17 diciembre 2015

Obsesión por las islas arificiales (I)

Islas o casi islas.

Crannog:

Las crannogs son antiguas viviendas lacustres que se conservan en Escocia e Irlanda, principalmente, si bien no son característica exclusiva de esos países, ya que en Gales se conserva una crannog en el lago Llangorse y se han descubierto viviendas similares en países escandinavos y en otros lugares del continente europeo.



Las crannogs más estudiados son los escoceses e irlandeses cuya antigüedad se remonta al Neolítico, es decir, más de 5000 años. Han estado en uso hasta bien entrado el siglo XVII, si bien otros estudios escoceses las datan en los albores de la Edad de Bronce. Los últimos estudios fundamentados en la prueba del carbono aplicada en las crannoges denominadas Oakbank en el lago Tay y en Redcastle en Beauly Firth datan estos edificios entre la Edad de Bronce tardía y comienzos de la Edad de Hierro.
A través de su historia, las crannoges han tenido múltiples usos: hacienda para granjero, símbolo de riqueza, refugio en tiempos adversos, puestos de caza y pesca e incluso residencia vacacional.

 Durrat Al Bahrain, Baréin:

Durrat Al Bahrain es la mayor isla artificial en Baréin después de la Islas Amwaj. es parecida a las Islas Palm de Dubái, Emiratos Árabes Unidos. Los 6 mil millones de $ del proyecto se invertirán en una serie de 13 grandes islas artificiales conectadas, con una superficie conjunta de más de 20.000.000 m2 (20 km²). Estará integrado por seis atolones, cinco islas en forma de peces y dos islas en forma media luna. En estas islas habrán hoteles de cinco estrellas, un campo de golf de 18 hoyos, 12 puentes, y un puerto deportivo. El puerto deportivo se extenderá a lo largo de tres islas y cubrirá una superficie de aproximadamente 700.000 m² (0,70 km²) con un coste de alrededor de 1,3 millones de dólares de los EE.UU. El puerto deportivo es desarrollado por una asociación conjunta entre Durrat Khaleej Al Tameer y Bahrein, uno de los líderes en la región en la construcción. El puerto deportivo es el primero de su tipo en el Oriente Medio, en cuanto a su tipo y tamaño.


Los trabajos en el proyecto se interrumpieron en febrero de 2008, más de 1.300 trabajadores se detuvieron por una disputa sobre pagos. Los trabajadores de la empresa GP Zacharides, que se encuentran en un campo de trabajo en el sitio de desarrollo, se declararon en huelga exigiendo mejores salarios y se quejaron de malas condiciones de vida. 

Ontario Place, Toronto, 1971:

Ontario Place es un sitio de uso múltiple en fase de desarrollo en Toronto, Ontario. Está situado en la orilla del lago Ontario, justo al sur del lugar de la exposición, al sur-oeste de la ciudad de Toronto. Se inauguró el 22 de mayo de 1971 y se compone de tres partes, construidas artificialmente en forma de  islas ajardinadas.


La instalación es propiedad del Gobierno de Ontario y se administra como una agencia del Ministerio de Turismo y Cultura de Ontario. Toma su nombre de la original Ontario Place, un complejo de exposiciones y de entretenimiento anual que operaba en el sitio desde 1971 hasta 2011. En la actualidad el sitio incluye el Molson Canadian Amphitheatre, centro de eventos "Atlantis", y un puerto deportivo. Edificios en el sitio incluyen "pods" diseñados por Eb Zeidler y una cúpula geodésica, que contenía el Cinesphere teatro IMAX.  

Aeropuerto Internacional de Macao

El Aeropuerto Internacional de Macao es el único aeropuerto que sirve la región administrativa especial de Macao en la República Popular China fue construido sobre un isla artificial.
La aerolínea más importante del aeropuerto es Air Macau, que tiene su base de operaciones en esta terminal. Esta y otras aerolíneas proporcionan vuelos directos a una variedad de ciudades en China y el Extremo Oriente. El aeropuerto es un punto común de transferencia para vuelos entre la República Popular China y Taiwán.


Como el territorio vecino de Hong Kong, Macao tiene un gran nivel de autonomía y mantiene sus propios procedimientos de inmigración. Por lo tanto, vuelos a otros lugares en China reciben el mismo tratamiento que vuelos internacionales.

El aeropuerto fue proyectado y construido durante los últimos años de la soberanía portuguesa sobre la ciudad. Macao fue la primera base europea en el Extremo Oriente, en 1557, y también la última en volver al control de Pekín, en 1999. En total, 442 años de presencia portuguesa en la ciudad.

