinas y da mas tiempo al hígado. Toma vitaminas porque vas a perder muchas. ¿Y después? Una buena idea es dejar de beber una o dos horas antes de acostarse. Y justo antes te bebes dos o tres vasos de agua. Aunque cueste. Con un poco de suerte el riñón se habrá recuperado en parte y reabsorberá el agua. Así limitaremos la deshidratación y el dolor de cabeza asociado.

¿A la mañana siguiente? Más agua que seguro que hace falta, un montón de vitaminas y huevos (con cisteina que ayuda al hígado a recuperarse), un plátano para recuperar potasio y mucho zumo para recuperar vitaminas y sales.

(*) Lo reconozco vodka con limón es mi veneno favorito. Hay que buscar lo menos malo...
Referencias: How stuff works

Próximo tema: Un problema de perspectiva
Categoría: Biología

Yo también soy un friki

2006-05-25T08:37:00.000+02:00

Ha llegado el día de dar un paso al frente. De dejar de esconder la ciencia-ficción entre los libros de literatura clásica. De confesar que "Forbbiden Planet" no es una pelicula de sexo y no esta escondida por eso. Hoy, 25 de mayo, es el día del orgullo friki.

Así que he dejado de leer "Berserkers" que es e libro que me compre en el último viaje. He guardado la pagina con un viejo y desgastado marcapáginas de "Jet Propulsion Laboratory" (No, "Baywatch" no es lo mejor de California). He mirado a la estanteria repleta de Asimov, Bear, Brin, Clarke, Sheffield o Vinge que miran envidiosos a Tolkien deseando su popularidad. Y he decidido confesarlo. Yo también soy un friki.
Y Wicho me ha pedido que resuma mi frikismo en un objeto. Algo especial que solo un friki conservaría. La foto siguiente pertenece a mi primer ordenador, un HitBit de Sony de 1983 que aporreaba en cuanto tuve la suficiente coherencia mental para escribir dos líneas seguidas.

Pero no lo conservo, lo regale cuando me lo pidieron, intentando extender mi frikismo en la familia. No. Lo que conservo es un cinta de casete donde almacenaba los programas. Porque antes los programas se guardaban en cinta. No puedo leerla pero conserva mi primer programa de ordenador. Horas de esfuerzo para aprender Basic y programar un conversor de unidades que hiciese el mismo trabajo que cualquier calculadora decente. Cualquier dia de estos tendre que explicar porque no tengo todas mis cintas en un iPod.

Pero no tengo amigos frikis a los que pasar este meme. Así que, si cualquiera de los amables lectores se anima, que escriba sobre su frikismo y ponga el enlace en los comentarios. Asi extenderemos la celebración.

Categoría: AutoCdB

El viento retrasó mi avión

2006-05-19T00:03:00.000+02:00

¿Nunca habéis tenido la impresión de el regreso de vacaciones es más rápido? De que la oficina (o lo que sea) se acerca a toda velocidad, cuando os costo tanto alejaros de ella. Tal vez sea real. Si consultáis un vuelo de vacaciones Madrid – La Habana os encontrareis que el vuelo de ida son 9:25 horas y el de vuelta 8:55 horas. ¿Una conspiración de Iberia para estropear el regreso de vacaciones? Puede que no, porque el vuelo Frankfurt - Miami con Lufthansa dura 9:40 horas para la ida y solo 8:45 horas para el regreso. Aun peor ¿A que se debe esta diferencia?

A pesar de las quejas sobre retrasos, largos tiempos de espera e incomodidades varias todos tenemos la impresión de que el transporte aéreo, gracias a la moderna tecnología, esta a salvo de los caprichos de la naturaleza. Pero eso es falso. La velocidad de un avión se mide con respecto al aire que le rodea y no con relación al suelo. Eso por esto que los aeropuertos tienden a orientarse según los vientos dominantes para facilitar los despegues y aterrizajes.

Una vez en el aire, el viento sigue influyendo porque cada avión tiene unos parámetros ideales de consumo y altura de vuelo que depende de su velocidad, con respecto al aire. La diferencia no suele ser grande en general aunque si existe un caso donde es importante.

La corriente de chorro (Jet-Stream) es un flujo de aire a gran altura generado por las diferencias de temperatura en distintas zonas del globo terrestre. El aire se calienta en el ecuador y se enfría en los polos generando movimientos a nivel planetario. En el siguiente gráfico del servicio de meteorología del EE.UU. podemos ver como se forma:

El giro del planeta hace que las corrientes se curven como podemos ver en un huracán, es el conocido efecto de Coriolis. El resultado final, en el Atlántico Norte, es un viento que sopla de oeste hacia el este con una velocidad entre 55 y 120 km/hora con picos de hasta 400 km/h. Esto provoca el retraso del avión cuando vuela hacia el oeste. En otras rutas los efectos pueden ser diferentes. El grafico inferior es regenerado cada seis horas por la Universidad de San Francisco y recoge la distribución de los vientos el Atlántico Norte.

Esto significa que, manteniendo la velocidad con respecto al aire, la velocidad respecto al suelo puede ser muy diferente. Y esta diferencia es la que explica la diferente duración de los vuelos.

Hay tanta energía que es una pena desperdiciarla. Aprovecharla es difícil aunque no es imposible. Hay una empresa Skywindpower que esta desarrollando un invento australiano, un artefacto capaz de sostenerse en el aire frente al viento y extraer energía del flujo de aire. Un cruce entre cometa y helicóptero que además generaría energía. Quien sabe, tal vez lo consigan.

Nota: Hay una interesante entrada que toca temas parecidos en Mala Ciencia.
Próximo tema: Hoy no me puedo levantar
Categoría: Física

Palomitas para el Comerrocas - Parte II

2006-05-13T11:54:00.000+02:00

La semana pasada dejamos a Pyernrazjark, el comerrocas hambriento y sin nada que echarse a la boca. Pensé en invitarle a cenar pero necesitaba un menú ligero (es decir que no hundiese mi mesa) y que fuese fácil de preparar. Una buena idea eran las palomitas de maíz pero tenía que buscar una versión adecuada.

Habría que conseguir algo:

Adecuado a su dieta, o sea piedras.

Que se expanda al calentarse

Ligero para no acabar empachado.

Blanco, por eso de mantener la imagen

¿Es posible encontrar algo así? La sorprendente respuesta es que si y además tiene unos cuantos usos interesantes. La perlita es un silicato amorfo de aluminio procedente de rocas volcánicas, lo que cumpliría con el primer requisito. Dentro de su composición contiene entre un 2% y un 6% de agua, algo menos que el maíz. Pero si lo calentamos con rapidez a unos 900º-1000º grados, estalla y se expande igual que las palomitas aumentando unas 20 veces de tamaño. ¿Nutritivo? Quien sabe, tal vez los huesos de un comerrocas esten hechos de silicatos. A continuación podéis ver una microfotografia de la perlita:

Y además es un material extraordinariamente ligero. La perlita puede fabricarse con densidades tan bajas como 32 kg/m3. En comparación el poliestireno expandido (el clásico corcho blanco) tiene una densidad de 10-25 kg/m3. Estas densidades son similares a las de algunos aerogeles, cuya variedad más habitual también es un silicato. Como además suele encontrarse en forma de polvo, basta dar un soplido para que salga volando. Estas cualidades permiten fabricar una estupenda Horchata de Perlita™ rica en minerales y con su flotante espuma de pura roca. Llegue a elaborarla (en serio que lo hice) pero no me atreví a beberla.

Siendo una roca podríamos utilizarlo nuestro submarino de hormigón pero como no tiene la resistencia adecuada se le han buscado otras aplicaciones. El primero es servir como sustrato para cultivos agrícolas. Pero su principal aplicación es la construcción. Es totalmente ignífugo por ser una roca y además, al ser básicamente aire, es un material ligero y un excelente aislante térmico con una bajísima conductividad térmica. Por eso se esta extendiendo su uso en construcción como componente del yeso para proyección o en los paneles del Pladur.

Pero me temo que Pyernrazjark se ha quedado con hambre. Le veo mirar mis paredes de Pladur con demasiada curiosidad. Creo que las ha confundido con tortas de arroz…..

Nota: Gracias al personal de Algiss (Yesos Ibéricos) y Uralita Ibérica por la información y ayuda en los "ensayos". Como siempre cualquier posible error o imprecisión es solo mío.

Próximo tema: El viento retrasó mi avión
Categoria: Química

El efecto Microsiervos

2006-05-13T11:33:00.000+02:00

He sido otra feliz “víctima” del efecto Microsiervos. En la esquina inferior izquierda tenéis un acceso a las estadísticas públicas con la visitas a esta bitácora. Si buscais los últimos tres días el gráfico es el siguiente:

Espectacular. Muchísimas gracias a Wicho por citarme. No hay duda del tremendo el poder de congregación de Microsiervos. Para mi alegría también ha aumentado el número de suscripciones así que imagino que gusta lo que escribo. Queda el reto de mantener y mejorar esta bitácora, si es posible con más de una entrada a la semana. Muchas gracias a todos.

Categoría: AutoCdB

Palomitas para el Comerrocas - Parte I

2006-05-05T19:05:00.000+02:00

Pyernrazjark es el Comerrocas. Este personaje de La Historia Interminable, un libro de Michael Ende que me alegro la infancia como pocos, era un roca viviente que se desplazaba en su bicicleta hecha de roca y se alimentaba de roca. Una dieta más bien dura, ¿Qué podríamos hacer para mejorarla?

Las palomitas de maíz podrían ser una buena opción. Es el alimento del cine por excelencia así que encajan bien con un personaje de ficción como este. Y tienen bastante ciencia detrás porque ¿Qué hace explotar a las palomitas? ¿Cómo conseguir que sean de buena calidad? No es un problema trivial a juzgar por la cantidad de dinero que invertimos en ellas cuando vamos a ver una película.

Para empezar no todas las variedades del maíz son adecuadas. Ni siquiera es posible almacenarlas y utilizarlas sin ciertas precauciones. El secreto esta en el agua. Los granos de maíz son pequeños recipientes en cuyo interior se almacena una cierta cantidad de agua que suele reducirse por secado hasta un 13-14 por ciento. Al calentar el maíz, el agua se evapora formando vapor a alta temperatura que no puede salir del grano. A unos 175 ºC y una presión de unas 9 atmósferas (equivalente a una columna de 90 metros de agua) la cáscara revienta y el agua se evapora formando un chorro de vapor súper calentado. Este vapor es el que genera la forma y color de la palomita de maíz. Así que podemos decir que un producto “cocinado al vapor” independientemente del método que se utilice para calentarlas. Resumiendo, lo importante para conseguir un buen resultado es que la estructura exterior del grano sea muy resistente, como una olla a presión, y que el grado de humedad en el interior del grano sea el correcto.

Curiosamente es posible que las palomitas sean la forma original de consumir el maíz. Algunos estudios avalan esta hipótesis, ya que las plantas de maíz salvajes tienen una parte comestible pequeña y protegida por una dura cáscara. Eso hacia que el esfuerzo por consumirlo directamente fuese poco rentable y apetecible. Echarlas al fuego y luego comérselas pudo ser la forma más simple de obtener alimento de las mismas. Más tarde, paso a cultivarse en el continente americano y, aunque el origen de las palomitas no se ha determinado, se sabe que los marineros españoles que descubrieron América fueron los primeros europeos en comprar palomitas de maíz a los indígenas.

Pero esto no es valido para Pyernrazjark. ¿Qué podemos ofrecer a un Comerrocas que sea tan ligero y apetecible como las palomitas de maíz?. La respuesta en la siguiente anotación.

Proximo tema: Palomitas para el Comerrocas - Segunda Parte
Categoría: Biología

El cazador en su laberinto

2006-04-28T22:20:00.000+02:00

Cuanto pensamos en la ingeniería de los animales surgen imágenes como la exquisita y delicada red de algunas arañas, las celdillas hexagonales de las colmenas o las impresionantes torres construidas por algunas termitas. Pero creo que hay otro ejemplo más interesante, un animal capaz de fabricar de una sola vez una trampa, refugio y un medio de transporte.

Cuando era un crió veía como mi padre luchaba por evitar que los topos entrasen en su huerta y acabasen con las hortalizas. Y yo siempre me preguntaba el porqué de tanto túnel. ¿Realmente estaba justificado el esfuerzo? Años después descubrí que los auténticos topos (Talpa europeana) son insectívoros y que los herbívoros (o topillos) pertenecen a otra familia (Microtus duodecimcostatus). Eso aumentó mis dudas, ¿para que hacer túneles si no es para buscar las plantas?