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03 diciembre 2015

Imanes

En el proyecto que vamos a desarrollar en el colegio, "Ciencia de pasillo", es probable que pongamos el siguiente experimiento:

Poderoso imán de neodimio atravesando una tubería de cobre:





Imaginemos que el tubo es un montón de espiras para poder entenderlo mejor. Según la ley de Faraday una variación en el tiempo del flujo magnético que atraviesa la espira (imaginaos el flujo magnético como las lineas de campo magnético que atraviesan la espira ) produce una fuerza electromotriz (voltios). Como hay movimiento relativo entre el tubo (espira) y el imán, hay variación de flujo, y por lo tanto se induce una tensión en el tubo, lo que se traduce en una corriente eléctrica. Pero además sabemos que una espira que conduce una corriente en presencia de una campo magnético produce una fuerza. Entonces si nos imaginamos el tubo como un montón de espiras podemos entender que a medida que cae el imán, induce una corriente en cada " espira " que forma el tubo, de arriba abajo, lo que produce una fuerza que se OPONE al origen de la variación de flujo, la caída. 

Ismael

24 noviembre 2015

La cueva de los tres puentes (Líbano)

Hace semanas ví unas imágenes de esta cueva libanesa. Nunca sospeché que fuera de esta zona de la tierra


La Cascada Baatara Gorge de  255 m  de alto en Tannourine, Líbano, cae a través de una cueva de piedra caliza y tres 'puentes' formada por millones de años de erosión y desprendimientos de rocas.


    Descubierta para occidente en 1952 por el bioespeleólogo francés Henri Coiffait. Fue recorrida y mapeada por el Club de Espeleología de Líbano en los años 80.


    También es conocida como la "Cueva de los tres puentes".

    Durante la primavera existe una cascada de unos 100 m de altura por detrás de los tres puentes y cae en un agujero de 250 m de profundidad.

    En 1988, añadiendo una sustancia fosforescente al agua, se pudo comprobar que esta emergía en la fuente de  Dalleh de Mgharet al Ghaouaghir.











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28 octubre 2015

Cuerpo negro

Los cuerpos calientes emiten luz de diferentes colores en función de su temperatura. 

Los alfareros conocen la temperatura de las piezas en cocción con sólo ver el color que toma la cerámica.

Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas, siendo esta radiación, que se emite incluso en el vacío, tanto más intensa cuando más elevada es la temperatura del emisor. La energía radiante emitida por un cuerpo a temperatura ambiente es escasa y corresponde a longitudes de onda superiores a las de la luz visible (es decir, de menor frecuencia). Al elevar la temperatura no sólo aumenta la energía emitida sino que lo hace a longitudes de onda más cortas; a esto se debe el cambio de color de un cuerpo cuando se calienta. Los cuerpos no emiten con igual intensidad a todas las frecuencias o longitudes de onda, sino que siguen la ley de Planck.

A igualdad de temperatura, la energía emitida depende también de la naturaleza de la superficie; así, una superficie mate o negra tiene un poder emisor mayor que una superficie brillante. Así, la energía emitida por un filamento de carbón incandescente es mayor que la de un filamento de platino a la misma temperatura. La ley de Kirchhoff establece que un cuerpo que es buen emisor de energía es también buen absorbente de dicha energía. Así, los cuerpos de color negro son buenos absorbentes

El cuerpo negro imaginario de Kirchhoff era un simple recipiente oscuro con un pequeño orificio en una de sus paredes. Una vez en el interior, la radiación sufre diversas reflexiones en las paredes de la cavidad hasta que acaba siendo completamente absorbida. El agujero también actúa como emisor perfecto, puesto que las radiaciones que escapan a través de él muestran todas las longitudes de onda presentes, a esa temperatura, en el interior del recipiente.

En febrero de 1893, el físico alemán Wilhelm Wien,  no dio con la fórmula pero descubrió una sencilla relación matemática que describía el efecto del cambio de temperatura en el espectro de la radiación emitida por el cuerpo negro.

Como resultado de su estudio encontró que conforme el cuerpo negro se va calentando, el máximo del espectro de la distribución se desplaza hacia longitudes de onda más cortas. Esto significaba, algo tan revelador como que la longitud de onda del máximo de radiación multiplicada por la temperatura de un cuerpo negro es siempre una constante. Es decir, que una vez calculada la constante numérica, midiendo la longitud de onda del pico de emisión a una determinada temperatura, podía calcularse la longitud de onda máxima para cualquier otra temperatura.

Un cuerpo negro es un sistema capaz de absorber toda la radiación que le llega y que  es capaz de devolver.


Estgos conceptos se emplean para medir la temperatura del sol o de las bombillas: temperatura de color




05 octubre 2015

Ingeniería del viento o cómo no salir volando

Estos últimos días hemos sufrido fuertes vientos. Aunque estemos acostumbrados a la presencia del viento, sus efectos pueden ser diferentes a lo que esperamos.
Una variable importante, si duda, es la velocidad con que se mueve este viento. Pero… ¿Tenemos idea de cómo es esa velocidad? ¿Es mucha o es poca? ¿Qué efectos tiene?

Para hacernos una idea de cómo son esas velocidades de viento, podríamos echar mano a la siguiente tabla. Se trata de una tabla que refleja los efectos del viento en personas, dependiendo de las velocidades de las ráfagas. En este caso se habla de ráfagas de 2 a 10 segundos de duración y a una altura de entre 1 y 2 m (altura de las personas):

Sorprendente ¿no?. Este tabla nos indica que las personas del vídeo anterior están experimentando ráfagas de entre 18 y 20 m/s. La normativa Española tiene vientos de hasta 29 m/s pero como media en 10 minutos por lo que es de esperar que en esos 10 minutos haya ráfagas de vientos con velocidades mucho mas altas. 
Como complemento a la percepción de las velocidades del viento que barajamos en el cálculo de las estructuras, os adjunto la clásica escala de velocidades de viento Beaufort. Esta escala, publicada en 1806, es un intento de racionalizar las apreciaciones subjetivas del viento. Inicialmente estaba referida a fenómenos observables en el mar pero posteriormente se añadieron los observables en tierra quedando así:

Sin embargo, algunas veces, la importancia del viento no estriba en su fuerza, si no en los fenómenos dinámicos que puedan ocasionar en la estructura.
Cuando un cuerpo elástico esta inmerso en el seno de una corriente fluida, actúan sobre él tres tipo de fuerzas:
  • La fuerza elástica, que depende de la deformación del cuerpo
  • La fuerza aerodinámica, producidas por la acción del fluido sobre el cuerpo
  • Las fuerzas de inercia debidas  a la aceleración del movimiento de la estructura.
Del juego entre estas tres fuerzas, dependiendo de la importancia relativa de una frete a las otras, surgen los diversos tipos de inestabilidades de las cuales vamos a hablar solo de tres:

Galope:



Flameo:
Este fenómeno es típico de estudio detallado en puentes colgantes. Es el causante del derrumbe del Puente de Tacoma Narrows (puedes ver lo que le paso a este puente en el siguiente vídeo:


Bataneo:

Es aquella vibración que se produce por las turbulencias o perturbaciones no producidas por el obstáculo que las sufre, si no por otro cuerpo cercano.
Un ejemplo típico de bataneo de estela se produce entre rascacielos próximos en áreas urbanas, cuando la dirección del viento es tal que un edificio queda en la estela del otro.
En el siguiente vídeo podemos observar el modelado por ordenador de la interacción de las turbulencias creadas por unos rascacielos a otros próximos.


Fuente


03 septiembre 2015

Libro bebible


Pues... además de leer, puedes purificar el agua que bebes. Todo ¡con un libro!


Cada año en el mundo mueren 3,4 millones de personas por enfermedades relacionadas con el consumo de agua no potable, según la Organización Mundial de la Salud. Con este invento se podría salvar la vida de muchas personas que no tienen acceso a sistemas de saneamiento del agua. 

Se trata de un libro, cuyas páginas cumplen dos funciones: explican cómo y por qué se debe filtrar el agua y, al arrancarlas, pueden usarse como filtro. 

Este “libro bebible” está hecho de páginas que son filtros tecnológicos para purificar agua contaminada. Cada página ofrece 30 días de agua potable, y cada libro 4 años de agua pura para beber. 
 
"El agua de tu pueblo puede producir enfermedades mortales, pero cada página de este libro es un papel de filtro que convierte el agua en potable"
Las hojas contienen nanopartículas de plata o cobre que matan a las bacterias presentes en el agua a medida que atraviesan el papel. En ensayos en 25 fuentes de agua contaminada en Sudáfrica, Ghana y Bangladesh, el método eliminó más del 99% de las bacterias.
 

El estado de contaminación del agua después del filtrado fue similar al del agua del grifo en Estados Unidos, señalaron los investigadores. Pequeños restos de plata y cobre se colaron en el agua, pero los niveles de estas partículas se encontraban por debajo de los límites de seguridad. Los resultados de estas pruebas fueron presentados en la 250º reunión nacional de la Sociedad Química Estadounidense en Boston.


Eficiente y barato


Teri Dankovich, investigadora de posgrado de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, desarrolló y probó esta tecnología a la largo de varios años. "Está dirigida a comunidades en países en desarrollo", explica Dankovich, y enfatiza que 663 millones de personas en el mundo no tienen acceso a agua potable.

"Lo único que tienes que hacer es arrancar una hoja, colocarla en un simple contenedor para el filtro y echarle agua de río, arroyos o pozos. Así obtendrás agua limpia y bacterias muertas", dijo Dankovich.


A medida que pasan por el filtro, las bacterias absorben iones de plata o cobre y mueren, dependiendo de las nanopartículas que se usen. El costo de hacer el libro es de unos pocos dólares y cada hoja cuesta alrededor de diez centavos de dólar.


                     


Según los resultados de los ensayos, una página puede limpiar hasta 100 litros de agua. Un libro, puede filtrar la cantidad de agua que consume una persona en cuatro años. En promedio, el porcentaje de bacterias en las muestras de agua filtrada se redujo en un 99 por ciento y en la mayoría de los casos, el agua quedaba limpia en un 100 por ciento.


Para Dankovich, que realizó ensayos primero en laboratorio y luego en el terreno, fue muy emocionante ver los resultados. Uno de los sitios donde se hizo la prueba, recuerda, fue particularmente difícil. "En un lugar tiraban literalmente aguas residuales sin tratamiento al arroyo, que tenía niveles muy elevados de bacteria".