Los túneles son una herramienta perfecta de doble uso. En primer lugar son la trampa perfecta para atrapar lombrices y otros insectos. No confiéis en esa imagen de animalito inofensivo. Los topos son cazadores expertos, ágiles y absolutamente despiadados. Los insectos caen en el túnel y son comidos, si tienen suerte. Cuando no tiene hambre, el topo muerde a los insectos en su centro nervioso, los paraliza y los mantiene vivos para comérselos más tarde. Un topo pesa unos 100 gramos y debe comer entre el 70 y el 100% de su peso cada día. Eso son muchas lombrices, así que se dedica a cazar noche y día con solo unas horas de descanso. Una forma mucho más ecológica de combatir las plagas que usar insecticidas como estos.

En segundo lugar son madriguera, escondite y red de comunicaciones. El topo esconde su nido a unos cinco metros de profundidad rodeado por una red de galerías de entre 2000 y 7000 metros y hasta seis niveles diferentes. Para formarla puede excavar hasta cinco metros por hora (un record en el mundo animal) y completar galerías de hasta 150 metros de longitud. Cuando el terreno tiene pocas lombrices, la red de túneles debe ser mayor. Además los insectos se esconden a mayor profundidad en invierno que en verano y los túneles deben crecen para poder interceptarlos. Dentro de su red están escondidos y protegidos. Y, generalmente, solos porque son animales poco sociables excepto en la época de la reproducción.

Existe una variante que es buena nadadora. Y más bien fea como puede verse en la foto siguiente. También carece de prácticamente de vista y oído y no esta muy claro como puede cazar sus pequeñas presas. Pero lo hace bien. Utilizar una nariz muy especial, dividida en 22 apéndices, para detectar y atrapar a su presa en solo 230 milisegundos. Otro record dentro del mundo animal. Después de todo, Frodo Bolsón tuvo mucha suerte en Cirith Ungol. Solo tuvo que enfrentarse a una araña gigante, un topo gigante habría sido un problema mucho mayor.

Nota: Este texto esta inspirado en una de las cuestiones del libro “Does Anything Eat Wasps?” Gracias por el regalo, Kamelas y ¡felicidades!.

Próximo tema: Palomitas para el Comerrocas
Categoría: Biología

Visiones en el tiempo

2006-04-21T23:56:00.000+02:00

En unos días se cumplen seis meses desde que comencé con esta bitácora. La verdad es que me ha proporcionado un montón de entretenimiento y bastantes alegrías, así que he decidido celebrarlo con un poco de adelanto porque me estaré de viaje. Y con un tema especial, ciencia mezclada con ficción y algunas especulaciones propias.

El tiempo es una de las variables físicas más complejas y difíciles de comprender. Podemos describir como funciona pero no comprendemos totalmente las causas. Sabemos que es posible variar el “ritmo” del tiempo. Como comentamos en el artículo sobre el G.P.S. el tiempo corre más rápido en órbita al disminuir la gravedad. Y los aceleradores de partículas han demostrado que, cerca de la velocidad de la luz, el tiempo es más lento. Es la conocida paradoja de los gemelos. Todos estos datos son valiosos pero no tenemos una teoría general que nos permita comprender como funciona el tiempo. Esto ha generado muchas especulaciones sobre la posibilidad de viajar al pasado o al futuro o simplemente poder visualizarlo. Vamos a analizar cada caso centrándonos en los menos conocidos y luego añadiré uno más:

Viajar al pasado: La variante más conocida y más popular. Y como todos sabemos esta llena de paradojas. Hay serias dudas sobre su viabilidad pero todavía no se ha demostrado que sea imposible. De hecho, hay algunas posibles soluciones a esas paradojas. ¿Tal vez a universos paralelos? La parte extraña es que todos los problemas están asociados, no al viaje, sino a hacer algo. ¿Podríamos viajar al pasado si nos limitásemos a observar? Seria genial poder mandar un satélite meteorológico al pasado para analizar los cambios climáticos y poder predecir que pasara en el futuro. Lo que nos lleva al siguiente caso.
Ver el pasado: Sin problemas ni fallos lógicos, seria equivalente a ver una grabación de video. Lo malo es que el presente no dura y ese remoto pasado podría no ser tan remoto una vez que se desarrollase la tecnología. ¿Imaginas ver a cualquiera con un segundo de retraso?. Adiós a la intimidad y a la corrupción. Sin delitos pero sin secretos ya que tendríamos una cámara que estaría en todas partes, en todo tiempo. De hecho, podríamos estar ahora mismo viviendo en casas de cristal a la vista de cualquier observador del futuro. Como lectura imprescindible, “El pasado muerto” de Isaac Asimov, aunque me temo que lo he destripado. Hay otra magnifica novela algo más optimista, Luz de otros días de Stephen Baxter y Arthur C. Clarke. Merece la pena leerla. Entre otras cosas porque describe un mecanismo que podría funcionar lo que me deja con la incomoda sensación de que tal vez lo descubran en un futuro. Menos mal que no soy tan interesante.
Viajar al futuro: En realidad lo hacemos constantemente al ritmo de un segundo cada segundo. La cuestión es si podemos hacerlo más rápido. Desde cierto punto de vista la hibernación o el uso de naves a velocidad relativista nos llevarían al futuro en un tiempo subjetivo más corto. Pero ninguno permite el viaje instantáneo al futuro. Y un problema permanece. No podemos volver al pasado, nuestro antiguo presente.
Ver el futuro: Las mismas paradojas lógicas que el viaje al pasado. Podría ocasionar cambios en el presente y entonces ¿Qué hemos visto? Y, si solo hemos visto uno de muchos futuros posibles, ¿qué lo hace más probable que cualquier otro? ¿Por qué tomar decisiones basándonos en él? Esto no impide que decenas de miles de personas en todo el mundo digan que son capaces de hacerlo.....(*)

¿Podríamos acelerar el paso del tiempo en un espacio controlado? Es una idea propia aunque no me atrevo a decir que sea original. Si alguien encuentra alguna referencia por la red me encantaría saberlo. Imaginamos la crisis definitiva. Una "supergripe" que no deja supervivientes, tal vez un arma terrorista, se extiende sin control por el planeta. Como en “Apocalipsis” de Stephen King. Pero con mejor final. A las 9:00 de la mañana un grupo de investigadores voluntarios se introducen en un laboratorio completamente autosuficiente, como una estación espacial. Una vez encerrados se acelera el tiempo en su interior. A las 9:05, tras dos años de agotador trabajo, los investigadores salen con el diseño de una vacuna eficaz. A las 9:10, una fábrica automatizada es acelerada e inicia la producción en masa. A las 9:15, las vacunas recién fabricadas comienzan a repartirse, lentamente, por todo el planeta. La crisis se ha superado ¿Extraño?, desde luego. ¿Posible? Quien sabe. Este esquema sería similar a viajar en al pasado, permanecer allí cierto tiempo y luego volver al presente. Con una diferencia importante. Hasta donde yo sé, no se vulneran leyes de la física, no se crean paradojas, no hay contradicciones lógicas. Si esto fuese posible, la presión económica y social, la competencia entre empresas y países nos empujaría a una carrera acelerada de desarrollos científicos que podrían terminaren una autentica “Singularidad Tecnológica”. Quien sabe, hasta puede que lo veamos.

(*) Se que voy a lamentar este párrafo. Aunque he intentado redactarlo con cuidado, utilizar la expresión “ver el futuro” o términos similares suele hacer que los anuncios de Adsense se llenen de "profesionales" que no necesita de la tecnología para conseguirlo. Eso no es ciencia y muchas veces esta más cerca del timo que cualquier otra cosa. Así es como pueden pagar por los enlaces en los que pinchéis ¡Avisados quedáis!.

Próximo tema: El cazador en su laberinto.
Categoría: Física

Truenos y G.P.S.

2006-04-14T23:36:00.000+02:00

Seguro que conocéis el método para calcular la distancia a una tormenta. Basta con ver el relámpago y contar los segundos hasta que llega a nosotros el sonido del trueno. Conociendo la velocidad del sonido podemos calcular la distancia. Pero, ¿Cómo calcularíamos a que distancia estamos de un punto fijo?

Imaginemos que nuestro reloj esta perfectamente sincronizado con la campana de una iglesia. Si oímos la primera campanada, y nos fijamos en cuantos segundos han pasado de la hora, podríamos calcular la distancia al campanario. Nosotros estaríamos en algún punto del círculo que rodea a ese campanario. Si deseamos saber nuestra posición exacta necesitamos tres referencias, tres círculos de diferentes radios cuya intersección es un punto como podemos ver en el siguiente gráfico de Wikipedia.

Este método para calcular la posición basándose en la distancia es conocido como trilateración y no debe confundirse con la triangulación que utiliza los ángulos para conseguir el mismo resultado.

Los campanarios serian una forma ruidosa y poco precisa para calcular la distancia pero podemos imaginar una alternativa mejor. La esencia del G.P.S.
consiste en utilizar unas señales provenientes de relojes atómicos extremadamente precisos situados en una red de satélites que rodean la Tierra. Estos satélites envían una señal que contiene la hora de su reloj interno pero al encontrarse a diferentes distancias la señal de radio tarda mas o menos en llegar y sus indicaciones serán ligeramente diferentes. Para hacernos una idea de la precisión necesaria, el sistema debe tener en cuenta que los relojes del satélite van ligeramente más rápido, alrededor de 38 microsegundo al día, al estar más alejados de la gravedad terrestre. Es otro de los efectos derivados de la teoría de la relatividad. El problema se complica un poco más porque se trata de tres esferas y no tres círculos de forma que se definen dos puntos de intersección. Afortunadamente uno esta en el espacio, muy por encima de la superficie terrestre, y generalmente puede descartarse.

Solo nos queda el problema de sincronizar adecuadamente nuestro reloj. No podemos utilizar un reloj atómico “de pulsera”. Nadie ha logrado reducir tanto su tamaño o coste pero hay un truco que podemos utilizar. Si disponemos de señales de cuatro o más satélites es posible utilizarlas para sincronizar constantemente el reloj del receptor. Juntándolo todo, tenemos un sistema preciso para indicarnos nuestra posición.

Para terminar hay que recordar que el G.P.S. nos indica donde estamos pero no sirve para localizar a un tercero al estilo “Gran Hermano”. Los satélites son solo emisores y no reciben ni detectan la posición de nadie.(1) Para ello seria necesario que el aparato una vez conocida su posición enviase por radio o vía teléfono móvil esos datos. Una explicación muy completa puede encontrarse en esta anotación de Mala Ciencia.

(1) Si se utilizan para detectar explosiones nucleares pero eso queda para otra anotación.

Próximo tema: Visiones en el tiempo
Categoría: Física

La barrera térmica

2006-04-07T23:16:00.000+02:00

En 1958 entró en servicio el F-105, un avión de combate capaz de alcanzar los 2.200 km/h. En 2005, 47 años después, entro en servicio el F-22, el más sofisticado caza norteamericano que apenas alcanza los 2.450 km/h. ¿Dónde están los aviones hipersónicos prometidos hace tanto tiempo?

Después de hablar de los aviones a pedales ahora toca irse al otro extremo, los aviones más rápidos. Tras la Segunda Guerra Mundial, y el comienzo de la guerra fría en los años 50, se inicio una carrera entre norteamericanos y soviéticos para diseñar y fabricar aviones más rápidos que les permitiesen atacar a su contrincante antes de que pudiese reaccionar. El primer objetivo fue superar la barrera del sonido. Esto se logro primero con un avión- cohete, el X-1, y después con aviones de combate más “convencionales” como el F-100 Super Sabre en 1954. Una estupenda explicación sobre la barrera del sonido repleta de fotos y videos espectaculares puede encontrarse en este artículo de CPI.

Una vez superada la barrera del sonido parecía que la carrera podía continuar sin límites. Los motores eran cada vez más potentes conforme avanzada la técnica. Para los militares, parecía que ni el coste ni el consumo de combustible eran un problema siempre que los resultados lo justificasen. El ejemplo más espectacular fue el fue el SR-71. Este avión consiguió superar el triple de la velocidad del sonido (Mach 3) en 1964.

Pero la física seguía estando ahí. La resistencia aerodinámica de un avión crece con el cuadrado de la velocidad. Si se duplica la velocidad la resistencia no es doble sino cuatro veces la anterior, si se triplica serian nueve veces. Toda la energía perdida por este brutal rozamiento con el aire se acumula en el avión en forma de calor. Un ejemplo sería el Concorde. Durante un vuelo normal el morro del avión alcanzaba los 127 grados de temperatura. En el caso del SR-71, las temperaturas eran muy superiores, con zonas que superaban los 427 grados.