"Pero nos quedamos muy impresionados con el desempeño del papel, pudo matar a casi todas las bacterias. Éstas eran muy repugnantes, así que pensamos: si sirve para filtrar esto, probablemente puede hacer mucho", señala Dankovich.

La investigadora y sus colegas esperan aumentar la producción del papel, que actualmente ella y sus estudiantes hacen a mano y hacer ensayos en los que las comunidades mismas usen el filtro sin su ayuda.


Fuente:

http://www.bbc.com/mundo/noticias/2015/08/150817_libro_filtrar_agua_lp


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01 septiembre 2015

La web de ¡un millón de dólares!


Un joven estudiante, emprendedor y creativo, inició  un nuevo negocio con resultados sorprendentes

     En 2005, Alex Tew, estudiante inglés, necesitaba dinero para pagar sus estudios en la universidad. Se le ocurrió crear una página web consistente en una parrilla de 1000x1000 píxeles (es decir, un millón de píxeles).

     Creando bloques de 10x10 píxeles, colocó imágenes publicitarias (logos) con enlaces a las compañías y un mensaje que se despliega al pasar el curso sobre cada logo.

     Su objetivo fue vender esos rectángulos a las compañías. La idea gustó a las empresas y, Alex obtuvo un millón de dólares con la venta de los rectángulos de píxeles. Cada pixel fue vendido por un dólar. Como un pixel (punto iluminado en la pantalla) no puede transmititr información, vendió por bloques de 100 píxeles. Con imágenes de baja resolución y pequeño tamaño, podía publicarse el logo de cualquier compañía.


Aspecto de la web

     En enero de 2006 la web fue objeto de un ataque de denegación de servicio que la mantuvo inutilizable durante una semana.

     Si quieres visitarla, haz clic en el enlace:



     El 1 de enero de 2006, solo quedaban disponibles 1000 pixeles. Fueron puestos a subasta en eBay. Durante 10 días hubo 99 pujas. Una de ellas alcanzó la cifra de 160.109,99 dólares, pero fue eliminada por tratarse de una broma o un hoax. Finalmente, el valor de la subasta ganadora se elevó a 38.100 dólares.

Los ingresos totales fueron de 1.037.100 dólares. Tras realizar una donación, pagar gastos, etc...  Alex obtuvo unos beneficios de casi 700.000 dólares.

Curiosamente, he comprobado personalmente que surgieron un gran número de imitadores y todos han fracaso.

Quien da primero, da dos veces: refrán español.

Ismael

22 agosto 2015

Un mundo sin números

¿Imaginas lo que sucedería si los números desaparecieran de nuestra vida?



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18 agosto 2015

Los números suelen empezar más frecuentemente por "1" que por cualquier otro dígito: Ley de Benford.

      La ley de Benford, también conocida como la ley del primer dígito, asegura que, en los números que existen en la vida real, la primera cifra es 1 con mucha más frecuencia que el resto de los números.
     Una sorprendente teoría matemática llamada Ley de Benford predice que un conjunto determinado de números, aquellos cuyos primer dígito es 1 aparecerán de forma más frecuentemente que los números que empiezan por otros dígitos. La distribución de los primeros dígitos es bastante asimétrica, la frecuencia esperada para números que empiezan por 1 es casi del 30%, para el 2 es un poco más del 17%, para el 3 algo más del 12 % y para el resto disminuye. 


     Quien primero se dio cuenta de este fenómeno fue en 1881 el matemático y astrónomo Simon Newcomb. Un día, Newcomb estaba usando un libro de logaritmos y se dio cuenta de que las páginas del libro estaban más viejas y usadas cuanto más cercanas estaban del principio. Ten en cuenta que por aquella época, las tablas de logaritmos eran el libro de cabecera de cualquier manipulador de cifras, se empleaban, entre otras cosas para multiplicaciones entre grandes números. Actualmente equivaldría a examinar el desgaste de la tecla "1" en cajas registradoras o calculadoras ¿A qué se debía? Sólo podía tener una explicación: a lo largo de los años había consultado mucho más el logaritmo de los números que comenzaban por 1 que de los que comenzaban por números más altos.

     El asunto fue rápidamente olvidado hasta 1938, cuando Frank Benford, un físico de la compañía General Electric, se dio cuenta del mismo patrón. Entusiasmado por el descubrimiento, estudió 20.229 números provenientes de 20 muestras de todo tipo: constantes y magnitudes físicas, longitudes de ríos, estadísticas de béisbol, direcciones de personas... incluso cifras sacadas de portadas de revistas. A partir de los datos extraídos del mundo real, comprobó que la probabilidad de que un número en una serie de datos comience por el dígito d es de P[d] = log(1 + 1/d) y postuló la llamada "ley de los números anómalos de Benford". Según dicha ley la probabilidad de que en una serie de muchos datos el primer digito de un número sea 1 es del 30%, 17,6% para un 2, 12'5% para el 3 y así va decreciendo... 




Webquest de estudio de esta ley para docentes. 

Para saber más


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09 agosto 2015

Hormigas del mundo

¿Pesan todas las hormigas más que la humanidad entera?

El investigador Edward O. Wilson, de la Universidad de Harvard (EE.UU.), y el biólogo alemán Bert Hoelldobler en su libro «Viaje a las hormigas», afirmaban que las hormigas del mundo pesan lo mismo que todos los seres humanos.

La cadena británica BBC ha tratado de comprobar dicha afirmación y ha llegado a la conclusión de que es falsa.


"Los 7.200 millones de seres humanos pesan unos 450.000 millones de kilos. Si consideramos que hay 10.000 trillones de hormigas en el mundo con un peso medio de 4 mg, el peso viene a ser de 40.000 millones de kilos"

Es probable que esta igualdad en el peso de ambos grupos fuera posible hace 2000 años, cuando el número de seres humanos en la Tierra era muy inferior al actual, comentan.

En el mundo se conocen más de 10.000 especies de hormiga. Predominan especialmente en los bosques tropicales, donde en determinados lugares pueden suponer hasta la mitad de la población de insectos.

Son consideradas como los "genios de la comunicación química", mediante feromonas.
Simultáneamente, se han añadido señales táctiles y vibratorias. Hasta el punto de que las señales químicas se han convertido en una suerte de alfabeto. Los entomólogos reconocen al menos 12 categorías funcionales para comunicarse, casi todas de naturaleza química, tal y como explica Edward O. Wilson en "Superorganismo":

  •  Alarma: en respuesta a una invasión de enemigos o cuando se produce una grieta en la pared del nido.
  •  Atracción: para congregar a los individuos.
  •  Reclutamiento: para buscar alimento, conseguir nuevos lugares para hacer nido y enfrentar a los enemigos.
  •  Acicalamiento: incluye la asistencia durante las mudas y el cuidado de la nidada.
  •  Trofalaxia: intercambio entre individuos en el que uno de ellos proporciona al otro líquidos orales, anales o de otra índole. El intercambio por lo general se realiza con fines alimenticios pero a menudo sirve para compartir feromonas.
  •  Intercambio de partículas de alimento sólido.
  •  Efecto grupal: facilitación o inhibición colectiva de una actividad determinada.
  •  Reconocimiento de los compañeros del nido y de las distintas castas existentes en él.
  •  Determinación de las castas.
  • Control de los individuos reproductores que compiten entre sí.
  • Señalización del territorio y del área de campeo y orientación en su interior.
  •  Comunicación sexual.
Viven en comunidades enormes, que se refugian en hormigueros.
En el siguiente vídeo podemos ver la enorme complejidad de un gran hormiguero.

Para conocer todo sobre las hormigas, clic aquí,

 Ismael

07 agosto 2015

Naturaleza y matemáticas

Curiosidad matemática en la naturaleza:


El cociente entre la longitud de un río siguiendo sus meandros y la longitud en línea recta desde su desembocadura hasta su nacimiento es un número ligeramente  mayor que pi (3,14).

El catedrático Hans-Henrick Stolum, geólogo de la universidad de Cambridge, ha calculado la relación entre la longitud real de los ríos, desde el nacimiento hasta la desembocadura, y su longitud medida en línea recta. Aunque la proporción varia de un río a otro, el valor promedio es algo mayor que tres, o sea, que la longitud real es unas tres veces la distancia en línea recta. En realidad, la relación es aproximadamente 3,14, un cifra muy cercana al valor del número PI, la proporción que existe entre la circunferencia de un círculo y su diámetro. 


El número pi derivó en su origen de la geometría del circulo y surge una y otra vez en las circunstancias científicas más diversas. En el caso de la relación fluvial, la aparición de pi es el resultado de una pugna entre el orden y el caos

Einstein fue el primero en apuntar que los ríos tienden a serpentear cada vez más porque, por leve que sea la curva en un principio, ésta provoca corrientes más veloces en la orilla externa, que van originando una margen más erosionada y cerrada. Cuanto mayor sea la curvatura en la orilla, mayor resulta la velocidad de las corrientes en la margen exterior y, con ella, el aumento de la erosión por ese lado. Así, el curso del río se retuerce cada vez más. Sin embargo existe un proceso natural que detiene el caos: el aumento del serpenteo acaba haciendo que el curso se repliegue sobre si mismo. El río vuelve a endezarse y el meandro queda abandonado a un lado, convertido en un lago en forma de herradura. El equilibrio entre estos dos factores opuestos conduce a una relación promedio de pi entre la longitud real y la distancia en la línea recta desde el nacimiento hasta la desembocadura. La proporción de pi aparece con mayor frecuencia en ríos que fluyen por llanuras de pendientes muy suaves, como las que hay en Brasil o en la tundra de Siberia.

¿Casualidad?

Valoración de la persona

Frente a la admiración que gran parte de nuestra sociedad muestra por estrellas del fútbol o de la TV (con excesiva frecuencia con conocimientos mínimos, que dan vergüenza ajena), aquí os pongo un criterio de valoración de la persona, diferente a los habituales...


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21 julio 2015

Difusión: Ley de Fick

Es probable que la ley de Fick y el fenómeno físico que describe, sean unos de los conceptos científicos menos conocidos por el gran público.