Se utilizaron todos los trucos posibles, fuselaje de titanio de alta resistencia, pintura negra para aumentar la perdida de calor por radiación o superficies rugosas para permitir que el metal se dilatase. Incluso los depósitos de combustibles que tenían fugas en tierra. Estaban diseñados para ser estancos en vuelo, cuando algunas partes del fuselaje se dilataban tras alcanzar los 420 grados centígrados. Estos problemas eran aceptables en un avión militar especializado pero no en un avión civil. El problemas es mayor, mucho mayor, cuando hablamos de velocidades entre 5 y 10 Mach. Solo los materiales cerámicos son capaces de soportar las altas temperaturas necesarias pero su coste y fragilidad, como el accidente del Columbia demostró, impiden su aplicación generalizada. A día de hoy, los aviones hipersónicos siguen estando lejos de nuestro alcance.

Próximo tema: Truenos y G.P.S.
Categoría: Física

Cuando las planta sudan

2006-04-01T01:14:00.000+02:00

Pensemos en las impresionantes secuoyas, árboles de más de cien metros de altura. Sus hojas deben recibir agua para poder realizar la fotosíntesis. Sin corazón ni músculos, ¿Como sube el agua hasta las hojas? ¿Y que pasa con ella, una vez arriba?

Todos hemos oído hablar de la fotosíntesis. Es el proceso por el cual las plantas reciben la energía del sol y la convierten en moléculas valiosas para su metabolismo alimentándolas y permitiéndolas crecer. Este mecanismo es la base de la vida en la Tierra pero necesita algo más que luz solar para funcionar. El agua es imprescindible dentro de esas reacciones químicas y es origen del oxígeno que las plantas desprenden. Lo complicado es hacer llegar el agua a cien metros de altura.

Para lograrlo las plantas utilizan diversos mecanismos. El primer paso es la entrada del agua desde el suelo a la raíz. Para ello se utiliza la ósmosis, aprovechando la mayor concentración de sales dentro del árbol. Una vez dentro de la planta es necesario que el agua ascienda hasta la parte superior. Generalmente la ósmosis no es suficiente, así que se ayudan de otro proceso, la transpiración, también llamada evapotranspiración. El agua y las sales absorbidas ascienden por la planta por unos tubitos conocidos como xilema hasta llegar a las hojas. Las hojas liberan agua en forma de vapor a través de los estomas y esta evaporación, además de enfriarlas, provoca un aumento de la concentración de sales en la parte superior de forma que impulsa al agua a ascender.

Un árbol de grandes dimensiones puede evaporar cientos de litros de agua al día y un bosque extenso es capaz de disminuir la temperatura y aumentar la humedad en su zona de influencia. El efecto inverso, conocido como "isla térmica" o "isla de calor" es provocado por las ciudades. Es una de las razones por la cuales es bueno tener zonas verdes y arbolado dentro de las mismas. En casos extremos hay plantas capaces de exudar gotas de agua cuando la temperatura o la humedad dificultan su evaporación. Podemos realizar este sencillo experiment o para comprobarlo. Basta con rodear una hoja con una bolsa de plástico y sellarla con cinta aislante. Al cabo del tiempo, en el interior de la bolsa aparecerán unas gotas de agua procedentes de la evaporación en las hojas.

Una vez generados los nutrientes en las hojas son enviados al resto de la planta por otro circuito conocido como floema. De esta forma se cierra el circulo y las plantas consiguen fabricar y transportar sus alimentos sin músculos ni otros elemento de bombeo. Simplemente las muy fiables leyes de la física y la química.

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Categoría: Biología

Marte y el invierno nuclear

2006-03-24T22:12:00.000+01:00

Estamos en 1971. Una masiva tormenta de polvo oculta casi toda la superficie del planeta Marte. Una primitiva sonda terrestre, la "Mariner 9" la ha vigilado durante semanas mientras oscurecía al sol y la temperatura de Marte descendía dramáticamente. Sus datos cambiarían la política y puede que toda nuestra historia reciente.

A veces nos preguntamos que sentido tiene analizar otros planetas ¿no es mejor dedicar el tiempo y el esfuerzo a resolver los problemas, aquí en la Tierra? Este argumento se ha repetido tantas veces que merece la pena contar un espectacular contraejemplo. Hace unas semanas comentábamos como el miedo al Carbono-14 consiguió prohibir las explosiones nucleares en superficie. Tras este éxito desapareció parte del miedo y mucha gente se acostumbro a las armas nucleares. Finalmente, en los años 80 surgió la idea de que la guerra nuclear podía ganarse. Que un intercambio nuclear limitado, un ataque quirúrgico, un “Pearl Harbor” nuclear podría destruir a la superpotencia rival sin darle tiempo a reaccionar. De esas ideas resurgió con fuerza el miedo. Según la CIA los soviéticos temieron ser victimas de ese ataque, y los norteamericanos intentaron desarrollar un escudo antimisiles para evitarlo.

En caso de guerra nuclear, la preocupación principal se centraba en los efectos directos de la explosión y las consecuencias de exposición a elementos radiactivos a medio y largo plazo. Una explosión de un megatón provocaría la muerte del 100% de la población en un radio de 5-10 kilómetros y un porcentaje variable en un radio de 10-20 kilómetros (Ver el estudio). Los efectos a medio y largo plazo eran mucho más difíciles de medir aunque se consideraban importantes. Así que la solución era alejarse de los blancos o esconderse en un refugio. Y en caso de un ataque nuclear limitado, (si ganamos, pensaba cada bando), los daños serian “tolerables”.

Frente a estas ideas un grupo de científicos encabezados por Carl Sagan, desarrollaron un estudio sobre el impacto de numerosas cabezas nucleares sobre blancos inflamables como ciudades, refinerías y bosques. Se centraron en el efecto de las nubes de polvo y cenizas generadas. Para simular esta situación se utilizaron los programas desarrollados y los conocimientos adquiridos mediante el estudio de estos fenómenos en Marte. Analizando las tormentas marcianas podían obtenerse datos aplicables a la atmósfera terrestre.

Las aterradoras conclusiones fueron discutidas, atacadas y analizadas desde numerosos puntos de vista. Pero, aún con dudas sobre los detalles, el cuadro general era claro. Las nubes de polvo y ceniza ocultarían el Sol provocando un súbito y generalizado descenso de las temperaturas de forma similar a la foto de Marte que podemos ver abajo. En segundo lugar la capa de ozono quedaría arrasada con una perdida superior al 70%. Tuvimos prueba a pequeña escala con la erupción del volcán Pinatubo en 1991 que redujo la temperatura media del nuestro planeta en 0,5 ºC. Si el blanco eran las refinerías de petróleo, seria suficiente con 100 bombas nucleares.

La conclusión fue que la guerra no podía ganarse. No sin que sus efectos convirtiesen la Tierra en un desierto casi tan frío e inhóspito como el propio Marte. Este escenario fue denominado el “invierno nuclear” y sigue siendo una amenaza aunque parezca olvidada en los últimos tiempos. Si no os parece preocupante, siempre podeis pasearos virtualmente por Marte con Google para familiarizaros con el resultado.

Categoría: Física, Historia de la ciencia

Próximo tema: Cuando las plantas sudan.

Volando con la energía de la lámpara.

2006-03-17T23:35:00.000+01:00

No, nada de lámparas mágicas en esta bitácora. El titulo hay que tomarlo de la forma más literal. Yo pensaba en una vieja lámpara de casa. Inicialmente utilizaba seis bombillas incandescentes como estas. Ahora son de bajo consumo pero ¿hasta donde se puede llegar con los 360 watios que consumían?

¿Cuanta energía puede generar un ser humano? No mucha en realidad. Primero hay que descontar la energía que consumimos simplemente para mantenernos vivos. Es el conocido como metabolismo basal. Serian unos 100 W lo que equivale a una bombilla y media.

El siguiente paso es calcular cuanta energía podemos generar de forma más o menos continua. Para ello tenemos que utilizar los músculos. (1) Estamos llenos de musculos grandes y pequeños, por dentro y por fuera. De ellos unos 650 musculos son de acción voluntaria y podrian utilizarse para generar movimiento y energía. Pero no podemos utilizarlos todos simultaneamente, ni en la misma acción. Lo mejor es utilizar los más potentes que son los de las piernas y averiguar de cuanto son capaces. Tenemos como ejemplo a los ciclistas profesionales. Miguel Indurain fue capaz de generar 510 vatios de promedio durante el record de la hora en 1994 pero el resto de los mortales podemos generar bastante menos. Un ciclista profesional suele generar alrededor de 300 vatios de forma estable. Una sexta parte del consumo de un secador de pelo casero. Unas cinco bombillas incandescentes. ¿Hasta donde podrian llevarnos?

La sorprendente respuesta es que pueden llevarnos bastante lejos. El 26 de diciembre de 1976 se realizo el primer vuelo de un avión a pedales impulsado por la energía humana. Se utilizo un avión llamado Gossamer Condor que voló unos 40 segundos. Su sucesor el Gossamer Albatros consiguió cruzar el canal de la Mancha con un consumo medio de unos 200 W (algo más de tres bombillas). Alcanzó una velocidad máxima de ¡¡29 kilómetros por hora!!, volando a metro y medio del agua. Pero lo mejor estaba por llegar. En recuerdo del mítico vuelo de Dédalo desde Creta a Grecia se construyo el Daedalus, que podemos ver en esta foto de la NASA.

En 1988 este avión de poco más de treinta kilos voló desde Creta hasta estrellarse a siete metros de la playa en la isla de Santorini. A pesar del brusco final batió todos los records existentes, casi cuatro horas de vuelo y cerca de ciento veinte kilómetros de distancia recorrida. Aun hoy permanecen sin ser superados.

¿Y el futuro? Podria ser este proyecto de helicóptero a pedales….

Próximo tema: Marte y el invierno nuclear
Categoría: Fisica

(1) No, no somos buenos como pilas, por mucho que Matrix lo necesite.

Un golpe de ariete

2006-03-10T21:22:00.000+01:00

Todos hemos visto las imágenes de un ariete golpeando las puertas de una fortaleza. El funcionamiento es simple e intuitivo. Se ha retroceder un elemento pesado ganando energía potencial y cinética de forma que al avanzar de nuevo golpee con fuerza. La inercia es suficiente para destrozar cualquier puerta. Tal vez os sorprenda saber que podemos encontrar algo similar en nuestras casas.

A la derecha tenemos la imagen típica de un ariete que he obtenido en Wikipedia. Pero hay que recordar que cualquier masa con velocidad puede provocar el mismo efecto. En particular, una masa equivalente de agua puede golpear con la misma fuerza que un tronco o una barra de acero. ¿donde buscarla?. Simple. En cualquier tubería larga como las que suministran agua a nuestras casas. De ellas surge el agua con una cierta velocidad que, si mantenemos fijo el diámetro, es la misma a lo largo de todo el tubo. Por tanto, si cerramos un grifo bruscamente tenemos muchos metros de agua moviéndose que deben parar de golpe.

El efecto se conoce como "golpe de ariete" y es el principal causante de las averías en cualquier tubería o circuito hidráulico.
La sobrepresión es mayor cuando más larga sea la tubería, mayor la velocidad del agua y más rápido el cierre de los grifos o llaves. El resultado son ruidos y golpeteos a bajas presiones y deformaciones y roturas si la presión se eleva en exceso. Y eso, a pesar de que pueden utilizarse tuberías de gran resistencia (hasta 26 bares, una presión similar a la existente en el agua a 250 metros de profundidad). Si la tuberia contiene burbujas de aire, este es comprimido y calentado bruscamente, pudiendo contribuir a los daños. Por ello es conveniente disponer disipadores de presión, como depósitos a presión atmosférica, en las canalizaciones de agua.

Pero, en ocasiones, se puede sacar partido a este fenómeno. El ejemplo más espectacular puede verse en Las Médulas. Este impresionante paisaje, reconocido como Patrimonio Cultural de la Humanidad, es el resultado de la minería del oro realizada en tiempos romanos utilizando un proceso denominado "ruina montium", una de cuyas variantes podemos ver en la animación siguiente. La descripción citando al Museo Virtual de la Ciencia seria:

Se construía una red de pozos y galerías sin salida exterior que minaban toda la masa que se quería abatir, introducían en ella todo el caudal de agua almacenada en el depósito y producían un efecto de compresión del aire que actuaba como explosivo, consiguiendo el derrumbe de todo el conglomerado minado.

El monte se derrumbaba permitiendo recoger el oro aguas abajo. Una aplicación muy ingeniosa para una época sin explosivos y sin maquinaria pesada. Y una muestra mas de la avaricia humana por el oro a lo largo de la historia.

Nota: Gracias a Luis González de UST-Getafe por sus comentarios sobre el golpe de ariete en tuberías y, especialmente, por sus explicaciones sobre Las Médulas. Naturalmente, cualquier posible error es solo mío.

Actualización: Gracias a ESE he descubierto que el vinculo que lleva a la animación ha cambiado y lo he corregido. Es un problema inevitable. No deseo copiar contenidos ajenos sin permiso, así que los enlazo mencionando su origen. A cambio se corre el riesgo de perderlos y con ellos parte de la explicación.

Próximo tema: Volando con la energía de la lámpara.
Categoría: Física

Cuando el infierno se congele

2006-03-03T22:05:00.000+01:00

Menudo tópico. Este título sirve para indicar lo imposible... ¿o no? La verdad es que el agua es capaz de sorprendernos con increíbles propiedades. Entre ellas una docena de variedades de hielo diferentes.

El agua es una de las moléculas más abundantes e importantes en la Tierra. Pero, además de abundante, es especial. Para empezar el hielo (la fase sólida) flota sobre el agua (la fase liquida) y eso es algo muy inusual. En casi todos los elementos el sólido es más denso y se hundiría. Gracias a esto el hielo superficial aísla y protege al resto del agua de la congelación. Y llegar la primavera puede calentarse, y descongelarse, más rápido en la superficie que en el fondo. Esto protege a muchas formas de vida acuática que sino morirían.

La densidad más baja se consigue gracias a la estructura cristalina hexagonal del hielo. Los átomos quedan ordenados y ocupan más espacio que en el líquido. La representación más bonita de este estado son los copos de nieve como estos.

Si os gustan los copos podéis ver una colección muy completa, incluyendo algunas formas muy inusuales. Pero ¿qué pasa si cambiamos la forma de enfriamiento? Una primera posibilidad es enfriar el agua muy rápido. No da tiempo que se formen cristales hexagonales y se crea un cristal amorfo con una densidad entre 0,94 y 1,26 veces la del agua. Otra posibilidad es aplicar presión sobre el agua (o el hielo) de forma que los átomos queden comprimidos y no puedan ocupar tanto espacio. Aplicar presión tiene un efecto añadido que es aumentar la temperatura a la que el hielo puede permanecer como sólido. Podemos verlo en el gráfico siguiente extraído de una excelente anotación de El número de Avogadro. Se conoce como diagrama de fases y muestra el estado del agua a diferentes presiones y temperaturas.

Y aquí empezamos a planificar nuestro infierno particular. El infierno debe ser un lugar de calor insoportable, Además debe ser un lugar profundo, oscuro y agobiante. ¿Tal vez bajo kilómetros de roca? Un reciente articulo del New York Times comentaba que, en las placas tectonicas que se hunden progresivamente en el manto, pueden darse las condiciones adecuadas. A unos 160 kilómetros de profundidad, cerca de 50.000 atmósferas de presión y entre 300 y 400 grados de temperatura el agua no es líquida sino sólida. Un infierno bastante terrorífico, calor, presión insoportable y ni una gota de agua. Solo hielo ardiente...

Dedicado a Kamelas, al que parece que el infierno le preocupa últimamente.....

Próximo tema: Un golpe de ariete
Categoría: Química

Sortijas, sabotajes y termómetros de mercurio - II

2006-02-28T22:57:00.000+01:00

Navegando por Internet he localizado una estupenda página llamada Cientificos Aficionados donde no solo hablan de ciencia sino que también realizan experimentos. Me ha encantado uno titulado La Peste del Aluminio.

Contiene unas fotografías espectaculares donde puede verse el efecto del mercurio sobre el aluminio que describía en una anotación anterior. El efecto es rápido y el aluminio oxidado forma curiosos montículos sobre la chapa de metal. Merece la pena verse.

Categoría: Quimica

Einstein se equivocó

2006-02-24T23:30:00.000+01:00

Einstein se equivocó. Si, sé que es EL genio de la física del siglo XX. Y que queda mal decirlo cuando acabamos de celebrar el centenario de la teoría de la relatividad. Pero todos han escrito ya sobre eso. Creo que puede aprenderse algo importante recordando no solo los aciertos sino también los errores.

¿Qué distingue a una teoría científica de las opiniones personales, la adivinación, la astrología o la pura especulación? Hay varios criterios, aunque uno muy popular es la hipótesis de falsabilidad de Karl Popper, según la cual deben existir experimentos que permitan intentar probar que la teoría es falsa. Pongamos un ejemplo cercano. La teoría de la gravedad dice que dos cuerpos se atraen entre si con una fuerza inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Y podemos imaginar experimentos que la pongan a prueba. Con bolas de metal o con barcos en el mar, con planetas o con naves espaciales de 500 metros de largo (si existiesen, claro). A la primera excepción, si por cualquier razón dos cuerpos no se atraen hay que revisar la teoría.(1) En cambio, pensemos en la teoría psicoanalítica de Freud. ¿Es posible demostrar que incorrecta? No hablamos de si es práctica, o útil o creíble. No discutimos si mejora los problemas de algunas personas. Simplemente ¿hace alguna predicción que, de ser incorrecta, nos diga que la teoría es falsa? (2)

A Einstein no le gustaba la teoría cuántica. La criticaba con vehemencia y acuño una frase "Dios no juega a los dados", para resumir su frontal oposición a la misma. Esta teoría hacia una serie de predicciones extraordinarias. Algunas de ellas parecían correctas y, años más tarde, crearon la base de la microelectrónica, la superconductividad o las cámaras digitales. Pero había algunas desconcertantes. Una de sus conclusiones indicaba que era posible el “entrelazamiento cuántico” mediante el cual una medición sobre una partícula (por ejemplo un electrón) afectaba instantáneamente a otra partícula con la que este “entrelazada” aunque esa partícula se encontrase a años luz de distancia. Para Einstein resultaba perturbador que el efecto no estuviese limitado a la velocidad de la luz. A pesar de que no se intercambiaba información ni se contradecía directamente la teoría de la relatividad, creía que era imposible.

En 1935 Albert Einstein junto con Boris Podolsky y Nathan Rosen propusieron un experimento teórico para comprobarlo. Era imposible realizarlo en ese momento. De hecho, hasta 1964 que John Bell propuso una forma de realizar el experimento, nadie le dedico mucha atención. Hubo que esperar hasta 1976 para realizar el experimento real, uno de los momento más importantes de la física del siglo pasado.(3) Y las conclusiones fueron claras. Einstein se equivocaba y la teoría cuántica era correcta. Así volvió a mostrarse uno de los mejores aspectos de la ciencia. Pueden ser admiradas, e incluso reverenciadas, pero ni las ideas ni las personas son intocables. Buscar la verdad es más importante.

(1) Aunque siempre se atraen, no siempre se acercan porque puede haber otras fuerzas (desde campos eléctricos a una simple mano que los sujete) implicadas.
(2) O un ejemplo aún mejor. La muy comentada idea del "Diseño Inteligent e" que sostiene que todo lo que no podemos explicar en biología implica necesariamente un diseño premeditado de un ser superior. Se olvidan de la historia de lentos avances de la biología y sostienen que si no puedes explicarlo TODO AHORA, es porque es inexplicable y de origen divino. Claro que este “argumento” consigue que algún periodico español la apoye citando a George Bush como experto científico... (Enlace gracias a omalaled)
(3) Fue un experimento delicado y extraordinariamente complejo, actualmente se ha encontrado la forma de reproducir con un simple microchip.

Categorías: Fisica, Historia de la ciencia
Próximo tema: Cuando el infierno se congele

El experimento EPR. http://es.wikipedia.org/wiki/Paradoja_EPR

Rayos, truenos y relámpagos

2006-02-18T18:32:00.000+01:00

Pueden golpearnos con una temperatura hasta 28.000 grados centígrados, con un potencial eléctrico de más de 100 millones de voltios y una intensidad de 20.000 amperios. No hay forma de huir cuando pueden perseguirte a 30.000 kilómetros por segundo con trayectorias de más de 15 kilómetros. Pero siempre podemos aprender un poco mas de cómo funciona un rayo y la forma de protegernos.

Ya hablamos hace algunas semanas de las nubes y como se mantenían en el aire las gotas de agua que forman las nubes. El roce constante entre las gotas de agua y los cristales de hielo que suben y bajan provoca la acumulación de cargas electrostáticas en la nube. Los detalles aún no están muy claros y siguen siendo investigados. Pero el resultado final es que las nubes quedan cargadas negativamente en la parte inferior y positivamente en la superior como un gigantesco condensador. Y, como consecuencia, el terreno que sobrevuelan las nubes queda cargado positivamente.

El aire es un aislante eléctrico y como tal se utiliza, por ejemplo, para separar cables a alta tensión. Sin embargo, conforme va aumentando la tensión o disminuye la distancia aumenta la intensidad del campo eléctrico y acaba perdiendo esa capacidad de aislamiento. Entonces se produce la ionización del aire y como resultado salta un arco eléctrico. Cuando hablamos de un rayo, estos arcos se forman entre la nube y el suelo (rayos negativos), entre el suelo y la nube (rayos positivos) o incluso entre las propias nubes. La energía liberada provoca un brusco calentamiento del aire que se expande provocando una onda de choque que percibimos a través del sonido del trueno. La recombinación de los átomos ionizados libera energía en forma de luz, como el relámpago que podemos ver en esta preciosa imagen de la NASA.

Los detalles del proceso son muy complejos y aún están bajo estudio. Uno de los métodos utilizados es la creación de rayos artificiales utilizando cohetes que arrastran un cable tras ellos. A la derecha podemos ver un ejemplo obtenido por el NIST. La secuencia completa puede verse en este video de un cohete disparado para atraer un rayo al suelo.

Para protegernos hay diversos consejos. En el exterior hay que alejarse de cualquier cosa que facilite el camino de un arco como árboles o estructuras metálicas como rejas, antenas o postes eléctricos. En el interior, hay que apartarse de ventanas, cables o tuberías metálicas. También de enchufes o de cualquier electrodoméstico conectado. Un automóvil o un avión suelen ser seguros por un efecto conocido como Jaula de Faraday,

Mientras estemos lejos podemos disfrutan con las imágenes de algunas preciosas galerías de fotos y, puestos a curiosear, observando el mapa de los rayos que caen en España cada día.

Categoría: Física
Próximo tema: Einstein se equivocó.

Mis cinco extraños hábitos

2006-02-18T01:08:00.000+01:00

Me ha llegado una invitación de omalaled, autor de la estupenda Historias de la ciencia para seguir este juego y explicar mis cinco hábitos más extraños. Y aunque soy reacio a contar temas personales en esta bitácora voy a hacer una excepción.

Primero: Leo todo lo que me ponen delante. Eso incluye hasta las etiquetas del agua mineral. El lado práctico es que puedes descubrir productos de marca blanca con el mismo fabricante que otros mucho más caros. Basta con comparar el Registro Sanitario, la Agencia de Seguridad Alimentaría tiene un buscador para identificar al fabricante de un producto. Y no puedo dejar un libro a medias, así que cada vez me vuelvo más selectivo con lo que empiezo.

Segundo: Me gusta despertarme despaaaaacio. No me importa madrugar, pero necesito una larga ducha, un desayuno tranquilo y hacer la cama lenta y cuidadosamente. Mientras tanto mi cerebro no funciona ni al 50%. Nada de agresividad, solo un poco de autismo temporal.

Tercero: Empiezo un plato de comida por las partes que no me gusta. Nada de masoquismo. Simplemente me gusta pensar que, en adelante, todo es mejorar.

Cuarto: Lleno el deposito del coche cuando esta a un cuarto como mínimo. Y nunca, nunca, nunca llego hasta la reserva.

Quinto: No continuo las cadenas, aunque agradezco enormemente que se acuerden de mi (gracias Omalaled, no es algo personal). Si es para darme suerte, llenarme de dinero o garantizarme sexo sin limite, me rio y lo dejo pasar. Cuando es una historia falsa, devuelvo el correo. E intento convencer al remitente, con suavidad, del error que supone reenviarlos. Una buena forma es remitirle a esta lista de historias falsas.

Así que ahora tengo que decidir si seguir el juego. Bien mirado no es una cadena, aunque tampoco tengo muchos a quien invitar que no hayan participado ya. Lo dejaremos en una persona y una bitácora, Historietas Variadas del amigo Kamelas. Y mañana, volveré con la anotación de esta semana.