     La experiencia nos demuestra que cuando abrimos un frasco de perfume o de cualquier otro líquido volátil, podemos olerlo rápidamente en un recinto cerrado. Decimos que las moléculas del líquido después de evaporarse se difunden por el aire, distribuyéndose en todo el espacio circundante. Lo mismo ocurre si colocamos un terrón de azúcar en un vaso de agua, las moléculas de sacarosa se difunden por todo el agua. Estos y otros ejemplos nos muestran que para que tenga lugar el fenómeno de la difusión, la distribución espacial de moléculas no debe ser homogénea, debe existir una diferencia, o gradiente de concentración entre dos puntos del medio.

     Si tenemos en un punto una concentración C1 de sustancia y en otro lugar próximo otra concentración C2, se observa que si:
  • C1 > C2, la materia se mueve del punto 1 al 2.
  • C2 > C1, el flujo de materia tiene lugar del punto 2 al 1
      ¿Con qué fin se realiza este desplazamiento de materia? Pues... con el fin de homogeneizar (igualar) la concentración de materia en los puntos 1 y 2. Esto es lo mismo que decir que el proceso iguala las concentraciones en ambos puntos (genera un gradiente nulo)


     ¿De que depende esta velocidad de difusión/mezcla de unas partículas con otras?
  • De la diferencia de concentraciones entre ambos puntos (gradiente de concentración)
  • De la superficie de difusión (no se evapora igual el agua de un vaso que el de la misma cantidad de agua derramada por el suelo).
  • De la capacidad de mezcla de las partículas de una sustancia entre las de la otra (difusividad másica).
    Todo esto puede explicarse, matemáticamente, mediante la ley de Fick (1855):
     El coeficiente de difusividad, D, depende de la temperatura, del tamaño de las partículas (moléculas, átomos) que difunden y de la viscosidad del medio en que se produce la difusión. 

    El siguiente vídeo aclara conceptos:


     Es obvio que dada la menor masa de las partículas gaseosas, este fenómeno de la difusión es más fácil si se lleva a cabo entre gases. Sin embargo, sucede también entre líquidos e, incluso, entre sólidos.

    La difusión entre sólidos permite afirmar que si juntamos dos piezas metálicas durante suficiente tiempo, se puede observar que en las zonas próximas a la superficie de contacto, tiene lugar el proceso de difusión, mezclándose los átomos de ambos metales.

   EL proceso de la difusión es importante en mútiples fenómenos de la vida: respiración, disolución de sustancias, comportamiento de la contaminación...

    Y surge una sospecha... En la alta atmósfera, existen gradientes de concentración de partículas gaseosas. Si aplicamos la ley de Fick, ¿significa que la Tierra pierde continuamente materia gaseosa? 


Ismael






14 junio 2015

El único sonido extraterrestre

La Agencia Espacial Europea (ESA) mostró los primeros sonidos de Titán, captados por los micrófonos que la sonda Huygens portaba durante su descenso por la atmósfera de la mayor luna de Saturno. 


     La sonda Huygens grabó durante más de dos horas y media, el sonido de la atmósfera de Titán mientras que aterrizaba hasta alcanzar la superficie de la luna. La sonda Huygens está equipada con el instrumento HASI (Huygens Atmospheric Structure Instrument) que cuenta con un micrófono para grabar las estructuras de sonido de la atmósfera de Titán.

    Además de grabar el sonido la función del aparato es medir mediante el envío de una señal y su retorno, la altitud, la velocidad de descenso, el choque o la presencia de elementos como nubes.


     Los científicos de ESA informaron que la atmósfera de Titán tiene metano, etano y otros componentes orgánicos que todavía hay que analizar. Durante el descenso de Huygens por la atmósfera de Titán se pudo observar una niebla por lo que los expertos interpretan que hay metano en la superficie de la luna que se evapora y asciende.


Descenso de Huygens sobre Titán

    La superficie de Titán tiene un color anaranjado y de algunas imágenes se deduce la existencia de una superficie sólida por la que corre metano o etano líquido. Es imposible la presencia de agua líquida en Titán porque la temperatura de esta luna es de -180 grados centígrados pero no se descarta el agua helada.


    El objetivo primordial de Huygens es analizar la composición de la atmósfera de Titán durante el descenso pero además la sonda logró sobrevivir al impacto tras caer sobre la superficie de esta luna y midió también sus características y sacó fotografías. Continuó transmitiendo información durante más de 90 minutos después de alcanzar la superficie de Titán algo con lo que los científicos no contaban.

06 junio 2015

Alquimia y piedra filosofal

La imagen tradicional del alquimista medieval sigue siendo la de un sabio anciano de aspecto inquietante, que experimenta en un laboratorio oscuro con recetas extraídas de antiguos libros mágicos para fabricar la famosa piedra filosofal, el elixir de la inmortalidad o bien, oro puro obtenido a partir de metales corrientes. 

     Considerada como una pseudo-ciencia, la alquimia se practicó aproximadamente desde el siglo IV a. C. hasta el surgimiento de la química y las ciencias naturales, a comienzos del XVII. Su época de época de esplendor se sitúa en la Europa medieval. A partir de la etapa final de la Edad Media se escribieron numerosos libros el denominado «Arte Hermético». 