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Categoría: Personal

Sortijas, sabotajes y termómetros de mercurio

2006-02-11T12:10:00.000+01:00

Dice la leyenda que, durante la Segunda Guerra Mundial, comandos infiltrados aplicaban una pasta de mercurio sobre los aviones alemanes. Esta pasta corroía el avión provocando su caída en pleno vuelo. Iberia lo sabe y ha tomado medidas.

En iberia.com hay un listado de artículos peligrosos que solo se permiten como equipaje de mano y con condiciones. Entre ellos: “Un barómetro o un termómetro de mercurio transportado por un representante de un organismo oficial, siempre que vaya embalado con un embalaje exterior resistente y una bolsa interior sellada a prueba de filtraciones y de perforaciones y que impida la fuga de mercurio del paquete independientemente de la posición. Nota: Se debe notificar al comandante del avión.” Casi nada.

¿Es tan peligroso el mercurio? Lo cierto es que el mercurio tiene muchas aplicaciones útiles. Ha sido utilizado desde medicamentos a desinfectantes, pasando por pilas, especialmente de botón, o lámparas fluorescentes y de vapor de mercurio. En nuestro cuerpo esta presente en muchos empastes dentales que tienen entre un 40 y un 55 por ciento de mercurio. Y, por supuesto, tenemos los termómetros y barómetros. Actualmente su uso esta descendiendo debido al problema de los residuos, pero también tiene importantes riesgos para la salud. Además de irritante para piel, ojos y vías respiratorias, es tóxico y produce enfermedades por acumulación en riñones, cerebro y sistema nervioso. Uno de sus compuestos, el metil-mercurio , es aún mucho peor. Esos son los efectos sobre nuestro cuerpo, pero ¿ sobre los aviones?

Una viga de aluminio puede convertirse en polvo tras unas pocas horas de contacto con mercurio. El Aluminio esta protegido por una fina capa de oxido muy resistente. Pero si el mercurio la atraviesa, por ejemplo por un minuscula grieta, forma una amalgama que en contacto con el oxigeno se oxida. Eso libera al mercurio para volver a formar la amalgama y continuar el proceso de oxidación . Y no solo ataca al Aluminio. El mercurio es capaz de combinarse incluso con metales nobles como el oro o la plata. Esto ha motivado su utilización en minería, para recuperar minúsculas partículas de oro o plata que no podían recuperarse de otra forma. A cambio, se genera una masiva contaminación presente, por ejemplo, en la cuenca del Amazonas. Este mismo efecto puede producirse si un anillo o pendiente de oro entra en contacto con el mercurio. Se convierte en una pieza grisácea, con apariencia de bisutería barata. Una explicación completa puede encontrarse esta estupenda anotación de Historias de la Ciencia. Afortunadamente el oro sigue ahí y puede recuperarse pero, recordando su toxicidad, mejor dejárselo a un joyero experimentado.

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Categoría: Química

Lagrange, los viajes en el espacio y el Pico de los Tres Mares

2006-02-03T20:36:00.000+01:00

En la comarca del Campoo, en Cantabria podemos encontrar un pico especial. Conocido como “el Pico de los Tres Mares” tiene la peculiaridad de que una gota de lluvia o un copo de nieve que caiga sobre el mismo pueden ser arrastrados y acabar en el Mar Cantábrico, Mediterráneo o el Océano Atlántico. Las matemáticas también permiten descubrir situaciones similares en el espacio y además sacarles un buen provecho para dirigir una nave especial en diversas direcciones con muy poco consumo de combustible.

En efecto, en el Pico de los Tres Mares nacen ríos y afluentes cuya desembocadura puede llevar a nuestra gota viajera en cualquier dirección. Es un buen ejemplo de la teoría del caos y de cómo pequeños cambio en un sistema pueden cambiar totalmente el resultado. Hacia 1772, el matemático italiano Joseph Louis Lagrange, descubrió unos puntos similares en el espacio alrededor de la Tierra. Estos puntos fueron denominador puntos de Lagrange en su honor y aparecen reflejados en el grafico siguiente cortesía de la NASA.

Los puntos de Lagrange son las zonas del espacio donde se equilibran la atracción gravitatorio de dos cuerpos con la fuerza centrípeta necesaria para orbitarlos. Las “curvas de nivel” que aparecen en la grafica representan distintos niveles de potencial similares a las diferencias de presión de un mapa del tiempo. Cuanto más cerca están las curvas mayor diferencia de potencial existe. Para el sistema Sol- Tierra- Luna hay cinco puntos destacados donde se equilibra las fuerzas centrifugas debidas al movimiento y las fuerzas de gravedad del Sol, la Luna y la Tierra. Los puntos L1 y L2 se comportan de una forma parecida a una “silla de montar”. Como se indica con las flechas hay fuerzas que te mantienen en la dirección del movimiento pero puedes “caerte hacia los lados” que son el Sol,la Tierra o una órbita exterior. El L1 es especialmente interesante porque siempre esta expuesto al sol. El observatorio SOHO lleva años vigilando al sol desde ahí y ha sido propuesto como punto idóneo para instalar grandes estaciones productoras de energía solar. Los puntos L4 y L5 representan un punto de equilibrio entre la Tierra y la Luna y se han considerado los ideales para una estación espacial intermedia entre ambas. El punto L3, tras el sol y justo en oposición a la Tierra, estuvo oculto hasta que las primeras sondas interplanetarias salieron de la órbita terrestre. Para decepción de algunos no ocultaba una enorme base de platillos volantes….

Estos puntos se desplazan en el tiempo al ser “arrastrados” por la Tierra y el sol en su movimiento. Asimismo, existen otros muchos puntos, definidos por los pares Sol- Marte, Sol-Júpiter o Sol-Venus. El resultado final es una serie de trayectorias definidas en cuatro dimensiones, tres espaciales más el tiempo, que permiten a una nave desplazarse por el Sistema Solar con muy escaso consumo de energía. Arrastradas, como nuestra gota de agua, por la gravedad y el caos creado por las leyes físicas más simples. Los matemáticos la llaman la Superautopista Interplanetaria y un español, Carles Simó fue de los primeros en aplicarla en las misiones de la Agencia Espacial Europea.

Categoría: Física
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Un diamante no es para siempre

2006-01-28T00:22:00.000+01:00

"A Diamond is Forever ", o traducido “Un diamante es para siempre”. Esta frase, insuperable ejemplo de publicidad engañosa, fue lanzada en 1948 y ha sobrevivido hasta nuestros días como una de las más exitosas campañas publicitarias de todos los tiempos. Pero, ya en 1772, Antoine-Laurent de Lavoisier demostró que era muy fácil de destruir. Así que, ¿Qué es realmente un diamante?

Para empezar es algo caro y escaso. Es necesario remover 10 toneladas de material para obtener un quilate (200 miligramos) de diamantes. Añadamos a esto que la compañía De Beers, controla el 90% de la producción a nivel mundial de diamantes naturales. Eso le da una posición de casi monopolio que permite mantener los precios al nivel deseado. Y no hay mucho mercado de segunda mano porque, ¿Quién desearía vender su anillo o pendiente de diamantes? La publicidad, que volverá por San Valentín, ayuda a dar un fuerte valor emocional al diminuto brillo de un diamante corriente.

El diamante también es un material extraordinariamente duro aunque bastante frágil. Dado que es casi imposible de rayar es muy útil como abrasivo. La producción de diamantes artificiales, utilizados industrialmente, cuadruplica la producción de diamantes naturales. Generalmente son diamantes muy pequeños y con imperfecciones lo que impide utilizarlos como gemas, aunque las técnicas se van perfeccionando constantemente. De hecho, el material de base es muy barato.

En 1772, Lavoisier realizo un experimento para intentar determinar la naturaleza del diamante. Debido al alto precio de los diamantes fue necesario hacer una colecta entre varios científicos para comprar uno. Lo colocó en un recipiente cerrado y concentró sobre el mismo la radiación del sol, utilizando una lupa. Una vez calentado a unos 800 grados el diamante ardió y se vaporizó convertido en CO2 puro.
Efectivamente, el diamante esta compuesto de carbono, al igual que la mina de un lápiz, pero con distinta estructura cristalina. El gráfico superior pertenece al diamante y el inferior al grafito, según aparecen en Wikipedia. Son lo que se conoce como alótropos. Por cierto que, puestos a comparar, una romántica vela puede alcanzar los 1600 grados de temperatura.

Otras gemas como rubís, zafiros o esmeraldas son una alternativa perfectamente valida para el día de San Valentín. Poseen menor dureza superficial pero, a cambio, no corren el riesgo de dañarse por el calor. Y aunque ahora son más abundantes que el diamante, y por tanto con menor precio, eso no tiene porque durar para siempre. En 2004 se anuncio el descubrimiento a 50 años luz de la Tierra de una estrella llamada BM 37093. Es una enana blanca (un tipo de estrella degenerada tras agotar el hidrogeno) y se piensa que es un enorme diamante de 4000 kilómetros de diámetro. Lástima que pille un poco lejos. Habrá que confiar en que mejoren las técnicas para producirlos artificialmente en la Tierra.

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Categoría: Química

El carbono-14 y el premio Nobel de la paz

2006-01-21T00:22:00.000+01:00

Hace unas semanas comentábamos la utilidad del Carbono-14 como medidor de la antigüedad de un material. Vimos como el carbono-14, un elemento radiactivo natural, se incorporaba a nuestro cuerpo a través de la alimentación. Por suerte estamos adaptados a ello y podemos protegernos de la incorporación de una cierta cantidad de elementos radiactivos, aunque este isótopo tiene un efecto especialmente dañino.

El carbono-14, como el carbono “normal” forma parte de nuestro ADN ya que el carbono es un material imprescindible dentro de su composición. Cuando se desintegra se transforma en nitrógeno con lo que la molécula queda dañada o destruida. Afortunadamente el daño es reparable y, habitualmente, el organismo puede recuperarse. Cuando la reparación falla el resultado es el cáncer o, en algunos casos, una mutación transmitida a nuestros hijos. El problema surgió cuando la cantidad relativamente estable de carbono-14 en la atmósfera pasó a duplicarse a mediados del siglo XX. Y el origen no fue una catástrofe cósmica sino algo mucho más cercano y peligroso.

Los ensayos nucleares en superficie o en la atmósfera generan grandes cantidades de carbono-14. Esto es debido a que la fisión genera gran cantidad de neutrones que chocan contra los átomos de nitrógeno de la atmósfera dando lugar a este isótopo. Junto con el carbono-14 también aparecen diversas cantidades de otros materiales radiactivos pero sus efectos, aun siendo importantes, son mucho menores. Uno de los que reconocieron este problema fue Linus Carl Pauling. Este importante bioquímico norteamericano fue premio Nobel de química en 1954 y, poco después, inicio una campaña para concienciar a todos los países de la necesidad de prohibir los ensayos nucleares en superficie. En 1957, presento ante las Naciones Unidas una solicitud firmada por más de once mil científicos de 41 países solicitando el fin de las pruebas nucleares. Cinco años después, Linus Pauling recibió el premio Nobel de la Paz por sus esfuerzos, convirtiéndose en la única persona en la historia poseedora de dos premios Nobel concedidos de forma individual. Pero esta militancia política perjudico el resto de su carrera. Años después volvió a ser conocido por su apasionada defensa de la Vitamina C. Fue el primero en proponer su uso terapéutico para evitar los resfriados y en los últimos años de su vida abogo por su ingestión en grandes cantidades para prevenir ciertas enfermedades. Aun hoy, continúa la polémica sobre los auténticos beneficios de la vitamina C.

Pero, volviendo a las pruebas nucleares, la movilización de la opinión pública mundial propiciada por Pauling consiguió que en 1963 se firmase un tratado prohibiendo las explosiones nucleares en la atmósfera y en el mar, reduciendo así la generación del peligroso carbono-14. Desgraciadamente esto no impidió que continuasen los ensayos subterráneos con diversos pretextos. Hasta el día de hoy se han producido algo más 2000 explosiones nucleares. De ellas unas 500 explosiones fueron anteriores a la firma del tratado. No he añadido un cero, son algo así como una explosión cada 12 días desde el final de la segunda guerra mundial. Esperemos que hacerlas subterráneas sea suficiente para contener sus efectos.

Próximo tema: Un diamante no es para siempre

Categorías: Física, Historia de la ciencia
Más información: El discurso de aceptación del Premio Nobel

Siguiendo las curvas de Laffer

2006-01-14T00:15:00.000+01:00

Tengo algunos amigos que me han pedido que anime un poco más esta bitácora. Dibujos, fotografías y, sobre todo, algún tema no totalmente científico. Va a ser que no, :-). Tendrán que conformarse  con algunas imágenes para hacer menos árido un tema bastante diferente. Hablaremos de la que dicen que fue la segunda profesión más antigua. La recaudación de impuestos.

¿Qué tal si bajamos los impuestos? ¿Y si encima eso hace que suba la recaudación? Todos tendríamos más servicios, más ayudas, ¡y nos costaría menos! La idea básica es engañosamente simple.  Si pagásemos el 100% de nuestros ingresos en impuestos nadie trabajaría. Si fuese el 0%, no habría recaudación. Por eso, cuando el economista Arthur Laffer, dibujó en una servilleta este gráfico, algunos políticos como Dick Cheney se lanzaron sobre ella entusiasmados.

El punto t* es el porcentaje que consigue la mayor recaudación. La discusión esta en cual es ese porcentaje. Pero además, ¿es tan simple la relación entre impuestos y recaudación? ¿Por qué esa curva y no otra? ¿Porqué no una meseta? ¿O dos picos en los extremos? De hecho, un paraíso fiscal como Andorra o Gibraltar, probablemente tenga una curva más parecida a esta.

Ellos recaudan mucho más al tener los impuestos más bajos que sus vecinos, pero ¿que pasaría si todos los países los tuviesen iguales? ¿comenzaría una carrera por la "competitividad" vía reducción de impuestos? Y, aun dando por cierta la curva de Laffer (algo bastante discutible), ¿en que punto  exacto de la curva nos encontramos?. ¿Pagamos demasiados impuestos? ¿o todo iría mejor con más impuestos y más servicios como en Suecia?

En realidad, no se conoce con exactitud la relación entre impuestos y recaudación.  A pesar de numerosos estudios sobre el tema, no hay conclusiones claras. La economía es demasiado compleja y la interacción entre decenas de variables como la estructura económica del país, los impuestos de los vecinos, el capital disponible para inversiones, la tendencia al ahorro de los ciudadanos, la existencia de un sistema financiero completo y consolidado hacen  de esta curva una enorme simplificación de la realidad.

Y cuando la realidad es demasiado complicada, siempre suele surgir la fe para simplificarnos la vida. O, en este caso, la ideología que, como la fe, no necesita estar basada en la realidad o la lógica. Si eres un político “de derechas” la economía esta a la derecha del punto t* y hay que bajar los impuestos para mejorar la economía y subir la recaudación. Si eres “de izquierdas” esta a la izquierda y hay que subirlos para maximizar la recaudación. Según quien gobierna se dedicaran a hacer experimentos con tu dinero para “demostrar” que tienen razón. Mejor estar atentos y no creerse el "slogan" que nos quieran vender en cada momento.

Categoría: Matemáticas

Próximo tema:  El carbono-14 y el premio Nobel de la paz

El portaaviones de hielo y el submarino de hormigón

2006-01-07T00:30:00.000+01:00

Lord Louis Mountbatten tenía una importante misión como jefe de operaciones combinadas y mano derecha de Winston Churchill. Era uno de los responsables del desarrollo nuevas armas secretas para hacer frente a los alemanes.  Junto con grandes éxitos como los puertos flotantes usados en el desembarco de Normandia también cosecho importantes fracasos como el portaaviones de hielo.

Desesperados con la constante pérdida de barcos por el acoso de los submarinos, asediados por la escasez del imprescindible acero y sin suficientes portaaviones los británicos buscaron una solución más imaginativa. El proyecto Habbakuk se basaba en la construcción de un gigantesco portaaviones de 600 metros de largo fabricado con una mezcla de hielo y  un 14% de pulpa de madera llamado “pykrete”. Este curioso ejemplo de material compuesto o “composite” presentaba un alta resistencia mecánica y a la compresión. Con  paredes de 15 metros, el portaaviones sería imposible de hundir y un agujero de torpedo podría cerrarse rápidamente con un poco de agua de mar  y frío. Se desarrollo un prototipo a pequeña escala pero el excesivo coste y el lento desarrollo del proyecto impidieron que se desarrollase a tiempo. Por no hablar de sus limitadas aplicaciones. Estupendo para el Norte del Atlántico pero ¿alguien se animaría a patrullar el Mediterráneo en uno de esos?

Los americanos desconfiaban del proyecto y preferían seguir sus ensayos con una flotilla de buques de carga con el casco de hormigón.  Lentos y más pesados tenían la ventaja de ser baratos, fáciles y muy rápidos de fabricar (uno por mes). Se construyeron 24 de estos barcos durante la Segunda Guerra Mundial. Pero una vez acabada esta, el bajo precio de acero provocó la vuelta a los materiales tradicionales. Aunque no hay nada en las leyes físicas que se oponga al hormigón como elemento de construcción marino. Con una densidad que es la mitad que la del acero es fácil construir un armazón de hormigón que flote. Como este modelo de casa flotante, bastante más espaciosa que mi pisito. O las embarcaciones que, desde los años 70, participan en esta carrera para canoas de hormigón. Hay que recordar que el hormigón es excelente resistiendo la compresión y muy bueno para impedir  las filtraciones de agua como podemos ver en cualquier presa.

Pero todavía se puede dar una vuelta de tuerca más a la historia. Hace unos años se propuso el desarrollo de submarinos de hormigón. Serían lentos y relativamente baratos y añadirían algunas ventajas muy interesantes. Indetectables con un magnetometro, cualquier sonar que los localizase en el fondo los confundiría con una roca. Así podrían esperar pacientemente el paso de otros buques y atacarlos con torpedos lanzados verticalmente. Lástima, usar tanta imaginación siempre para los mismos fines.

Categoría:  Física

Nota: Este texto casi encaja más en otras bitácoras como la excelente CPI, pero una vez que vi el tema no pude resistir la tentación de escribir sobre el mismo.
Próximo tema: Siguiendo las curvas de Laffer.

El cielo se nos cae encima

2005-12-31T00:56:00.000+01:00

Los seres humanos nos acostumbramos pronto. Sabemos que, en ocasiones, nos sobrevuelan millones de toneladas y continuamos nuestras vidas confiados sin preguntarnos ¿Por qué no caen? Bueno, en ocasiones caen de forma rápida y violenta ocasionando enormes daños. No, no estoy hablando de los aviones. ¿Nunca os habéis preguntado porque flotan las nubes?

El vapor de agua es un gas, y como tal, se mezcla con los gases que están presentes en el aire. De hecho, siempre existe una cierta cantidad de vapor de agua presente en el ambiente, es lo que conocemos como humedad ambiental. Pero las nubes no están formadas por vapor de agua. Las nubes se forman cuando el vapor de agua se condensa en gotas de agua o en cristales de hielo.  Y como todos sabemos una gota de agua o un cristal de hielo son materiales pesados que no deberían flotan en el aire.

Lo cierto es que no flotan, sino que suben y bajan de forma constante. Su tendencia natural sería caer aunque intervienen otros efectos para contrarrestar esa tendencia. Una gota de agua típica suele medir décimas o centésimas de milímetro y cae a 1 o 2 centímetros por segundo dentro de su nube . Eso permite que actúen sobre ellas distintos efectos que ralentizan o impiden la caída.

En primer lugar, las nubes están en movimiento arrastradas por corrientes de aire. Así una corriente ascendente puede hacer que las gotas se mantengan en equilibrio, floten o incluso asciendan. También es necesario tener en cuenta la orografía del terreno, una corriente de aire que choca con una montaña se eleva y arrastra cualquier objeto con ella.

En segundo lugar, tenemos los efectos térmicos. Esa misma corriente de aire se enfría al ascender y eso puede provocar la condensación del vapor en gotas. Pero esa condensación genera calor, y el aire caliente provoca que la nube siga ascendiendo. En general, los efectos esta muy interrelacionados y son muy difíciles de analizar.

En último  lugar esta la cuestión del tamaño de las gotas. El agua forma núcleos de condensación que van creciendo en tamaño. Cuanto mayor sea el tamaño, más difícil será que las gotas consigan mantenerse en el aire. Un caso extremo sería la formación del granizo. Las gotas se condensan y caen  pero fuertes corrientes de aire vuelven a elevarlas aumentando de tamaño en el proceso. Si este proceso se repite suficientes veces la pequeña gota de agua ira aumentando de tamaño hasta formar bloques  de hielo del tamaño de una pelota de tenis. Mejor estar protegido cuando el cielo, finalmente, se nos caiga encima en forma de granizo.

Categorías: Física
Próximo tema: El portaaviones de hielo y el submarino de hormigón

Ducharse con un Pentium IV

2005-12-28T00:04:00.000+01:00

Vaya por delante que soy el primero que apoyo el ahorro de energía. Y que pienso que el kilovatio más ecológico es el que no es necesario generar. Así que mientras usaba el ordenador para escribir esto recordé un detalle poco conocido sobre los ordenadores personales que todos utilizamos. ¿Qué genera más calor por mm2, un chip o una placa de cocina?

Por sorprendente que parezca es el chip. Lo cierto es que el chip genera ¡¡¡40 VECES!!! más calor por unidad de superficie que una plancha de barbacoa.(1). Aunque la superficie del chip sea pequeñita y no de para hacer un huevo frito seguro que es mejor no tocarla. Generalmente se utiliza una potente refrigeración por aire para evitar que la temperatura del chip se acerque a los 70º C que es temperatura máxima de funcionamiento del fabricante. Es una limitación importante. De hecho algunos expertos aumentan la velocidad del procesador y su rendimiento a cambio de consumir más energía, generar mucho más calor y utilizar una refrigeración especial. Así pueden disfrutar de un  ordenador con mayor capacidad. Es el proceso conocido como “overclocking”

Un procesador moderno consume, él solo, unos 100 W de media. Y el resto de componentes del ordenador, especialmente la tarjeta gráfica también consumen bastante. Pero, por simplificar, centrémonos en el chip. Imaginemos a alguien que mantenga su ordenador encendido 24 horas al día para descargar música y películas de Internet, navegar y jugar.  Y que tiene instalado un programa como   SETI@Home para tener al procesador ocupado todo el tiempo.(2) Generaría 2,4 kWh/día como calor. Ese es un despilfarro que debe acabar. Pensemos en millones de ordenadores repartidos por casas, oficinas y empresas procesando con alegría y liberando ese calor tan necesario en invierno.

Comparémoslo con un panel solar térmico. España recibe una radiación media de entre 3,2 a 5 kWh/dia/m2.(3) Un  panel típico puede aprovechar entre el 70 y el 80 por ciento de esta energía para generar agua caliente. Mirando esas cifras, parece interesante utilizar mejor el calor del procesador. Tendríamos una fuente de calor equivalente a un panel solar de un metro cuadrado con las ventajas de ser totalmente predecible, con un mínimo impacto visual (fuera de casa, porque dentro...) y optimizando el consumo energético. Millones de ordenadores equivalentes a millones de metros cuadrados de paneles solares para estos fríos y oscuros días de invierno. Ya tenemos  frigoríficos con conexión a Internet   ¿Alguien se anima a crear un precalentador de agua con conexión a Internet? ¿Algún experto en “modding” que quiera llevar la refrigeración por agua de su ordenador a un nuevo nivel?

Categoría: Informática, Física
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(1) Los cálculos serian los siguientes
   El Pentium IV Extreme Edition, consume un máximo de 130 W para una superficie de 237 mm2. Una cifra más habitual serian 100 W, lo nos que daría 0,42 W/mm2. Podemos compararlo con  una típica plancha de barbacoa que proporciona 1400 W para 470x260 mm, Una media de 0,01 W/mm2.

(2) Conozco algún caso, pero mejor no mencionar su nombre aquí.
(3) Página 31. Guía sobre la energía solar en Navactiva (fichero .zip)

Nota: Aunque este artículo sea una pequeña broma por el día de inocentes todas las cifras son absolutamente exactas. Solo es necesario ponerlas en perspectiva. Si sustituimos dos bombillas corrientes, a 60 Watios cada una, por dos bombillas de bajo consumo que generan la misma intensidad luminosa consumiendo solo 7 Watios, conseguimos ahorrar los mismos 100 Watios de consumo del ordenador con un coste mucho menor. Creo que la opción más ecológica es siempre ahorrar energía y, desde luego, apoyo la energía solar allá donde sea posible y eficiente.

La sábana santa y los rayos cósmicos

2005-12-24T13:22:00.000+01:00

La sábana santa es una reliquia cristiana venerada en la catedral de San Juan Bautista de Turín (Italia). La tradición dice que fue el sudario utilizado para amortajar el cuerpo muerto de Jesús. La iglesia católica ni lo afirma, ni lo niega. Y, tarde o temprano, la ciencia tenia que aparecer para intentar determinar cual era su antigüedad y si realmente podía proceder de esa época.