     La palabra alquimia, del árabe al-kimiya, cuyo significado es similar al de química, tiene, sin embargo, una connotación distinta al concepto actual del término, ya que hace referencia a trascendental, espiritual. 

Alquimista (David Teniers)

     Los alquimistas, en su afán de conseguir nuevos materiales, desarrollaron diversas técnicas químicas, tales como la filtración y la destilación. Asimismo, crearon nuevas aleaciones, descubrieron elementos desconocidos hasta entonces y obtuvieron por métodos químicos los ácidos y las bases más comunes.

     Habitualmente, los alquimistas eran también médicos y poseían conocimientos de astrología y filosofía. El más célebre de ellos fue, sin duda, el suizo Paracelso (1493 – 1541), considerado como el iniciador de la medicina hermética y la terapéutica química.

   Los conocimientos fueron registrados mediante el empleo de símbolos y figuras; generalmente, estas obras se escribían bajo seudónimo. Por otra parte, la carencia de un patrón idéntico para el uso de los signos y símbolos dificulta en gran medida el estudio de la alquimia.

     Uno de los textos mentales en el ámbito de la alquimia es la Tabla de Esmeralda, escrita en un lenguaje incomprensible para aquellos que no están iniciados en el arte hermético.

La piedra filosofal, el objetivo de la alquimia 

     La piedra filosofal es una sustancia alquímica legendaria que se dice que es capaz de convertir los metales bases tales como el plomo en oro  o plata. Ocasionalmente, también se creía ser un elixir de la vida, útil para el rejuvenecimiento y, posiblemente, para el logro de la inmortalidad. Durante muchos siglos, fue el objetivo más codiciado en la alquimia. La piedra filosofal era el símbolo central de la terminología mística de la alquimia, que simboliza la perfección en su máxima expresión, la iluminación y la felicidad celestial.  
    
     Tres fueron los objetivos fundamentales que persiguieron los alquimistas. Por un lado intentaron la transformación de metales innobles, como el plomo y el cobre en metales preciosos, como la plata y el oro. Además, trataron de crear una sustancia que fuera capaz de curar todas las enfermedades. Finalmente se aplicaron a descubrir el elixir de la inmortalidad.

     Todo se resumía en la búsqueda de la piedra filosofal, considerada como la única sustancia capaz de conseguir la transmutación, la panacea universal y la inmortalidad. La creencia más extendida afirmaba que esta sustancia, puesta en un metal innoble como el hierro, mediante el proceso de fusión, sería transformada en oro.

La verdadera Piedra Filosofal es roja. Este polvo rojo posee tres virtudes:

     1. Transforma en oro el mercurio o el plomo en fusión, sobre los cuales se deposita una pulgarada. (Digo en oro, y no “en un metal” que se le aproxime más o menos, como lo ha creído, ignoro por qué, un sabio contemporáneo)

     2. Constituye un enérgico depurativo de la sangre y, cuando se la ingiere, cura cualquier enfermedad.

    3. También actúa sobre las plantas, y las hace crecer, madurar y dar frutos en unas horas.

Los siete principios fundamentales

     Los alquimistas creyeron firmemente en la existencia de siete principios básicos. Estos siete fundamentos eran el fuego, el aire, la tierra y el agua, además de otros tres elementos esenciales: la sal, el mercurio y el azufre. El azufre poseía un carácter masculino, mientras que al mercurio se le atribuían peculiaridades femeninas y pasivas.

     La alquimia buscó su apoyo en la ciencia de la astrología, pues desde los tiempos antiguos existía la creencia de que cada metal se encontraba bajo el influjo de un cuerpo celeste; por ejemplo, el hierro se correspondía con Marte, la plata con la Luna, el oro con el Sol, y así sucesivamente. De esta manera, cada metal era asignado con un símbolo igual que el de su planeta correspondiente.

     La alquimia parte de la teoría de que los tres elementos fundamentales pueden ser combinados en distintas proporciones para formar nuevos cuerpos.  

04 junio 2015

Este año será un segundo más largo

     Ocurrió en 2012 y sucederá de nuevo este año, en 2015, los relojes atómicos deberán añadir un segundo extra este 30 de junio, el llamado segundo intercalar.

     ¿Por qué se incluye un segundo más algunos años? 

     Todo está basado en la definición de año: Tiempo que transcurre desde que la Tierra pasa por un punto hasta que vuelve a pasar por el mismo en su trayectoria alrededor del Sol.

     La imagen de la trayectoria de la Tierra en torno al Sol tiene el aspecto:
         El movimiento que describe es una trayectoria elíptica de 930 millones de kilómetros de longitud. La velocidad media es de unos 106.000 km/hora (29,5 km/segundo), manteniéndose a una distancia media del Sol de 150 millones de kilómetros. 