Al mas puro estilo C.S.I. se han aplicado múltiples pruebas para intentar determinar la antigüedad de la misma. Desde la reconstrucción de la imagen representada en dos y tres dimensiones hasta el análisis de las posibles manchas de sangre. Desde el estudio del material de la sábana (lino) y como está tejido hasta la composición de cualquier residuo hallado sobre la misma como el polen. Un buen resumen de los estudios y sus diversas conclusiones puede encontrarse en la entrada Sudario de Turín de Wikipedia

Pero sin duda una de las pruebas más conocida es la llamada prueba del Carbono-14. El Carbono-14 es un isótopo del carbono-12 que es el más común. Es un elemento radiactivo natural que se genera cuando los rayos cósmicos chocan contra la atmósfera. Tras el choque se desprenden neutrones que vuelven a chocar contra el nitrógeno atmosférico dando lugar al carbono-14. Este se desintegra con una vida media de 5730 años, volviendo a convertirse en nitrógeno. Las dataciones de antigüedad utilizando este método se basan en que los seres vivos, tanto plantas como animales, lo incorporan al alimentarse y lo incluyen dentro de sus tejidos. Tras la muerte deja de acumularse y continúa desintegrándose. De esta forma, calculando la cantidad inicial y la residual podemos saber cuanto tiempo ha transcurrido desde su muerte. En este caso, cuando fue recogido el lino con el que se tejió la sábana santa.

En el año 1988 se analizó la sábana santa por el método del carbono-14 y se concluyó que el lino procedía de entre los años 1260 a 1390, una antigüedad que descartaba totalmente su origen en el siglo I. Esto no ha impedido que se la venere como una reliquia, tanto por los que dudan de la precisión de la prueba original como por aquellos que la ven como un símbolo, igual que un icono o la figura de un santo. De momento se niega la repetición de los análisis, así que la polémica puede seguir durante mucho tiempo.

Categoría: Física, Historia de la ciencia

Especial Inocentes: Ducharse con un Pentium IV
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Jugando para ganar

2005-12-17T15:14:00.000+01:00

¿Alguien apuesta para perder? No, todos apostamos para ganar. Sin embargo, debemos ser realmente malos en matemáticas porque todos solemos jugar con las probabilidades en contra. Y si, antes de nada, yo también he comprado boletos para la lotería de navidad. Aun sabiendo que no es una decisión inteligente.

Cuando participamos en cualquier juego de azar esperamos ganar dinero a medio plazo, (preferiblemente antes de estar muertos). Podemos perder en algunas ocasiones y ganar en otras pero la suma debería ser positiva. En matemáticas esto se conoce como “valor esperado” y lo malo es que todos los juegos de azar tienen un valor esperado NEGATIVO. La razón es muy simple, un porcentaje de los ingresos va para los organizadores, el resto se reparte en premios. El máximo está en la lotería de navidad en España que reparte el 70 % en premios.(1) En comparación, otros juegos como la lotería primitiva solo reparte el 55% del dinero recaudado. Un valor esperado del 0,55.

Como todos sabemos, los organizadores utilizan el primer premio para atraer a la gente, a pesar de lo difícil que es ganarlo. La probabilidad de acertar la combinación ganadora en la lotería primitiva es de una entre 14 millones, y muy similar en el “Cuponazo”, una entre 15 millones. Si pasamos al “Euromillon” la probabilidad sería de una entre 76 millones.

¿Queda alguna esperanza de ganar? O, al menos, de mejorar nuestras opciones. Puede que sí. Como se comenta en este excelente artículo de Microsiervos , existen algunas técnicas para mejorar estas posibilidades en juegos similares a la lotería primitiva. Como escoger números poco habituales o, mi favorita, jugar solo cuando tengamos un bote acumulado. El dinero del bote proviene de semanas anteriores y no entra en el 45 %. En realidad, se suma al porcentaje de la recaudación que va a premios. De este modo puede repartirse MAS dinero del que la gente juega incluso si la ONLAE se queda con el 45 %. Por ejemplo, en el sorteo de Bonoloto del 18 de noviembre de 1990, el valor esperado era de 3,6. Lastima que entonces fuese un crío.

Categoría: Matemáticas

(1) Las máquinas tragaperras son una excepción, pero eso lo dejaremos para otro día.
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Artículo relacionado: Loterías: probabilidades de que toquen

Somos multitud (y el alien lo llevamos dentro) - II

2005-12-11T00:40:00.000+01:00

Imaginemos la escena. Hace miles de millones de años la vida consistía en células simples e independientes muy similares a algunas bacterias. Pero, entre ellas, también se luchaba por la comida y la supervivencia. Una célula  se lanzo sobre otra más pequeña y la absorbió rodeándola con su membrana. Un proceso denominado “endocitosis”. Pero  algo nuevo sucedió. En lugar de romper la membrana  y aprovechar los recursos que contenía, las dos células iniciaron una provechosa colaboración.

Evidentemente, esta escena es una especulación. Pero recoge la teoría más aceptada sobre el origen de las mitocondrias, unos componentes fundamentales de nuestras células. En ellas se desarrolla la respiración celular.  Se consume el oxigeno, y se generan moléculas de ATP . (1) Estas moléculas son el “combustible” de las células en las muchas reacciones químicas que se desarrollan en su interior. Un producto intermedio que aporta la energía en cualquier reacción química que célula desee realizar. Como si fuese una pila recargable. En realidad, la mitocondria es la auténtica central energética del  resto de la célula.

Pero, aunque está dentro de la célula, no es una parte cualquiera de ella. Su código genético, el ADN de las mitocondrias, esta fuera del núcleo y separado del resto. Se ha mantenido separado desde hace miles de millones de años. De hecho se reproducen asexualmente y su código genético se hereda únicamente por vía materna.(2) Esta cualidad ha hecho posible analizar la evolución de los seres humanos, analizando las esporádicas mutaciones de un código genético que no se mezcla, como si sucede con el ADN procedente del núcleo donde el hijo hereda parte del padre y parte de la madre. Como un "alien" introducido en nuestro organismo.

Aún así el tiempo ha desarrollado mecanismos de cooperación y coordinación que garantizan que las mitocondrias se dividan y multipliquen, por su cuenta, justo cuando a la célula le viene bien. Una cooperación tan perfecta y tan antigua que no pensamos que sea un organismo distinto. Solo un componente especial que se desarrolla dentro de nuestras células, realizando una tarea absolutamente imprescindible y recibiendo del resto de la célula protección y alimento. Cuando esto sucede entre dos organismos distintos, se llama simbiosis o, en este caso concreto, mutualismo.  Parece que después de todo no es tan malo colaborar con otros organismos.

Categoría: Biología

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Para saber más:
(1) La respiración celular: http://es.wikipedia.org/wiki/Respiración_celular

(2) Aunque parece que hay algunas escasas excepciones donde el padre participa.

Somos multitud. (y el alien lo llevamos dentro) - I

2005-12-04T15:20:00.000+01:00

No vamos solos por la vida. Y estoy hablando en el sentido más literal del término. Hasta la persona más solitaria y con menos amigos, lleva con ella una enorme cantidad de vida que no conoce.

Empecemos por la piel. Cada centímetro cuadrado de tu piel tiene en promedio 100.000 bacterias. Si, la piel limpia de tus manos esta llena de bacterias. Puedes echarles la culpa de ciertos olores, ya que las bacterias los generan como desecho al descomponer el sudor para alimentarse. Son tantas que no es extraño que se extiendan y múltiples variantes aparezca por todo tu cuerpo. Millones de bacterias se esconden entre los dientes, sobre la lengua o en el interior de la garganta. Cuando se alimentan de los restos de comida, generan ácidos como residuo. El resultado son las caries que casi todos hemos sufrido en alguna ocasión.

Pero esa población empequeñece comparada con la que habita el sistema digestivo. Aunque esta repartida por todo el tubo digestivo, la mayor concentración se encuentra en el intestino. Allí tienen una superficie equivalente a una cancha de tenis, compactada dentro de un tubo de unos ocho metros. Se la reparten entre aproximadamente 200 especies, unos 100 billones (100 millones de millones) de bacterias que pesan alrededor de un kilogramo. Y se reproducen tan rápido que expulsamos cada año nuestro propio peso en bacterias, lo que ayuda a mantener su población estable.

Son tantas que no es raro que les hayamos encontrado utilidad. La primera es que “estimulan la inmunidad intestinal”. Básicamente significa que mantienen el organismo en alerta solo para controlar que no se desmanden. Eso hasta que nos convertimos en protagonistas involuntarios de C.S.I. Entonces se desarrollan a sus anchas para someternos a un "reciclaje" adecuado. Pero no todo es negativo. También ocupan el espacio y los recursos que, de otra forma, quedarían disponibles para bacterias más agresivas y peligrosas. Y, por último pero muy importante, también nos ayudan producido vitaminas como la B12 y la vitamina K.

Toda esta presencia es bastante “externa”. Después de todo, esas bacterias no se encuentran dentro de nuestros tejidos, de nuestros órganos o de la sangre. Algo llego antes. La próxima semana hablaremos de una vieja batalla que sucedió hace miles de millones de años y que ayudo a dar forma a lo que somos ahora. Hablaremos de las ventajas de llegar a acuerdos entre organismos distintos.

Categoría: Biología

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Para saber más:
Bacterias en la piel: http://www.microbe.org/espanol/microbes/bacteria.asp
Bacterias en la boca: http://www.tusalud.com.mx/121301.htm
Bacterias intestinales
http://www.encuentros.uma.es/encuentros92/comunidad.htm
http://www.eufic.org/sp/food/pag/food30/food302.htm

Rootkit. El subconsciente llega a los ordenadores.

2005-11-27T17:33:00.000+01:00

Por definición los seres humanos somos imprevisibles. En cambio solemos pensar que, cuando un ordenador hace cosas raras, “estará infectado por un virus”. Pero eso no siempre es cierto. Puestos a imitarnos, y aun antes de conseguir una autentica inteligencia artificial, los ordenadores han conseguido un subconsciente que escapa de su control.... y del nuestro.

¿Puede un ordenador tener problemas mentales? Esa clase de comportamientos anómalos en los que no hay pruebas físicas detectables. Donde el sistema operativo te dice que todo va bien, y no hay nada raro. Donde el mejor antivirus, permanentemente actualizado por Internet, no detecta ni rastro de virus. Donde ni siquiera se detecta el spyware que infecta al 90% de los ordenadores sin que su usuario lo sepa. Si, desgraciadamente puede.

Un “rootkit“ es un conjunto de programas capaces de tomar el control de un ordenador, escondiendo al sistema operativo (Windows, Linux, Unix o MacOS) toda su actividad. De este modo, programas en funcionamiento, ficheros y directorios se esconden sin dejar huella. Las conexiones a Internet se realizan sin ser detectadas y sin que el usuario sea capaz de descubrirlas. El Sistema Operativo (la inteligencia del ordenador) no es “consciente” de nada, ni siquiera sabe que existen pero cumple todas sus órdenes y pone el ordenador, con todo su contenido, a disposición de ese programa. Como si estuviese hipnotizado.

¿Cree que eso no va a pasarle? Píenselo de nuevo. Hace unas semanas, un experto informático descubrió que los CD musicales protegidos contra copia de Sony BMG Music Entertainment contenían un “rootkit” desde hacia más de un año. Estaba diseñado para insertarse en los ordenadores donde se escuchaba su contenido. Este programa tomaba el control de Windows, impedía las copias ilegales de música y, de paso, permitía a Sony, o a cualquier “hacker” habilidoso, controlar el ordenador. Desde averiguar sus contraseñas bancarias a esconder cualquier dato en el disco duro, el programa permitía el control absoluto del ordenador. Repartido en más de cuatro millones de CDs y 49 títulos distintos, se calcula que medio millón de ordenadores están infectados en todo el mundo. Incluyendo ordenadores del departamento de defensa norteamericano. Las empresas antivirus no lo detectaban porque no era un virus y no se reproducía. Tras el escándalo lo detectan pero no lo eliminan. La actuación de Sony, que es delictiva y mandaría a cualquier programador individual a la cárcel, puede que sea perdonada ya que Sony ha decidido retirar los CDs del mercado. Y ha dicho que lo siente.

La magnitud de la infección hizo imposible ocultarla pero nada impide que otros muchos “rootkit” circulen sin ser detectados. Y no hace falta ser una gran empresa para crearlos. Ahí afuera, en Internet, hay expertos programadores capaces de atacar a su ordenador a distancia y convertirlo en un “zombie” a sus órdenes. Píenselo, tal vez su ordenador esconda un servidor web de pornografía, las herramientas para una estafa bancaria o cientos de ficheros con los auténticos “Expedientes X” del FBI.

Categoría: Informática

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Para saber más:
La noticia del “rootkit” en Kriptopolis
Explicación técnica (en ingles) sobre que es, y como actúa, un “rootkit”: http://www.securityfocus.com/infocus/1850

Merlin Reloaded

2005-11-20T18:00:00.000+01:00

El poderoso mago llamo a sus sirvientes que, desde largas distancias, escucharon sus órdenes y pasaron a cumplirlas. A continuación invocó un mapa de la ruta a seguir, con instrucciones sobre los cruces de caminos a elegir. Confiaba en sus hechizos, que nunca le habían fallado, pero ese era un día especial. Con un gesto de su mano, ordenó el inicio de la marcha. Tras un carraspeo, el coche murió al fallar su batería.

Se conoce como la tercera ley del Clarke, por el escritor Arthur C. Clarke "Cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia". Y la interpretación usual es imaginar a un pobre hombre medieval intentando comprender nuestra tecnología y pensando que es mágica. O imaginarnos a nosotros intentando comprender una tecnología alienígena increíblemente avanzada. Pero hay otra interpretación más sutil pero mucho más inquietante. Como bien nos recuerda Miquel Barceló en este artículo, ¿cuántos de nosotros comprendemos la tecnología que utilizamos?

¿Cuánta gente que utiliza un GPS o un teléfono con marcación por voz comprende mínimamente su funcionamiento? Y esto es algo que podemos extender a mucha de la tecnología que nos rodea. Tecnología de la cual depende nuestra vida, nuestros trabajos, nuestras familias o el futuro de nuestros hijos. ¿Alguien piensa que es necesario comprender el mundo que nos rodea? Yo pienso que es imprescindible, porque si vivimos en democracia, y la mayoría es quien toma decisiones, deben ser decisiones informadas. Sino corremos el riesgo de ser dirigidos y manipulados “por nuestro bien”. ¿Cómo podemos elegir entre la opinión de un científico, un activista de Greenpeace o un político si no conocemos las consecuencias de la decisión? ¿por imagen? ¿por popularidad? ¿por quien sale más en televisión?. Células madres y radiaciones electromagnéticas, energía nuclear y la capa de ozono, el efecto invernadero y la nanotecnología ¿Qué sabemos de las decisiones se toman sobre estos temas? ¿Quién las toma por nosotros?

Pensad en como se organizaba en un reino medieval. El poder venia por dinero y herencia para el rey y los nobles, por el conocimiento para aquellos clérigos, magos y hechiceros que lo estudian. Conocimiento que mantenía al poder. Y la población se refugiaba en la astrología, la brujería y repetía mitos y leyendas que les enseñaban. Obedecían “por su propio bien”. ¿Estamos tan lejos de ese modelo?, ¿Qué papel te gustaría tener? O incluso más subversivo, ¿Qué te parecería cambiarlos?

Categoria: Ciencia en general
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El Sol contra Charles Darwin

2005-11-13T20:13:00.000+01:00

El Sol contra Charles Darwin(1)

Estamos en 1859, Marie Curie nacerá en Polonia dentro de  ocho años. Nadie conoce, ni ha imaginado remotamente, la radiactividad, la fisión o la fusión nuclear. Charles Darwin acaba de publicar El origen de las especies y, entre los múltiples argumentos religiosos y científicos en su contra, destacaba uno que podía enterrar la evolución en el olvido por décadas o siglos. ¿Habían durado el Sol y la Tierra el tiempo suficiente para permitir la evolución? ¿Cuánto tiempo había pasado desde el nacimiento de ambos?

En el siglo XVII el reverendo irlandés James Ussher estableció como fecha de la creación del mundo el 23 de octubre del 4004 antes de Cristo. Para lograr esa precisión se dedico a contar los años transcurridos basándose en las generaciones mencionadas en la Biblia.  Esa fecha fue ampliamente aceptada y marcaba un límite para las personas con creencias religiosas.

Curiosamente, y hasta mediados del siglo XIX, muchos físicos estaban de acuerdo. El Sol, como el resto del universo, debía cumplir las nuevas leyes de conservación de la energía. Los mejores cálculos decían que si estuviese formado de carbón ardiendo en oxigeno duraría unos 2000 años pero había suficiente imprecisión para encajar ambas ideas. No era tiempo suficiente para la evolución. Los físicos William Thomson(2) y Hermann Ludwig von Helmholtz propusieron la contracción gravitatoria como fuente de la energía. Del mismo modo que una teja al caer al suelo pierde energía potencial que se convierte en calor, la contracción del sol produciría calor y radiación. Pero incluso imaginando un tamaño inicial igual a la orbita de la Tierra eso solo permitía entre 20 y 50 millones de años. Demasiado poco para desarrollar la increíble variedad  de vida que podía estudiarse. Muy poco para pasar de bacterias a seres humanos inteligentes. ¿Habría alguien para defender la evolución?

Los geólogos vinieron al rescate. Analizaron el curso de los ríos y los sedimentos que dejan a su paso, la creación  y erosión de las montañas, la acumulación de sales en los océanos a partir del agua dulce de los ríos.(3) y otros muchos fenómenos naturales. Sus cálculos sugerían que la edad de la Tierra debía ser de, al menos, mil millones de años. Ellos mantuvieron vivo el debate sobre la evolución hasta que los físicos descubrieron todo una nueva rama de la ciencia llena de oportunidades y peligros. La energía nuclear también sirvió para explicar el nacimiento, vida  y muerte de las estrellas y, con ellas, de la vida en los planetas que las rodean.

Categorias: Biología, Historia de la ciencia
Próximo tema: Merlín Reloaded

(1) Este tema esta inspirado en un apartado de Introducción a la Ciencia por Isaac Asimov
(2) Futuro Lord Kelvin e inventor de la escala de temperatura que lleva su nombre
(3) Esta idea partió de Edmund Halley, que era un astrónomo que se interesaba por muchas cosas además de los cometas

Agitado, no mezclado. James Bond y la homeopatía

2005-11-09T19:40:00.000+01:00

Nunca comprendí la obsesión de James Bond por agitar y no mezclar el martini. El caso es que algún estudio parece darle la razón (1) aunque no creo que las diferencias sean sustanciales. Eso si, estoy convencido que los que más creen que existe una diferencia son los partidarios de la homeopatía.

“La preparación de los remedios homeopáticos, conocida como dinamización o potenciación, consiste en una serie de diluciones seguidas de agitaciones, diez fuertes sacudidas contra un cuerpo elástico tras cada proceso de dilución. Se cree que la vigorosa agitación que sigue a cada dilución transfiere parte de la esencia espiritual de la sustancia al agua” (2) Ya lo ven, diluir en agua, agitar con fuerza y volver a diluir es la esencia de la homeopatía. El problema es que se diluye tanto la sustancia que, al final, el resultado es un agua tan pura que los análisis más precisos no pueden encontrar ni una sola molécula del producto original. Como muchos, tengo la impresión de que hay más de efecto placebo que de que autentico poder curativo.

¿Y no basta con simplemente diluir o mezclar? Parece que no, hay que sacudir con fuerza. Porque si bastase con diluir tendríamos que recordar esta reciente noticia. “Cocaína abunda en río de Italia.” (3) Si una cantidad detectable de cocaína no causa efectos en la población, ni los hace adictos ni les “cura” de la adicción, debo pensar que el efecto de un remedio homeopático es fundamentalmente psicológico. Tal vez eso justifique su uso, pero no que se crea en ella.

¿Quieren algo más real y mucho más preocupante? Piensen en todos los contaminantes repartidos por el medio ambiente y en los desconocidos efectos de combinarlos. Piensen en los 283 productos químicos elaborados industrialmente que pueden encontrarse en la sangre de un recién nacido. (4) La mayoría parecen inofensivos, pero incluyen potentes tóxicos y cancerígenos. ¿No deberíamos preocuparnos más por los peligros que conocemos y podemos medir en lugar de distraernos con la “esencia espiritual” del agua?

Categoría: Biología
Próximo tema: El sol contra Charles Darwin

(1) James Bond y sus martinis
(2) Definición de Homeopatía en Wikipedia
(3) Noticia en BBC en español
(4) Noticia original (en castellano) y el resumen del estudio (en ingles):

La cerveza y el efecto invernadero

2005-11-02T19:56:00.000+01:00

La cerveza y el efecto invernadero

Tal vez os ha pasado alguna vez. Estáis con un botellín de cerveza y un amigo lo golpea en la parte superior con la base de otro. Inmediatamente, la sabrosa cerveza se convierte en una explosión de espuma intentando salir a toda velocidad.

Este efecto esta producido por el dióxido de carbono (CO2) disuelto en la cerveza. Cuando la botella esta cerrada, la concentración en el líquido y en la parte vacía están en equilibrio. Al abrirse, baja la presión  y el CO2 tiende a escapar intentando alcanzar un nuevo equilibrio que depende de la presión y de la temperatura. Para ello crea burbujas, un proceso lento y muy complejo. Otro ejemplo lo tenemos en las botellas de cava. Solemos enfriar las botellas de cava y a menor temperatura aumenta la capacidad del liquido para absorber CO2. Si esta lo bastante fría durante suficiente tiempo, la mayoría del gas será absorbido y podremos abrirla sin problemas. Pero, ¿Qué sucede si agitamos la botella de cava o golpeamos el botellín de cerveza? En ambos casos, creamos burbujas y una vez creadas su crecimiento es muy rápido y casi explosivo.

¿Y el efecto invernadero? Veréis, también el agua de mares y océanos esta en equilibrio con la atmósfera y contiene disuelta una cierta cantidad de  CO2. Por diversas razones físicas y químicas esta concentración es mucho mayor en el mar que en la atmósfera, lo que es útil para retener una importante cantidad de CO2.  De hecho, el mar retiene unas 50 veces más CO2, en diversos compuestos químicos, que la atmósfera. Y al aumentar la concentración en la atmósfera, el mar ha ido absorbiendo más y más CO2 para mantener el equilibrio.

Esta disolución en el mar también depende inversamente de la temperatura. A menor temperatura, más concentración y más cantidad de CO2  es retenida. Afortunadamente la temperatura de los mares cambia mucho más lentamente que la del aire, pero hemos llegado a un punto en el que empieza a elevarse. Pronto, aunque los científicos discrepan sobre la fecha, los océanos dejaran de retener CO2 y pasaran a liberarlo. Muy lentamente las burbujas se formarán y liberarán  en la atmósfera aumentando la concentración CO2, incrementando el efecto invernadero y, de nuevo, la temperatura. El proceso es lento, invisible y mucho menos espectacular que en la cerveza pero, a largo plazo,  las consecuencias  pueden ser igualmente explosivas.

Categoría: Física Química
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El efecto mariposa en el billar

2005-10-26T23:50:00.000+02:00

El efecto mariposa en el billar

Tengo que reconocer que soy más bien torpe al billar. Me falta precisión en el golpe y eso se multiplica tras alguna carambola. Acierto menos que el parte meteorológico y las causas tienen cierta relación.

Hace unos años se puso de moda hablar del efecto mariposa. Se decía: “El batir de las alas de una mariposa en el Amazonas puede provocar un huracán al otro lado del planeta” Esta idea surgió en los años 60 de las investigaciones del meteorólogo Edward Lorenz, que intentando simular matemáticamente el clima, descubrió que, en situaciones especiales, una variación muy pequeña en la situación de partida podía provocar enormes cambios a largo plazo.
Podemos ver un ejemplo en la vida cotidiana si dejamos caer verticalmente una pelota de tenis sobre una superficie plana. Tras varios botes la pelota se habrá alejado del lugar en que ha caído inicialmente. Por muy liso que sea el suelo, por muy esférica que sea la pelota, las pequeñas irregularidades de ambas hacen que el bote deje de ser vertical y la pelota salga proyectada en una dirección imposible de determinar previamente. Se genera una situación caótica e imposible de predecir, aunque la gravedad sea conocida y el entorno este perfectamente controlado.
Lo mismo se puede decir de otras muchas situaciones, conocemos las reglas generales pero la realidad es demasiado compleja e interesante y no podemos predecir con certeza el resultado final. Aplicándolo al billar me consuelo pensando que mi rival puede ser mejor, mucho mejor pero no infinitamente mejor. Las leyes físicas no lo permiten. Pero si permiten, y hasta exigen, que algún día, por el caótico movimiento de las bolas, acabe ganando. O eso espero.

Categoria: Física
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