    La velocidad oscila entre los 30,75 km/segundo (en el punto más cercano al Sol: perihelio) y los 28,76 km/s (en el punto más alejado del Sol: afelio)

     Pues bien, al cumplirse el año, la Tierra aún "no ha llegado al lugar en que debería de estar", se encuentra un poco más atrás, unos 30 km. La solución es alargar el año un segundo para que, durante ese tiempo, llegue a la posición en que debería encontrarse.

    Este año, 2015, se añadirá un segundo (segundo intercalar) extra el 30 de Junio.

    Pero, otro problema son los relojes, que también deberán incluir ese segundo. 

    Así, a la medianoche del 30 de junio los 400 relojes atómicos del mundo, después de marcar 23:59:59 UTC (Tiempo Universal Coordinado) y antes de indicar las 00:00:00, marcarán las 23:59:60


El segundo intercalar se empezó a aplicar en 1972. Desde entonces se han sumado un total 26 segundos intercalares, siempre el 30 de junio o el 31 de diciembre. 

La inclusión de este segundo extra es debido a que la Tierra se mueve más lentamente alrededor del Sol. 

Ismael
 


03 junio 2015

Medusa inmortal

Existe un único animal que puede vivir durante toda una eternidad. Se trata de una medusa llamada Turritopsis Nutricula que cuando llega a vieja, rejuvenece como un bebe medusa.

Todos  los seres vivos estamos condenados a morir antes o después. Pero existe un animal en este planeta que es virtualmente inmortal. Y esto no significa que no envejezca, sino algo mucho más extraño y fascinante: cuando llega a viejo, rejuvenece. 


 Tiene un diámetro de 4-5 mm. Su figura es alta y acampanada con paredes finas y uniformes. Su gran estómago (cavidad interior), rojo vivo, tiene forma cruciforme en su corte transversal. Los especímenes jóvenes tienen ocho tentáculos en el borde pero los adultos llegan a tener hasta 80-90 tentáculos. 

A diferencia de las demás medusas (y del resto de los animales) "Turritopsis nutrícula" no muere tras alcanzar su estado adulto, sino que es capaz de «rejuvenecer», de regresar a su forma juvenil y repetir su ciclo vital hasta alcanzar una segunda madurez... y una tercera, y una cuarta, y así hasta un número de veces que es, según los científicos, potencialmente infinito.  



La Turritopsis nutricula se encuentra en todos los océanos del mundo en aguas templadas o tropicales, desde Panamá hasta Japón, pero también se ha encontrado en el Mar Mediterráneo en las costas de Italia y España. Esta importante colonización se cree que es debida a la dispersión de las mismas por los barcos que navegan por diferentes mares y descargan los tanques de lastre en diferentes zonas.

Ismael

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23 mayo 2015

¿Cómo se mide la distancia desde la Tierra a la Luna?

En la antigüedad se creía que la luna se encontaba a unos 32 km de la Tierra.
En Grecia, Hiparco de Nicea (190-120 a.C.) dedujo que la Luna estaba a una distancia de 384.000 km de la Tierra.
 
Hay que tener en cuenta que la orbita lunar no es circular, sino elíptica. Desde la segunda mitad del siglo XX, se aceptan las siguientes cifras como válidas:

  •  Distancia cuando la Luna está más cerca de la Tierra: 356.334 km.
  •  Distancia cuando la Luna está más lejos de la Tierra: 406.610 km.
Desde hace cerca de 40 años, la medición de la distancia Tierra-Luna se realiza a diario.

Un pulso de rayo láser es lanzado desde un observatorio de Texas. Este rayo cruza la distancia Tierra-Luna, e impacta en un panel de espejos reflectores colocados en la Luna. Los espejos reflectores envían el pulso de vuelta en la misma dirección desde la que llegó. De vuelta a la Tierra, el telescopio intercepta el pulso de retorno.

Esto permite medir con elevada precisión la distancia a la que en un momento determinado se encuentra la Luna. El tiempo del viaje de ida y vuelta determina la distancia a la Luna con una precisión de centímetros. 


 231.589 millas = 372.627 km


El 21 de julio de 1969, una hora antes de su último paseo lunar los astronautas del Apolo 11 colocaron  en el Mar de la Tranquilidad  el primer panel reflector.

Posteriormente, los astronautas del Apolo 14 colocaron otro panel reflector en Fra Mauro. Los astronautas del Apolo 15 instalaron en la fisura de Hadley, un reflector 15 veces más grande que los dos anteriores.

Actualmente se conocen los siguientes datos:

a) La Luna se mueve en una órbita que se va alejando de la Tierra a un ritmo de 3,8 cm cada año. 
b) Es muy probable que el núcleo de la Luna sea líquido.
c) Los físicos también han empleado los resultados del láser para verificar la teoría de Einstein de la gravedad. Hasta ahora todo está bien: las ecuaciones de Einstein predicen la forma de la órbita lunar tan exactamente como es posible determinarla con el láser. Si existiere algún defecto al respecto  en la teoría general de la relatividad, la medición lunar por láser podría encontrarlo. 

A pesar de los datos científicos, los humanos tenemos problemas para percibir la inmensidad de las distancias entre los cuerpos celestes, como podemos ver en el siguiente video: