Los Porqués

¿Cómo entrenan los astronautas?

2012-01-27T09:33:00.008+01:00

Antes de nada quisiera felicitaros a todos, porque esta semana hemos superado las 100.000 visitas en el Blog!! Gracias a todos por conseguir que poco a poco vayamos creciendo y divulgando la ciencia a más y más gente.

La pregunta de hoy viene desde Argentina:

Hola Jesus,

felicitaciones por el blog, me encanta.

Mi pregunta es la siguiente: Como hacen en los centros de entrenamientos para astronautas (en tierra) y en alguna que otra película para hacer habitaciones anti gravitatorias??

Saludos desde Argentina

Lucas

Muchas gracias por tu pregunta. Las agencias espaciales intentan recrear en tierra las mismas condiciones que en el espacio para entrenar mejor a sus astronautas para la misión que les espera. Sin embargo, lo único que jamas van a poder simular es la microgravedad. ¿Y por qué? Pues porque es imposible deshacerte de ella.

En la tercera entrada del blog, os contaba por qué flotan los astronautas. Ahí os explicaba que en el espacio no es que no haya gravedad (de hecho hay casi la misma que en Tierra), sino que los astronautas flotan porque están en continua caída. La gravedad es una fuerza, generada por la Tierra, de la que nada ni nadie puede librarse. Y entonces, ¿qué hacemos para entrenar a los astronautas?

Pues existen básicamente dos opciones, y como todo en esta vida está la barata y la cara, jeje. La opción barata es construir piscinas gigantes e introducir en ellas al astronauta con todo su equipo y réplicas de la nave espacial en cuestión. Los astronautas se sumergen en la piscina con su traje espacial, y realizan todas las maniobras que realizarán cuando estén en órbita:

La opción cara pasa por intentar conseguir durante algunos segundos, esa sensación de ingravidez que tienen los astronautas en el espacio. Para ello, la única manera es mediante la caída libre. Y no, no estoy hablando de lanzar al astronauta desde un avión, pero algo es algo parecido. Se trataría de realizar en avión una serie de "piruetas" en el aire, haciendo que durante unos segundos, el avión y todo que esté dentro, esté en caída libre.

De esta manera podemos conseguir que los astronautas puedan sentir la ingravidez sin tener que esperar a que estén en órbita.

Y esto es todo. No olvidéis hacer como Lucas y enviar vuestras preguntas a los.porques@gmail.com.

¿Qué es la teoría del caos?

2012-01-08T12:25:00.000+01:00

¡Hola a todos y Feliz Año!

Espero que hayáis disfrutado de las vacaciones y empezado el año tan bien como yo lo hice. En el blog, vamos a comenzarlo con una de vuestras preguntas, como no podía ser de otra manera. Esta vez viene desde Argentina, de la mano de Nina:

Hola Jesús!

Felicitaciones por tu blog, para la gente curiosa -como la que escribe este mensaje- es bastante entretenido, y además me dispara a indagar sobre los asuntos que planteas.

Mi pregunta viene por el lado del cine. Vi "El Efecto Mariposa", y lo único que rescato -y que me dejó pensando- es la primera frase,con la que se abre la película: "el aleteo de las alas de una mariposa pueden provocar un Tsunami al otro lado del mundo" . Buscando en la web, encontré que se relaciona con la teoría del caos, y me gustaría que explicaras un poco sobre ella...

Muchas gracias!

Saludos desde Argentina,

Nina.

En efecto, esta famosa frase está relacionada con la Teoría del caos. Esta teoría, con nombre apocalíptico que parece predecir la destrucción del mundo, para nada debe angustiaros. La Teoría del caos, o mejor dicho, los sistemas caóticos, son aquellos en los que una pequeñísima variación en las condiciones iniciales, hace que la evolución del sistema difiera mucho con el original.

Podríais decir: "Pues no le veo nada de caótico, más bien es normal: si varías las condiciones iniciales, el sistema varía". Vamos a explicarlo un poco y a poner algunos ejemplos, que es probable que alguno ya se haya perdido.

La física tiene la capacidad de predecir las cosas. Me explico. Si tiramos una pelota, aplicando las leyes de la física, podemos calcular hasta dónde va a llegar, con qué velocidad,... Y si variamos las condiciones iniciales, por ejemplo, la lanzamos más fuerte, podemos volver a aplicar las mismas ecuaciones y calcular las nuevas condiciones finales (velocidad, alcance...).

El problema ocurre cuando al variar mínimamente las condiciones iniciales, somos incapaces de predecir el resultado final. Pongamos un ejemplo. Imaginaros que tenemos una serie de ecuaciones que calculan el crecimiento de la población humana. En ellas estarían contemplados factores como el porcentaje de mujeres y hombres, la calidad de los alimentos, la natalidad, la situación económica... Si aplicamos estas ecuaciones, por ejemplo usando las condiciones que había en el año 1300, para calcular el crecimiento de población que hubo 100 años después, comprobaremos que el resultado difiere muchísimo con la realidad. Tras analizar concienzudamente dónde nos hemos podido equivocar, nos damos cuenta de que a mediados del siglo XIV hubo la peste negra en Europa y diezmó por completo la población. Ese pequeño dato que no incluimos en las condiciones iniciales, ha hecho que el resultado varíe drásticamente. Por eso podemos decir que el crecimiento demográfico es un sistema caótico. Cuaqluier pequeña variación en los datos que pasemos por alto (crisis del petróleo, crack de la bolsa, inserción de la mujer en el mundo laboral, ...) hace que los resultados varíen mucho.

Por último otro ejemplo, que seguro que muchos habéis visto:

Homero simplemente mató un mosquito en el pasado, pero quien sabe si ese mosquito iba a transmitir una enfermedad a los dinosaurios y a los humanos, de la que casualmente el "gen Flanders" es inmune, haciendo que se haga el amo del mundo.

Espero haberos aclarado un poco las cosas y no olvidéis enviar todas vuestras preguntas a: los.porques@gmail.com.

¡¡Feliz Navidad!!

2011-12-23T19:52:00.004+01:00

Quisiera desearos a todos una Feliz Navidad y el mejor 2012 posible. Que este nuevo año venga lleno de ilusiones y recompensas, colmando de felicidad vuestras vidas.

Nos vemos el año que viene, cómo no, con muchas más curiosidades y preguntas, compartiendo con vosotros lo mejor que la ciencia nos puede dar. Que sea este blog espacio de encuentro, debate y aprendizaje para todos.

¡¡¡¡FELIZ NAVIDAD!!!!

Jesús

¿Por qué los CD's reflejan los colores?

2011-12-09T13:15:00.020+01:00

Hoy os traigo otra pregunta, esta vez dejada por un usuario anónimo en los comentarios:

Anónimo dijo...: El mejor Blog de la red, felicitaciones Jesús. De antemano te pido que me ayudes con esta pregunta: ¿Por qué en los CD'S de música se reflejan colores?

Antes de nada agradecerte el comentario, aun que ni por asomo creo que sea el mejor, jeje Uno hace lo que puede...

Pero vayamos a tu pregunta. Lo cierto es que se podría escribir muchísimo sobre los CD's, pero voy a intentar sintetizar todo bastante. Como sabréis, y si no os lo cuento, la luz blanca está compuesta por la suma de todos los colores. ¿No os lo creéis? Vamos a hacer un sencillo experimento: fabricar un disco de Newton.

Para ello sólo necesitáis una cartulina blanca y unos lápices de colores. Primero cortad un círculo de cartulina blanca y divididlo en 7 secciones de igual tamaño (podéis usar un transportador de ángulos, ya que cada sección será de 360/7=51º). Ahora, pintad cada sección de la siguiente manera:

A continuación, pinchad el disco en un lápiz y hacedlo girar frotando las manos. El resultado debería ser algo como esto:

Podéis hacerlo con más o menos colores, y poniéndole un motorcillo de cualquier juguete para hacerlo girar de manera continua sin cansaros.

Bien, ya sabemos que si juntamos los colores nos da la luz blanca, pero ¿y al revés? Podemos dividir la luz blanca en los distintos colores? Pues sí, sin más que hacerla pasar por un prisma. Este fenómeno se conoce como dispersión, y es la respuesta a tu pregunta.

(Dispersión de la luz en 2 prismas de diferente material)

En la dispersión, la luz se descompone en ondas según su frecuencia (colores), desviándose de su trayectoria original. ¿Y por qué hay dispersión en un CD?

Para responder a esto, primero hay que saber cómo funciona un CD. Un CD guarda información en formato digital, es decir, utilizando 1 y 0. Para ello posee una única pista en espiral que tiene unos agujeros pequeñísimos distribuidos.

Sobre esa pista, el lector dispara un láser muy fino, que será reflejado en la dirección del sensor o en otra, dependiendo de si apunta a un bulto o un agujero de la pista, respectivamente. Por lo que el sensor recibirá correctamente el haz de luz cuando estemos sobre un bulto y no recibirá nada en caso contrario. ¡Ya tenemos los unos y ceros!

¿Pero que pasa si el haz de luz que disparamos no es tan fino como el del láser? Ése es el caso de luz solar. Cuando la luz incide sobre un CD, no lo hace sobre una superficie lisa (como nos parece a nosotros), sino que lo hace sobre una superficie completamente rugosa y llena de agujeros. La luz, en este caso no rebotaría limpiamente, sino que ocurriría algo como ésto:

(Imagen tomada del blog: Escribiendo en piedra)

Las ondas comenzarían a reflejarse en todas las direcciones, y empezarían a interferir unas con otras. En dicha interferencia, las ondas pueden combinarse (como cuando tiramos una piedra en un estanque) para formar nuevas ondas con propiedades diferentes al haz de luz original, en concreto con distintas frecuencias (colores):

(Imagen tomada del blog: Escribiendo en piedra)

De esta manera es cómo al incidir un haz de luz sobre un CD, éste consigue que, al reflejarse, lo haga con múltiples colores.

Para terminar, y para quien le interese el tema, remitiros a una serie de 4 entradas, un poco más extensas, colgadas en el siguiente blog.

Finalmente, animaros a compartir con el resto vuestras dudas e inquietudes, y enviadlas a: los.porques@gmail.com.

¿Cómo calientan las mantas?

2011-11-23T16:40:00.004+01:00

El otro día estaba en un albergue en la sierra, y mi novia me dijo: "¿Por qué no tapamos los sacos de dormir con las mantas, y así por la noche, cuando vayamos a dormir, estarán calientes?" Yo le expliqué que eso no serviría de nada. Pero, ¿por qué? ¿Dónde está el fallo?

Cuando te tapas con una manta, está claro que entras en calor, pero ¿de dónde viene ese calor? ¿Es la manta quien te lo transmite?

De pequeñitos aprendimos la máxima: "La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma". Y está claro que el calor es energía. Por eso el calor no puede aparecer así porque sí, sino que debe venir de algún lado. Cuando algo se calienta es porque otra cosa se está enfriando y perdiendo calor.

Sin embargo, al taparnos con una manta, no le estamos robando calor a la manta, sino que lo que en realidad está ocurriendo es que la manta impide que nuestro cuerpo pierda calor.

El cuerpo humano pierde muchísimo calor constantemente, por eso tenemos frío! La manta, por sí sola no tiene manera de conseguir calor: el ambiente es frío, ella está fría y no tiene ningún enchufe de donde conseguir energía. Por eso, lo único que puede hacer es limitarse a impedir que perdamos calor, recogiendo el calor que expulsamos e impidiendo que se pierda en el ambiente.

Cuando os surja una duda de éstas, lo que tenéis que plantearos es: ¿De dónde viene la energía?

Para terminar, recordaros que podéis enviar vuestras preguntas a los.porque@gmail.com o dejarlas en los comentarios.

XI Semana de la Ciencia

2011-11-08T10:22:00.004+01:00

Esta semana comienza la Semana de la Ciencia, cargada de actividades, talleres, exposiciones y eventos para los más jóvenes y para el público en general.

Es una semana en la que las grandes empresas y laboratorios abren sus puertas y organizan visitas guiadas a sus instalaciones, que de otra manera difícilmente se podrían visitar.

Además multitud de centros y fundaciones organizan talleres y experimentos interactivos donde no sólo se divulga ciencia, sino que permiten al espectador participar, tocar y sentir lo que ahí está pasando.

Sinceramente, no dejéis pasar esta oportunidad. Reservar vuestra visita y llevad a vuestros hijos este fin de semana a alguna de las actividades que están preparadas especialmente para ellos.

Tenéis hasta el 20 de Noviembre! Os dejo el programa de actividades y un buscador por provincias para que encontréis lo que más os interese.

¿Qué comprobaciones se hacen antes de un despegue?

2011-11-02T23:59:00.001+01:00

Hoy os traigo otra de las preguntas que me habéis enviado al correo:

Buenas tardes:

Nueva pregunta para tu blog: ¿cuáles son las comprobaciones que se hacen en un avión antes de despegar? A parte de las más técnicas que los pilotos hacen sobre el estado de los controles, sensores y demás, siempre escuchamos una serie vibraciones y/o zumbidos antes del despegue. ¿De qué se trata? ¿Los motores? ¿El aire acondicionado? Un saludo y gracias por el blog, que es muy entretenido.

Jesús Cervetto

Muchas gracias a ti, Jesús. Lo cierto es que cada avión (y cada compañía) tiene sus procedimientos propios, pero vamos a quedarnos con lo básico y común a un avión medio típico (B737 o A320). Buscando un poco por Internet, fácilmente podéis encontrar los procedimientos para despegue en simuladores (que para el caso preliminar que nos ocupa nos sirve). Por ejemplo, aquí los encontráis traducidos al español (aunque no muy acertadamente, por lo que también os los dejo en Inglés). Echarles una ojeada y os resalto algunas cositas.

Para empezar, lo que todo el mundo llama despegue lo podemos dividir en fases: inspección pre-vuelo (como es para un simulador se la ha saltado, jeje), pre-arranque, arranque, pre-taxi, taxi (rodadura hasta cabeza de pista), pre-despegue y despegue. La AESA (Agencia Estatal de Seguridad Aérea) lo recoge de manera resumida aquí.

En la inspección pre-vuelo, se inspecciona visualmente el exterior e interior del aparato. Para ello es necesario la ayuda tanto de los pilotos como de la tripulación de cabina (TCP's). En ella los pilotos revisan el estado general del aparato, el exterior del mismo, las superficies de mando, los defectos que pueda tener... Por otro lado las TCP's se aseguran de que está todo el material de emergencia del avión (chalecos, hacha, extintores, linterna, ...). Os dejo un entretenido post de las tareas de los TCP's antes de cada despegue.

Antes del taxi, y mientras el pasaje embarca, se comprueban todos los sistemas, se encienden las luces de abrocharse el cinturón y prohibido fumar, se introduce la ruta, se comprueba el combustible cargado, se arrancan los motores y se comprueban, se estudia el parte meteorológico tanto del aeropuerto de origen, como destino y a lo largo de la ruta, se calcula la potencia que va a ser necesaria para el despegue en función de la carga y la temperatura del aeropuerto, se calibra el altímetro con la presión del aeropuerto (antes de aterrizar se hará lo propio con el aeropuerto de destino), se comprueban todos los instrumentos, se encienden las luces y finalmente se pide permiso por radio para rodar.

Una vez que tenemos permiso para rodar hasta la cabeza de pista, se quita el freno de estacionamiento y un tractor nos empujará sacándonos del puesto de estacionamiento (Push-back). Entonces el avión arranca y comienza a moverse por las calles de rodadura, momento en el que se aprovecha para comprobar los controles de la rueda de morro y seguir con la checklist.

Lo normal es que el avión no se pare en la cabeza de pista, sino que se alinee y despegue sin pararse (siempre habiendo pedido permiso antes para despegar por radio). Por lo que antes de llegar a la pista, (bien en el estacionamiento, bien durante el taxi) se deben comprobar el resto de procedimientos.

Entre ellos: ajustar el THS (estabilizador horizontal) para la carga, flaps en posición de despegue, autobrakes armados (por si hay que abortar el despegue) y transpondedor encendido. Se ponen las luces de aterrizaje y strobes. Y se comprueba que se han pasado y completado toda la checklist previa al despegue.

Una vez en cabecera de pista, se dan gases y rotación! Nos vamos al aire!!

En cuanto a los zumbidos que has oído antes del despegue serían los flaps deflectándose o el THS trimmando.

Seguramente, y los pilotos me corregirán, se me habrá olvidado algún procedimiento. Son muchos y por mucho que lo haya repasado, seguro que se me ha olvidado alguno. Pero en base, yo creo que lo más importante está explicado.

¿Por qué los pajaros vuelan en V (uve)?

2011-10-19T00:03:00.000+02:00

Alguna vez os habéis planteado por qué los pájaros vuelan en formación (en forma de V). Alguna ventaja habrá, ya que no parece que sea casualidad que siempre lo hagan así, sin importar la especie...

Según he leído, al principio se pensaba que era un tema de disciplina, y que los pájaros se limitaban a seguir al líder. Sin embargo, la explicación es diferente y nuevamente la naturaleza nos vuelve a sorprender con su sabiduría.

La razón está en que los pájaros, tras su vuelo, crean en el aire una estela de torbellinos que deja el aire en movimiento. Dicho movimiento no es al azar, sino que genera una corriente de aire ascendente y... zas!! ahí aparece el pájaro que volaba detrás para aprovecharla.

(Representación de la posición de las aves durante el vuelo.
Observad cómo se colocan a una distancia igual a la envergadura.)

Mucha gente cree que es para reducir la resistencia, de manera análoga a como hacen los ciclistas, poniéndose a "rebufo" del de delante. Sin embargo, el motivo principal es para ganar sustentación. Volando en formación, cada pájaro deberá batir menos las alas para mantenerse en el aire.

Después, tras muchos años de progreso, investigación, experimentos y desarrollo, llegamos los humanos y les copiamos con nuestros avioncitos, jeje

PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

En este enlace podréis ver un pequeño artículo sobre el tema.
En cuanto a los aviones militares, he de reconocer que los principales motivos para volar en formación son seguridad y protección. Aquí tenéis la teoría del vuelo en formación del ejército uruguayo. A todo esto, debemos añadir lo bien que quedan en las exhibiciones aéreas, por supuesto!

Premios Bitácoras 2011

2011-10-17T10:10:00.004+02:00

El otro día vi en uno de los blogs que sigo, que han comenzado los premios Bitácoras 2011. Yo la verdad es que ni sabía que existieran y nunca he participado en ningún certamen de este tipo, pero me dije, ¿por qué no?

Lo cierto es que no pretendo ganar, ni mucho menos, pero sí creo que puede ser una buena manera de promocionar nuestro blog. Supongo que a partir de ahora estaré un poco más atento a este tipo de eventos... Por eso, si de verdad os gusta este blog, y tenéis un minuto, pinchad en el siguiente link y votad en la sección de Ciencia y Educación. Es muy fácil!

Y ya que estamos, os dejo un impresionante vídeo traído por Landing Short del último lanzamiento del Shuttle, grabado en HD. Sólo deciros que he visto infinidad de vídeos, pero ninguno como éste. Mi recomendación: ponedlo a pantalla completa, dejad que se cargue, y disfrutad!

¿Por qué los espejos dan la vuelta a las cosas?

2011-10-11T14:40:00.007+02:00

Vamos con otra pregunta que recibí en el correo, esta vez desde México:

Hola Jesús buenas tardes,

Navegando en la red encontre tú blog y es muy interesante, concreto, sencillo y no se que más decir, te felicito.

Mi pregunta es ¿porque el reflejo de las letras en un espejo parecieran o están al revés? y/o tiene algo que ver del ¿porqué las ambulancias en la parte de adelante(cofre de la camioneta) dice AMBULANCIA al revés? es decir la palabra esta de frente al conductor y no de frente hacia el camino

ATTE. Lic. Roberto Carlos Castro Azcué
Del. Miguel Hidalgo, Distrito Federal, Mexico

Efectivamente Roberto, las ambulancias, bomberos y algunos vehículos de emergencias llevan escrito sus nombres al revés, para que, mientras conduces, seas capaz de leerlo por el espejo retrovisor. Pero, ¿por qué los espejos dan la vuelta a las cosas? Mi respuesta es sencilla: ¡no lo hacen!

Este tema es muy difícil de explicar, así que veámoslo con dos ejemplos. Situaros en frente de un espejo y levantad la mano derecha. Como comprobaréis, vuestra mano derecha está en la parte derecha del espejo. Éste no ha dado la vuelta a nada, lo que está a la derecha sigue estando a la derecha y al revés. Sin embargo, a nosotros nos parece que nuestro reflejo ha levantado la mano izquierda. Esto es porque automáticamente tendemos a situarnos en la misma dirección que el reflejo, girándonos (poniéndonos de espaldas al espejo) y mirando en la misma dirección que él. Pero el espejo no ha hecho nada, somos nosotros!!

Pongamos otro ejemplo. Escribid "HOLA" en una hoja y ponedla enfrente de un espejo. En el reflejo leeréis algo parecido a "ALOH", pero nuevamente el espejo no ha dado la vuelta a las letras. Mirad. Imaginad que hacéis lo mismo, sólo que ahora la hoja es transparente. En este caso, sería el caso de la foto anterior, ¿no? ¿Veis como el espejo se limita simplemente a reflejar las letras que él ve? Lo que pasa es que lo que él ve es diferente a lo que vemos nosotros. La hoja está mirando al espejo, y para tú poder leer el papel, deberías mirar la hoja de frente, situándote entre ella y el espejo. Si nos colocamos como siempre (detrás de la hoja), e intentamos leer lo que pone en la hoja a través de ella (recordad que ahora es transparente), seguiremos leyendo "ALOH", igual que lo que leemos en el espejo!!

Explicarlo de palabra es muy confuso y difícil, pero espero haberos aclarado un poco las cosas y no haberos liado más! Os dejo por si acaso un link con una explicación más detallada, donde lo explican bastante mejor.

Para terminar, una curiosidad, y es que al parecer nuestro cerebro es capaz de leer las palabras al revés!!

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¿Por qué los aviones vuelan tan alto?

2011-10-05T16:33:00.005+02:00

Alguna vez os habéis preguntado por qué los aviones vuelan tan alto. Si os fijáis, hoy en día durante un vuelo comercial, se suele indicar al pasajero por pantalla la altura a la que va el avión, la velocidad,... y siempre van a unos 30.000ft (10.000m). Podrían hacerlo simplemente a 500m de altura, donde no van a chocarse contra nada y así ahorrarse subir, ¿no? ¿Qué necesidad hay de volar a tan alto?

Comencemos por el principio. En 1935, Douglas sacó al mercado el DC-3, un avión capaz de llevar a 21 pasajeros (11 más que le Boeing 247) y mucho más rápido. En seguida se ganaron casi todo el mercado, consiguiendo hacerse con hasta el 90% del tráfico aéreo. Boeing no podía quedarse de brazos cruzados viendo como su competidor le dejaba en la ruina.

Entonces analizó un estudio realizado por Tommy Tomlinson, un piloto de TWA, del que se decía que poseeía más horas de vuelo por encima de los 30.000 ft que todos los demás pilotos de la época juntos. En dicho estudio, Tomlinson afirmaba que un avión civil podía volar a más de 4.000m de altura, conllevando una mejora de confort para los pasajeros y reducción del consumo. Al volar más alto, se reducían las ráfagas y turbulencias, haciendo el vuelo mucho más placentero (imaginaros que volar en aquella época suponía muchísimo ruido, frío, estrechez,...)

Pero claro, al volar tan alto aparecían dos problemas: la presión y la temperatura. Surgió entonces la necesidad de presurizar los aviones y aclimatarlos para garantizar un hábitat seguro y cómodo para el pasajero. Con esta nueva y revolucionaria idea, Boeing sacó en 1938 el Boeing 307 Stratoliner. Este avión era capaz de volar de Los Ángeles a Newark (Nueva Jersey) en tan sólo 13h y 40min, 2 horas menos que el DC-3!!

Más tarde aparecieron los motores a reacción. Estos motores permitían volar mucho más rápido que los turbohélice, sin embargo consumían mucho más. Pero la ventaja de dichos motores era que su consumo disminuía con la altura (a más altura menos densidad del aire), por lo que nuevamente los aviones incrementaron su altura de crucero.

Hoy en día cada avión tiene una altura óptima de vuelo, que depende de su carga y de los motores con los que vaya equipado el avión. La tripulación solicitará al centro de control el nivel de vuelo correspondiente para intentar consumir lo menos posible, satisfaciendo así las exigencias de la aerolínea.

Fuente: Simons, David and Withington, Thomas. Historia de la aviación. Parragon Books Ltd.

¿Por qué hace tanto frío en Nueva York?

2011-09-01T12:02:00.003+02:00

Buenas a todos y bienvenidos un año más a Los Porqués. Espero que hayáis pasado un verano relajado y podido descansar lo más posible. A los que durante el verano nos habéis seguido en nuestra página de Facebook, leyendo las casi 20 entradas publicadas, daros las gracias por ayudar a que poco a poco vayamos creciendo y sed también bienvenidos!

Empezamos el año con una de vuestras preguntas:

Jesús:

¿Por qué en Nueva York hace mucho más frío que en Gijón, si ambos están a la misma altura (latitud)?

Gracias!

Alberto

Bien por la pregunta, ya que es curiosa y muy interesante. Para quien no lo sepa (sobretodo para nuestros seguidores latinoamericanos), Gijón es una ciudad costera del norte de España. Y aunque no lo parezca, está más al Norte que Nueva York! En concreto, 3 grados más. Y, ¿cómo es que dos ciudades, estando a la misma latitud, las dos costeras, y dando al mismo océano (supongamos que el agua del Mar Cantábrico está a la misma temperatura que en el Atlántico), en una en invierno se llega a temperaturas de -15º (NYC) y en otra apenas se llega a 0º?

La culpa de esta gran injusticia la tiene la corriente del Golfo. Ésta corriente transporta una inmensa masa de agua cálida de más de 1000 km de ancho desde el Caribe a Europa. Atravesando el Océano Atlántico consigue llevar agua para calentar Europa.

¿Y Nueva York? ¿A ella no le llega esta corriente? Pues no. Y no sólo no le llega, sino que además, la corriente que baña la costa norte estadounidense viene del Polo Norte!! Mirad:

Como veis, la que llega a Nueva York es la corriente Labrador, que no es otra que la que del Golfo tras su paso (y enfriamiento) por el Polo Norte.

Así que ya sabéis otra curiosidad más para comentar en el café tras la vuelta al trabajo!

Verano, veranito...

2011-07-10T19:50:00.003+02:00

Nuevamente, otro año más, me despido de vosotros durante el verano. Desearos que lo paséis muy bien de vacaciones, descanséis y disfrutéis mucho de estos meses. Volveremos en Septiembre con más preguntas y publicaciones más frecuentes (I promise). Ya tengo algunas entradas escritas, preguntas antiguas, pero cualquier pregunta que os parezca interesante para el blog, no dudéis en escribidme durante el veranito.

Aún así, seguiré colocando noticias en nuestra página de facebook y podréis contactar conmigo también en nuestro muro. Facebook no descansa!

Un saludo y feliz verano!!!

¿Qué es un flap? ¿Y un slat? ¿Y los spoilers?

2011-06-22T16:08:00.000+02:00

Cuando estaba en la Universdad en 1º, un día uno le preguntó a la profe de Aeronaves que qué era un flap. Ella ni corta ni perezosa le contestó: "Un dispositivo hipersustentador". ¡Claro! ¡Imaginaros! Tú, un pequeño aventurado de la vida, probablemente el primero de tu promoción en el cole, acababas de entrar en la Escuela de Aeronáuticos, con un subidón increíble, las hormonas por las nubes, con ganas de comerte el mundo, y van, y te dicen que vas a estudiar "dispositivos hipersustentadores"!!! El chaval no cabía más en su gozo. Gozo, que por lo general desaparecía con los primeros parciales de Noviembre, jajaja

Pero la profe, como siempre, estaba en lo correcto, los flaps son unos dispositivos hipersustentadores. ¿Y qué significa eso? Pues significa que son cosas que aumentan la sustentación. Veamos cómo es un flap:

Como veis, simplemente es que la parte trasera (en el borde de salida) del ala se deflecta y se retrasa (en el caso de los Fowler) para aumentar la sustentación. Esto se consigue al aumentar la cuerda y/o curvatura del perfil y/o superficie alar y/o controlando la capa límite. Todos los "y/o" anteriores dependen por supuesto del tipo del flap que estemos usando...

¿Y para qué se quiere aumentar la sustentación? Sencillamente, para poder volar más lentos. Si recordáis, la sustentación de un avión depende muchísimo de la velocidad a la que vuele. Y puede ocurrir que en maniobras a baja velocidad, en un aterrizaje p.ej., el avión al ir tan lento, no tenga la suficiente sustentación como para sostenerse en el aire y éste entre en pérdida.

¿Y los slats? Pues más de lo mismo, unicamente que están en el borde de ataque del ala. De hecho están tan intimamente ligados que en los aviones modernos no dispones de una palanca para flaps y otra para slats, sino que hay una única palanquita que deflecta ambas superficies proporcionalmente. Por ejemplo, estos son los valores para un Airbus A320:

Posición de la palanca: 0 1 2 3 FULL
Flaps (deg): 0 10 15 20 35
Slats (deg): 0 18 22 22 27

(Spoliers: En la imagen, superficies levantadas)

Por último, veamos qué son los spoilers. "¡Ya está! ¡Otro dispositivos hipersustentador!" Pues no, es justamente lo contrario. El objetivo de los spoilers es destruir sustentación. "¡Pero si la gracia de los aviones está en que vuelan! ¿Por qué van a querer quitarse sustentación?" Bueno, la cosa no es tan radical como parece, no es que el avión deje de sustentarse de golpe, simplemente se reduce un poco su sustentación.

¿Y para que se usan? Pues para muchas cosas. Por ejemplo, cuando se está realizando un giro, levantando un poco los spoilers del ala interior del giro, se consigue reducir un poco la sustentación en ese ala (bajarla) y facilitar el giro. Pero el caso más típico donde podéis verlos es en el momento del aterrizaje, después de tocar suelo, cuando los spoilers se deflectan para evitar (rompiendo la sustentación) que el avión vuelva al aire debido al rebote producido por los amortiguadores. Además, al pegar el avión al suelo, ayudan al frenado del mismo. ¿Y no sirven también para frenar? Pues sí, así es. Los spoilers aumentan mucho la resistencia, por eso realizan también esa función. Sin embargo, a pesar de ser las mismas superficies las que estran en juego, en este caso se las conoce como aerofrenos.

Eso es todo por mi parte. Cualquier duda, pregunta o sugerencia, no dudéis en dejar vuestro comentario o escribir a los.porques@gmail.com.

¿Por qué un avión entra en pérdida?

2011-06-03T09:33:00.020+02:00

Antes de nada quisiera pedir disculpas por el retraso, soy consciente de que hace más de un mes que no escribo ninguna entrada, pero últimamente he estado bastante liado.

Vayamos al tema. ¿Quien no ha visto alguna peli de cazas en la que en un momento dado el piloto no dijera: ¡¡Hemos entrado en pérdida!!? Entonces el avión caía descontrolado, dando mil vueltas y el piloto intentaba por todo los medios recuperarlo.

Aunque en las pelis siempre es un poco fantasmada, voy a explicaros qué pasa cuando un avión entra en pérdida y cómo se evita en los aviones modernos.

Para que un avión vuele, es necesario que el aire se mueva sobre sus alas. Conforme el avión gana velocidad, el flujo de aire se adhiere al ala formando lo que se conoce como capa límite. El aire bordea el ala pegado a ella (debido al efecto Coanda) y le proporciona sustentación.

Cuando se encabrita el avión (sí, en aeronáutica usamos este verbo, como si estuviéramos montando un caballo, jeje), se aumenta el ángulo de ataque del ala (el ángulo que forma con el aire) y el aire tiende a despegarse. Llega un momento, en que el ángulo de ataque es tan grande, que Coanda no es capaz de mantener el aire pegado al ala y entonces se desprende la capa límite. Se dice entonces que el avión ha entrado en pérdida.

Lo que ocurre es que el aire deja de circular alrededor del ala y pasa a realizar un movimiento turbulento. Este movimiento turbulento del aire no produce sustentación, y el avión pasa en sólo unos instantes de flotar en el aire, a caer súbitamente. Además, se pierde el control del aparato, ya que los alerones se encuentran en el ala (donde el flujo ahora es turbulento) y resultan inservibles. Aquí tenéis un vídeo del proceso completo.

Este problema se conoce desde antiguo y está completamente superado. Los aviones caza actuales por ejemplo tienen unos motores tan potentes que son capaces de ascender casi en vertical.

Por otro lado, las avionetas están sobredimensionadas, de manera que si entran en pérdida, ellas mismas solitas se recuperan, sin producir más consecuencias. Es una de las típicas cosas que se realizan en las primeras clases prácticas de vuelo.

Los aviones modernos comerciales (los que usamos para viajar) poseen una serie de dispositivos integrados en el ordenador de abordo. Estos dispositivos, llamados protecciones, actúan sobre los mandos evitando que el piloto meta el avión en pérdida. Por ejemplo, si el ángulo de ataque aumentara peligrosamente, enviaría una orden a los elevadores, para que hicieran picar al avión (para que bajara el morro). Así se evitaría que éste entre en pérdida. En los más antiguos, simplemente suena una alarma sonora que avisa al piloto del peligro de entrada en pérdida.

Así que ya sabéis, no os dejéis engañar por las películas y despreocuparos por completo de este tema, que lo tenemos perfectamente superado.

Espero vuestros comentarios y sugerencias!

PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

Aquí os dejo una aplicación de la NASA que os podéis descargar gratis. Con ella podréis practicar como si estuvierais en un túnel de viento y comprobar cómo la capa límite se desprende a ángulos de ataque altos.

http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/FoilSim/index.html

¿Qué es la entropía?

2011-04-27T15:49:00.006+02:00

Vamos con otra pregunta que llegó a mi correo:

JESÚS;
QUE ES LA ENTROPIA?, PORQUE TODO PROCESO GENERA ENTROPIA?, SI BIEN PUEDE GENERARSE,PORQUE NO PUEDE DESTRUIRSE?
FELICIDADES POR TU BLOG BASTANTE INTERESANTE, MAS INTERESANTE SI TU PUBLICACION FUESE MAS INTENSA
SALUDOS

JOSÉ LUIS GONZALEZ QUINTERO

SAN LUIS POTOSÍ, MÉXICO

Antes de nada agradecerte José Luis no sólo tu pregunta, sino también tu sugerencia. Tomo nota!

Ahora vayamos con la entropía. Para andar por casa podemos decir que la entropía mide el desorden de un sistema. Por lo tanto, un sistema estará más desordenado cuanta más entropía posea. Según el 2º Principio de la Termodinámica:
La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse con el tiempo.

Esto significa, que cualquier sistema o proceso, dejándolo libremente, es decir, con su evolución natural tiende a desordenarse, a aumentar su entropía. Pongamos un ejemplo. Si tú abres una baraja de cartas nueva (con todas sus cartas ordenadas) y la lanzas al aire, las cartas se esparcirán por el suelo y se desordenarán. Lo que nunca pasará será que lanzando las cartas desordenadas acaben ordenadas.

En teoría, existen procesos reversibles, en los que el incremento de entropía sería nulo. Pongamos por ejemplo la expansión lenta de un gas a temperatura constante. En estos procesos, el calor desprendido/absorbido es igual al trabajo realizado. Pero esto es sólo en condiciones ideales, ya que en la realidad, existen pérdidas por rozamiento, imperfecciones,... que hacen que el trabajo necesario para llevar el gas a su estado inicial sea mayor, siendo el proceso irreversible. Ese rozamiento, por ejemplo, conllevará un desprendimiento de calor al exterior, aumentando la entropía global.

En resumen, la entropía no puede destruirse, sólo puede crecer, ya que en la práctica todos los procesos del universo son reversibles.

Espero con ésto haber resuelto tu duda. En caso de no ser así o que quieras profundizar más en el tema, no dudes en decírmelo.

Un saludo!

¿Cuándo cae la Semana Santa?

2011-04-13T14:56:00.006+02:00

Este año, la Semana Santa ha caído muy tarde. Aquí en España al menos se nos ha hecho eterno ya que no hemos tenido ningún día festivo desde Navidades. Y, ¿por qué ha sido así? ¿Por qué no cae todos los años en el mismo día? ¿Por qué siempre hay luna llena en Semana Santa?

La causa es que la fecha del Domingo de Resurrección no se fija de acuerdo al calendario greogoriano (el que usamos todos los días), sino al calendario lunar. La Iglesia Católica sigue usando el mismo calendario que utilizaban aquel entonces los judíos. Concretamente, el Domingo de Resurrección es el primer Domingo después de la primera luna llena tras el Equinoccio de Marzo. ¿Cómo???? jajaja.

Como esta frase es difícil de digerir vamos a ir por partes, jeje. Un Equinoccio es el momento del año en que el día dura lo mismo que la noche. Cada año hay dos: el de Primavera y el de Otoño; que marcan el paso del Invierno a la Primavera y del Verano al Otoño, respectivamente. En el Hemisferio Norte, el Equinoccio que tiene lugar en Marzo es de Primavera, mientras que en el Sur es de Otoño. Esto ocurre el 21 de Marzo, más o menos.

Pues bien, el Domingo después de la primera luna llena tras del 21 de Marzo es Domingo de Resurrección. Por ese motivo durante la Semana Santa tendremos una gran luna llena en nuestro cielo.

Esto no siempre ha sido así. De hecho, los primeros cristianos celebraban la resurrección en diferentes días. Los cristianos de origen judío la celebraban justo después de la Pascua judía, mientras que los de origen gentil, preferían celebrarlo el Domingo siguiente a la Pascua. No fue hasta el año 325, en el Concilio de Nicea, que se unificaron y se concretó el método actual. Aún así, la cosa dio bastantes más quebraderos de cabeza. Si alguno está interesado os dejo este link, donde brevemente se explica la historia de la Semana Santa.

Por mi parte, sólo queda desearos una feliz Semana Santa!

PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

Lo cierto es que la Iglesia no sigue estrictamente esta norma y el Domingo de Resurrección no cae donde debería. En esta página se describen las reglas exactas utilizadas y aquéllos años que han sido excepción.

¿Qué pasa si se rompe el cable del ascensor?

2011-04-12T11:44:00.002+02:00

Hace un tiempo me llegó la siguiente pregunta al mail:

Hola Jesús,

El otro día charlaba con unos amigos que ocurriría si al estar en un ascensor de repente se rompiera la cuerda y el ascensor, contigo dentro, cayera libremente. Ya se que no es una situación muy realista pero al final acabamos en una discusión sobre física.

Pongámonos en la situación de que el ascensor está parado y de repente se rompe la cuerda. Obviemos la fuerza de rozamiento. Las opiniones de mis amigos y mía se agrupan en dos vertientes:

- Los que piensan que la persona dentro del ascensor se golpearía la cabeza contra el techo de éste (o al menos se despegaría del suelo), basándose en la tercera ley de Newton (acción-reacción). Tras esto ambos caen con la misma velocidad, pues la masa no interviene.

- Los que piensan que en ningún momento la persona se despega del suelo del ascensor, basándose en el hecho de que si la persona estuviera fuera del ascensor, ambos empezarían a caer a la vez y de hecho llegarían al suelo a la vez pues la velocidad de caída es la misma.

Como ves, ambas coinciden en el aspecto de la velocidad de caída (y en que la galleta sería considerable) pero diferimos en qué ocurre en t=0. Por otra parte, ¿tiene algún efecto relevante el rozamiento del aire (pongamos que el ascensor no choca con las paredes)?

Se me ocurrió como caso parecido una lanzadera de un parque de atracciones, en la que siempre te chocas con las sujeciones y te despegas ligeramente del asiento, pero tengo la duda de si estas lanzaderas caen sólo por el efecto de la gravedad o si son extra-aceleradas.

Muchas gracias por resolvernos tantas dudas en tu blog. Un saludo,

Pablo

Como bien dice, Pablo, es una situación poco realista ya que los ascensores modernos tienen dispositivos de seguridad que impedirían la caída. Pero supongamos lo que dices, que no hay aire y que el ascensor está en reposo. Al quitar el aire del problema, la cosa se simplifica bastante. La única fuerza (y aceleración) sobre el ascensor es la gravedad por lo que, tanto el ascensor, como nosotros (que vamos dentro), tendremos lo que en el cole se llamaba movimiento uniformemente acelerado. Cada vez iremos más y más deprisa sin llegar a una velocidad límite.

Por otro lado, y como bien dices, sabemos de otra entrada (en el vídeo) que todos los objetos caen con la misma velocidad independientemente de la masa. Por ese motivo estabais acertados al coincidir en que tanto el ascensor, como la persona, caen a la misma velocidad.

¿Qué pasaría en t=0? Si los dos están quietos, sin ninguna aceleración (pues sus pesos se compensan con la normal y la tensión del cable), las condiciones iniciales de ambos son las mismas. Y si el cable se rompe instantáneamente (la tensión y la normal pasan a valer 0 instantáneamente), el movimiento que siguen ambos es el mismo, donde la única aceleración es la gravedad. Podríamos decir que el hombre tendría sensación de "ingravidez". Pero, el hombre nunca llega a despegarse del suelo a no ser que se impulsara y comenzara a flotar. Estaría siempre en contacto, pero sin ejercer fuerza sobre él.

El hombre, por supuesto sentiría como si se despegara, ya que deja de sentir su peso contra el suelo, pero no sale despedido contra el techo. Todo esto, claro está, sólo vale bajo las condiciones que has puesto.

Pues creo que eso es todo. Ya tenéis tema para el café, jeje Aprovecho para despedirme de vosotros hasta la vuelta de las vacaciones de Semana Santa.

Un saludo!

¿Por qué no se cae la torre Pisa?

2011-03-28T06:00:00.003+02:00

¿Sinceramente? Pues porque tiene cimientos. Pero imaginemos por un momento que no estuviera anclada al suelo, sino que simplemente se posara. ¿De qué depende que se caiga algo o que no? ¿Por qué no vuelca?

Todo depende de la posición del centro de gravedad. ¿Y eso qué es? El centro de gravedad de cualquier objeto, es un punto imaginario sobre el que actuaría el peso del objeto (en grandes rasgos). Pues bien, siempre y cuando la vertical del centro de gravedad se encuentre dentro de la base de la torre, ésta no volcará.

La manera más sencilla de encontrar el centro de gravedad de un objeto es usar sus simetrías (siempre que las tenga, claro!) Para ello, trazando las diagonales de la torre, de forma aproximada vemos que el centro de gravedad cae más o menos donde indica el punto rojo.

Pues mientras la vertical (en azul) de ese punto rojo se encuentre dentro de la base de la torre (su "sombra" caiga dentro de la base), la torre no volcará. Podemos ver que conforme se vaya inclinando, la vertical del centro de gravedad se irá acercando al límite de la base. ¿Cual sería el caso límite? Pues el de las Torres KIO por ejemplo:

En este caso, vemos que el centro de gravedad cae justo sobre la viga vertical. Por lo que, de no estar cimentada, estaría a puntito de caerse.

La posición del centro de gravedad nos puede llevar a ver cosas tan paradójicas como el típico juguete del pájaro que se sujeta por el pico y no se cae. En este caso, las puntas de las alas compensan el peso del pájaro y sitúan su centro de gravedad justo en la punta (justo en el punto de apoyo!).

Pues eso es todo por mi parte. Sigo animándoos a escribir vuestras dudas y curiosidades a los.porques@gmail.com.

Nota: En este artículo no he distinguido centro de masas, de gravedad y geométrico; abogando por la sencillez de comprensión. A su vez, para el cálculo del centro de gravedad aproximado de la torre de Pisa, ésta se ha supuesto homogénea.

Siempre es un buen momento, pero hoy más!

2011-03-19T11:36:00.006+01:00

Siempre es un buen momento para mirar a la Luna. Quizás vivimos ajenos a la gran belleza que noche tras noche nos regala la naturaleza. Pero, ¡ahí está! ¿Y por qué especialmente hoy debemos alzar nuestros ojos al cielo?

Hoy, se va a dar un hecho que sólo se repite cada 18 años!! Hoy coincide que hay luna llena en el momento de máxima aproximación de nuestro satélite a la Tierra. No sé si sabréis, que la órbita que describe la Luna alrededor de la Tierra es elíptica. Por ese motivo, hay un punto en el que la Luna está más lejos de la Tierra (apogeo) y otro en el que está más cerca (perigeo). La diferencia es de 50000km, lo cual, aunque parezca mucho, no es tanto.

Con motivo de este acercamiento, la Luna parecerá un 14% más grande de lo normal y mucho más brillante. Lo astrónomos recomiendan verla en los primeros momentos de la noche, cuando la Luna está cerca del horizonte. Al parecer, y debido a algún efecto óptico no muy bien entendido, cuando la Luna está baja, es cuando nos parece más grande.

Por lo que he leído en los medios, circula por la red una serie de previsiones catastrofístas para esta noche. No más lejos de la verdad, las mareas y cualquier efecto de la Luna sobre la Tierra, no serán significativamente diferentes a otros días. Así que no os alarméis, y sobre todo, no os dejéis engañar!

Para terminar un vídeo de la NASA, donde se explica todo lo anteriormente relatado. Aunque está en ingles, está subtitulado y se entiende muy bien.

Sí fuimos a la Luna

2011-02-03T09:45:00.026+01:00

¿Por qué no había un cráter debajo de la nave?
¿Por qué no se ven las estrellas en las fotos?
¿Por qué sólo se ha ido una vez?¿Y por qué no se ha vuelto?
¿Por qué ondeaba la bandera si no hay atmósfera?
¿Por qué no podemos observar los módulos lunares con un telescopio?

Cada vez me encuentro más gente (científicos e ingenieros incluidos) que ponen en duda o no están plenamente seguros de que el hombre llegó a la Luna. Todo por culpa de unos rumores y conspiraciones en contra de uno de los hechos científicos más importantes de la historia de la humanidad. Basta que alguien enuncie alguna de las anteriores preguntas; para que tiemble todo su saber y se ponga en entredicho una evidencia. Nadie se preocupa en investigar un poco más, en ir más allá y averiguar la verdad o las causas.

El otro día me terminé un libro escrito por un compañero blogger, donde anaiza 50 preguntas de esta índole y les da respuesta. Se titula: "La conspiración lunar, ¡vaya timo!" y sin duda os lo recomiendo. Está escrito de una manera didáctica y con un lenguaje cercano, como el que solemos utilizar aquí, para que todos lo puedan entender.

La cosa es que leyendo este libro me dí cuenta de la cantidad de hipótesis, absurdas si uno se para un poco a pensarlas, que la gente hace con tal de tumbar un hecho: se llegó a la Luna.

Para no alargar, no voy a reproducirlas todas (si alguien tiene alguna concreta que la comente y la analizamos). Lo que sí voy a hacer es presentar pruebas irrefutables de que sí que llegamos a la Luna:Para empezar las miles de fotos que se realizaron, donde se puede ver que el hombre sí estuvo allí. Es curioso cómo no dudamos de que Obama sea el presidente de EEUU (a pesar de no haberle visto nunca), pero sí de este acontecimiento. Por cierto, la NASA ha hecho todas públicas y las podéis encontrar aquí.

En los vídeos de los paseos lunares se puede observar un lugar sin atmósfera: la bandera no ondea, y el polvo levantado por los pies al andar cae rápidamente (en la Tierra quedaría suspendido en el aire). Esto no se puede reproducir en ningún laboratorio.

Es muy famoso el experimento realizado por el astronauta Scott del Apollo XV en el que se puede ver cómo un martillo y una pluma caen con la misma velocidad. Esto que parece tan simple, lo predijo Galileo hace muchísimos años, pero no ha podido comprobarse hasta que el hombre llegó a la Luna. Este notable retraso es debido a que se necesitaba un lugar estanco, sin aire (al vacío), lo suficientemente grande como para llevarlo a cabo.

En el anterior experimento y en todos los vídeos, se observa cómo la aceleración es mucho menor a la de la Tierra. El martillo tarda más de 1s en llegar al suelo, y en todos los vídeos los astronautas van dando botes por la superficie lunar. Esto, al igual que lo anterior, es imposible de simular.

Se han traído más de 300 kg de rocas lunares. ¿Y quién me asegura que son de la Luna? Pues sus microporos, por ejemplo, muestran que se formaron con una gravedad mucho menor a la terrestre. Por otro lado, los geólogos analizando su antigüedad descubrieron que eran mucho más antiguas que cualquier roca terrestre. Al no haber atmósfera, ni erosión, en la Luna, estas piedras se han conservado intactas durante millones de años, mientras que en la Tierra hace mucho que desaparecieron.

El argumento más plausible, para mi, es lo que la NASA ha considerado el objeto más importante que se dejó en la Luna. Se trata ni más ni menos de unos espejos orientados hacia la Tierra. Estos espejos han sido utilizados (y lo seguirán siendo) durante décadas para medir con precisión la distancia de la Tierra a la Luna. Multitud de universidades y centros, han estado apuntando con lásers a estos espejos y, midiendo el tiempo de retorno, calculaban la distancia con precisión de centímetros! Parece increíble que hoy en día se sigan utilizando experimentos que se dejaron en la superficie de la Luna hace 40 años.

Por último, no creéis que si todo fue un montaje, lo rusos habrían sido los primeros interesados en desmontarlo. Ni uno se ha quejado ni puesto en duda el triunfo de EEUU. Aceptaron su derrota en la carrera espacial. Es triste que los principales "conspiradores" surjan de tu propio país: EEUU.

Antes de terminar, una noticia que, aunque se ha publicado hoy, es bastante antigua como podéis comprobar aquí. En ella nos enseñan fotos de los lugares de alunizaje y se ven claramente los módulos de descenso.

Sinceramente, quien quiera entender que entienda. Aquí sólo he detallado algunos de los argumentos irrefutables (a diferencia de los que intentan desbancar este hecho), pero hay muchos más. Para quien quiera indagar un poco más, a parte del libro, os recomiendo este documental para cuando tengáis tiempo. Aquí también se desmienten muchas de las teorías de la conspiración y está explicado todo de una manera muy sencilla.

Y como sé que alguno aún está dando vueltas a las preguntas del principio, aquí van las respuestas:

Para terminar quisiera animaros a ser críticos en la vida, a tener juicio y no creerse uno todo lo que digan los demás. Por supuesto sé que mucha gente no estará de acuerdo con lo escrito aquí, así que os recuerdo que para eso tenemos los comentarios, para crear debate. Toda opinión será bien recibida. Y ya puestos podéis estrenar las cuentas de Facebook y Twitter!

¿Por qué podemos ver el pasado mirando las estrellas?

2011-01-31T06:00:00.001+01:00

De vez en cuando aparecen en las noticias titulares del estilo: "Científicos descubren una estrella que explotó hace 1500 años". ¿Y cómo lo saben si no estaban allí? Y es que, los astrónomos parecen estar empeñados en subir al espacio cada vez telescopios más y más potentes que les permitan mirar más y más lejos. ¿Por qué ese afán? ¿Por qué quieren mirar tan lejos?

(Telescopio espacial Hubble)

No es que se hayan aburrido de las estrellas más cercanas, ni que se las sepan de memoria, no. Lo hacen porque mirando tan lejos puedes ver el pasado. ¡Así es! Y esto no es nada nuevo, no os vayáis a pensar que se ha descubierto una máquina del tiempo o algo por el estilo. Fijaros que yo no he dicho viajar al pasado, sino ver el pasado. Como se suele decir, el espacio es una ventana hacia el pasado.

Vamos a explicarlo un poquito. Seguramente habréis oído, que un truco casero para saber a qué distancia ha caído un rayo, es contar los segundos desde que lo ves, hasta que oyes el trueno, y dividir entre 3. El sonido viaja rápido (a uno 340 m/s), sin embargo la campeona de las velocidades es con mucho la luz (300.000 km/s!!). Por este motivo, si un rayo cae a 1km, lo veremos casi instantáneamente, mientras que el trueno (el sonido) tardará 3 segundos en llegar a nosotros. El sonido, a pesar de ser rápido, en grandes distancias no es lo suficiente y tarda un tiempo en llegar a nuestros oídos.

Pues lo mismo pasa en el espacio con la luz. La luz, que era la superchampion de la velocidad, en la inmensidad del espacio, se queda corta. Las distancias son tan tan grandes, que hasta la luz sufre ese retraso hasta que llega a nuestros ojos. Si recordáis la anterior entrada de ¿Por qué no se puede superar la velocidad de la luz?, contábamos que un año luz, no es una medida de tiempo, sino de longitud (en concreto es la distancia que recorre la luz en un año). Cuando decimos que una estrella está a 4 años luz, significa que la luz que proviene de ella ha tardado 4 años en llegar hasta nosotros. Por lo tanto, al mirar a esa estrella, lo que estamos viendo, lo que llega a nuestros ojos, no es lo que ocurre en la actualidad allí, sino lo que pasó en esa estrella hace 4 años. ¡Estamos viendo el pasado!

Extrapolando esto, si observamos una estrella que se encuentra a un millón de años luz, estamos viendo cómo era el universo hace un millón de años!! De ahí viene el interés de los astrónomos por mirar tan lejos. De cara sobretodo a investigar el origen del universo y cómo fueron sus primeros pasos, esta técnica se hace muy necesaria.

¿Y el récord? Pues creo que por ahora está en ver lo que ocurrió hace 13 mil millones de años. ¡Ahí es nada!

Recordaros que podéis dejar vuestras preguntas en los comentarios o bien escribir a: los.porques@gmail.com.

ACTUALIZACIÓN: La NASA publicó hace unos días el récord del Hubble: 13.2 mil millones de años!!

¿A qué huelen las nubes?

2011-01-23T13:30:00.006+01:00

Sí, no es coña. En esta entrada responderemos a esta eterna pregunta que tanto os ha comido la cabeza. Tengo una amiga que desde que creé el blog me vacila con ello, y hoy por fin querida Rebeca, lo creas o no, ahí va la respuesta.

Para empezar, veamos qué son las nubes. Muchísima gente cree que las nubes son vapor de agua que flota por el aire. O al menos parecen algo gaseoso, liviano... No más lejos de la realidad. Las nubes están compuestas por gotitas (muy muy pequeñas) de agua que se suspenden en el aire. Así que, así es, las nubes son líquidas!

Cuando el vapor de agua que contiene el aire asciende, llega un momento en que alcanza zonas de menor temperatura y se condensa. Para ello necesita nucleantes que le ayuden, tales como polvo, cenizas, ... Al condensarse se forman gotitas de agua minúsculas que dan lugar a la nube. Por supuesto, cuando esas gotas se hagan más y más grandes, llegará un momento en que caerán al vacío en forma de lluvia.

Volviendo a nuestra pregunta. Si las nubes son agua, y el agua, como bien hemos aprendido desde niños, es incolora, inodora e insípida; la solución es sencilla: las nubes no huelen a nada!!

La verdad es que ¡ojalá! Los que vivimos en grandes ciudades hace mucho que el aire que nos rodea dejó de ser inodoro, pero eso es otro tema que hoy no viene al caso.

Para terminar, quisiera recordaros que podéis enviar vuestras preguntas (aunque sean tan chorras como esta) a los.porques@gmail.com.

PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

Os enlazo un post de mi compañero Eugenio Manuel que me gustó mucho y sobre el que he basado esta entrada:

http://museodelaciencia.blogspot.com/2008/12/las-nubes-no-son-vapor-de-agua.html

En él encontraréis un explicación más detallada, más información y unos experimentos caseros muy interesantes.

¿Qué son las turbulencias?

2011-01-10T16:43:00.006+01:00

Feliz año a todos!

Vamos a comenzar el año con una pregunta que me habéis enviado varios de vosotros:

Hola Jesus,

mi pregunta es porque los vientos cruzados pueden derribar una aeronave de 60 toneladas, que posee 2 potentes motores? gracias,espero tu respuesta.

Luz

Felices Fiestas!!!
Bueno cómo vas a tener tiempo para preparar nuevas entradas aquí va una, qué son las llamadas "turbulencias" de un avión?
Un abrazo enorme
Vic

Mi intención es que cuando terminéis de leer esta entrada digáis: "Pues para lo que se debería de mover, la verdad es que no se nota casi nada".

Para ello voy a poneros el siguiente ejemplo. Poned un trocito de papel flotando en un vaso de agua, será nuestra avión. Nosotros iríamos montados en él. Los aviones, al igual que nuestro papelito flotan en un fluido, el aire. Si el agua está calmada y no se mueve, el papel estará quieto en su sitio, casi sin sufrir "meneos".

Sin embargo, nuestro avión se mueve respecto al aire, de hecho se mueve muuuy rápido. Como no podemos poner nuestro papelito a 1000km/h, simplemente empujadlo con el dedo y soltadlo. Veréis que en su movimiento ya comienza a oscilar y no es tan estable como al principio.

Pero no todo queda aquí. Hasta ahora el agua de nuestro vaso estaba quieta, pero con el aire no ocurre lo mismo. El aire sufre continuos cambios de temperatura, presión, corrientes, ráfagas, vientos... Probad a mover el vaso y os resultará imposible que el papel se esté quieto, sin moverse.

Todas estás acciones hacen que la fuerza que mantiene al avión en el aire (la sustentación) pueda variar repentinamente. La sustentación depende de la densidad del aire, y si el avión entra en una corriente de aire caliente, por ejemplo, puede perder parte de su sustentación de golpe, dando lugar a una turbulencia (como si el avión pasara por unos baches). Ni que hablar entonces de ráfagas de aire que golpeen el avión o hagan variar su velocidad respecto al aire (es lo que más influye en la sustentación). Entenderéis ahora el mérito que tiene que el avión se mueva tan poco a lo largo de un viaje.

El avión, por supuesto, está diseñado para absorber la mayor parte de esas turbulencias. Por eso, el pasajero no tiene sensación de estar volando, a diferencia de nuestro papelito. Además, el avión dispone de un sistema (el weather radar) que le indica donde están las tormentas y corrientes, para que pueda evitarlas.

Sin embargo, a pesar de todo esto, puede ocurrir, como Luz decía, que un avión pequeño se vea en algún apuro de encontrarse con turbulencias severas o extremas. Me explico. En crucero, no pasa nada: pierdes un poco de altura, un susto y vuelves a recuperar el control. Pero imaginad que justamente se da en la aproximación final, con baja visibilidad y a pocos metros del suelo. Esa perdida de altura podría ser fatal. Por este motivo, se prohíben los aterrizajes cuando las condiciones son adversas o el viento supera cierta velocidad. Cuando no se cumplen estas recomendaciones, es cuando ocurren los accidentes.

Para terminar, y para mostraros que lo normal (y si se siguen las recomendaciones) es que no pase nada, os dejo unos impresionantes aterrizajes con viento cruzado y ráfagas laterales en el aeropuerto de Hong Kong. No es exactamente turbulencias, pero merecen la pena:

No quiero irme sin dejar de animaros a que enviéis vuestras dudas y preguntas a los.porques@gmail.com.

Feliz Navidad

2010-12-21T16:32:00.006+01:00

Feliz Navidad a todos!!!

Desde Los Porqués quisiera desearos a todos unas felices fiestas y que paséis estos días tan entrañables con vuestra familia y todos vuestros seres cercanos. Aunque últimamente estoy un poco ausente, prometo regresar a la vuelta con entradas iguales o mejores que las de este año.

Quisiera aprovechar este momento para hacer balance del Blog durante este año. La casualidad ha querido que hoy mismo hagamos 25.000 visitas!!! Aunque si hay que hacer honor a la verdad, fueron superadas hace mucho, ya que el contador se añadió 3 meses más tarde. ¡Pero bueno!

Quien me iba a decir cuando empecé esta aventura que, no sólo iba a tener tan buena acogida, sino que iba a durar tanto. Aquí, el que suscribe, le ha puesto muchísima ilusión, empeño y trabajo, pero sin lugar a duda, el mérito es todo vuestro. Desde el primer momento le habéis dado buena acogida (me acuerdo que fuimos portada de meneame con tan sólo 2h de vida!), habéis participado enviando vuestras dudas y curiosidades, le habéis dado vida con vuestros comentarios (tanto agradeciendo, como debatiendo) En fin, que como siempre habéis sido vosotros quienes habéis hecho este blog vuestro. Doy el objetivo por cumplido. Por todo ello y más:

¡¡¡MUCHÍSIMAS GRACIAS!!!

Feliz 2011

Jesús

¿Cómo va la información de Europa a América?

2010-12-07T15:44:00.005+01:00

El otro día, hablando con mi amigo Luis, surgió la siguiente duda: ¿por dónde va la información entre América y Europa? ¿Por satélite? ¿Por cables?

Mucha gente cree que cuando llamas por teléfono a otro continente, o cuando envías un mail, toda la información va a través de satélites. Lógico, ¿no? Estamos en pleno siglo XXI, la era de las comunicaciones! Bien, la verdad es que casi nunca es así. Sería muy caro y lento. Imaginaros la cantidad de información que habría que transmitir. Y más si tenemos en cuenta Internet, cada vez que te conectas a una página o servidor en otro continente, la información tendría que ir y venir de una punta a otra del globo.

Y ¿cual es la solución? Pues, aunque parezca mentira, se hace mediante cables. "¿Estás diciendo que hay cables que conectan Europa con América?" Sí, así es. Son inmensos cables submarinos de fibra óptica que recorren miles y miles de kilómetros bajo el océano para permitir que ambos continentes puedan comunicarse entre ellos. "Pero entonces, harían falta multitud de ellos..." En efecto! Os dejo un esquema donde aparecen dibujados y un link con una aplicación interactiva:

http://www.cablemap.info/

Como so imaginaréis, está operación es muy costosa, pero aún así merece la pena, ya que una vez tendido el cable submarino, los costes son muy pequeños. A continuación os dejo una animación de cómo se realiza el tendido de esto cables:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Undersea_cable_laying.ogv

Pero no todas las comunicaciones se realizan por cables, hay ocasiones en que la única alternativa es la comunicación vía satélites. Por ejemplo, hay zonas del globo a las que no llegan estos cables, porque están muy asiladas (islas, zonas polares, un barco en medio del océano...). Otras veces, no se quiere depender de recursos ajenos y asegurar una buena comunicación (en zonas de guerra por ejemplo).

El problema actual es que cada vez se necesita más ancho de banda (cada vez se necesitan más cables para transportar la creciente cantidad de información). Debido al auge de sitios web como youtube, megavideo..., es decir, sitios donde se maneja una alta cantidad de información, estos cable se están quedando cortos ante la demanda mundial. Ya se cambiaron los antiguos cables de cobre por los modernos de fibra óptica. Pero se entrevee que dentro de unos años se precisará más cables o bien una nueva tecnología.

Eso es todo por mi parte. No dejéis de enviar vuestras dudas y curiosidades a los.porques@gmail.com

¿Por qué el agua siempre gira en el mismo sentido?

2010-11-18T06:00:00.000+01:00

Vamos con otro gran bulo que corre por la red, e incluso por Los Simpson!

En efecto, me refiero a ese bulo que pulula por el pseudo-saber científico de todo el mundo, que dice que, al tirar de la cadena o en un desagüe, el agua siempre gira en el mismo sentido en cada uno de los hemisferios de la Tierra. Alegan que es debido a la fuerza de Coriolis. "¿Y qué es esa fuerza?", les pregunto yo.

En esta entrada vamos a intentar desmentir este bulo, explicar qué es la fuerza de Coriolis, y cómo es imposible que sea la causante de tal hecho. Finalmente, veremos cómo ese hecho no es cierto en absoluto, y el agua gira en uno y otro sentido arbitrariamente.

Para empezar, expliquemos qué es la fuerza de Coriolis (ya introducida en la anterior entrada: ¿Por qué se tarda más en ir a EEUU que en volver?). En grandes rasgos, esta fuerza aparece en los cuerpos que se mueven "subidos" en otro que gira. Pongamos un ejemplo. Imaginaros que en un tio-vivo, me desplazo desde el centro de la atracción hasta el exterior. Bien, pues si realizo ese movimiento, mientras ando notaré un fuerza que me empuja en dirección contraria al giro, desviándome. Ésa es la fuerza de Coriolis! Esta fuerza es muy pequeña, de hecho, según Wikipedia, en el ejemplo anterior será 46 veces menor que el peso de una persona. Tampoco quiero entrar en fórmulas, pero simplemente que sepáis que dicha fuerza será mayor cuanto más rápido gire el tiovivo, más rápido nos desplacemos y más pesemos. Os dejo una animación y un vídeo donde se ve la fuerza de Coriolis en acción:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Corioliskraftanimation.gif

Entendido esto, vayamos a algo un poquito más grande. Imaginemos ahora que el tiovivo es La Tierra, por lo que, mientras lógicamente gira, nosotros y las cosas que nos rodean día a día, sufriremos la fuerza de Coriolis. El quid de la cuestión está en que, aunque parezca increíble, la velocidad de rotación de la Tierra es mucho menor que la de un tiovivo. Pensad que mientras un tiovivo da varias vueltas por minuto, la Tierra tarda 24h en dar tan sólo una! Si hacemos números, o mejor, aprovechamos los de Wikipedia, esto supone una fuerza 100.000 veces menor que el peso de una persona. Pero no queda ahí la cosa, sino que por otro lado, el agua en un desagüe, se mueve más lento que nuestro caminar. Y para terminar nosotros pesamos bastante más que un chorrito de agua. Por ese motivo, la fuerza debido a Coriolis que sufre el agua en el desagüe de tu lavabo es completamente despreciable.

Si el giro del agua fuera provocado por la fuerza de Coriolis, ésta debería ser de tal magnitud, que seríamos incapaces de movernos en línea recta cuando caminamos. Imaginaros cuando fuéramos más rápido! (en coche, por ejemplo).

Entonces, ¿de qué depende el giro en un sentido o en otro? Depende principalmente del sentido que le demos al agua inicialmente y de las acanaladuras y roscas que tienen las tuberías. Para demostrarlo, sólo tenéis que hacer la prueba en vuestros lavabos y bañeras. Es muy probable que mientras en el lavabo del baño vaya en un sentido, en el fregadero de la cocina vaya en el contrario. Como ejemplo, os enlazo dos vídeos de los típicos "experimentos" que se suelen hacer para engañar a los turistas cerca del Ecuador. Si os fijáis, los sentidos de giro están cambiado en un vídeo y en otro!!

http://www.youtube.com/watch?v=Pb69HENUZs8

http://www.youtube.com/watch?v=0S0YVBi9V5E

Para terminar, aclarar que no estoy diciendo que la fuerza de Coriolis no exista, ni mucho menos! Simplemente estoy diciendo que el agua de los desagües no gira siempre en el mismo sentido, y que Coriolis jamás será el culpable. ¿Y dónde se puede percibir el efecto de dicha fuerza? Pues por ejemplo en grandes masas de aire y agua, como huracanes, corrientes marinas... En esos casos, Coriolis deja de ser despreciable y se puede percibir su efecto.

Pues eso es todo. No dudéis en enviar vuestras curiosidades y preguntas a los.porques@gmail.com.

¿Cómo se creó el Sol?

2010-11-11T09:48:00.004+01:00

Vamos con otra pregunta que me llegó a al email:

Hola Jesús, qué tal?

Mi nombre es Juan y conocí este blog buscando la respuesta a por qué no se puede superar la velocidad de la luz. Hoy decido mandarte un mail ya que me surgió una duda. Cómo se generan los soles? De donde salen? Espero que me puedas contestar esa pregunta ya que es una gran duda para mi. Desde ya muchas gracias.

Juan

Muy curiosa tu pregunta Juan! La cosa es un poco compleja y liosa, pero empecemos por el principio. Había una vez.. el Big Bang! Tras el gran estallido, una inmensa cantidad de partículas subatómicas comenzó a expandirse por el universo. Con el tiempo, el universo comenzó a enfriarse y se fueron formando los primeros átomos estables. Como no podía ser de otra forma, el primero que se formó fue el Hidrógeno, ya que sólo era necesario un protón y un electrón.

(Nube molecular)

Poco a poco, estos átomos se agruparon formando nubes moleculares, dentro de las cuales se formarían las estrellas. En su interior, existen zonas de mayor densidad gaseosa que colapsan, comprimiéndose, y forman las protoestrellas. Estas protoestrellas comienzan a calentarse, aumentando su presión, hasta que finalmente consiguen compensar la atracción gravitatoria estabilizándose su núcleo. Este núcleo crece al ir atrayendo más masa de la nube circundante, lo cual hace que aumente su gravedad y se comprima más.

Mientras tanto, sigue aumentándose la temperatura, llegándose al punto (2000 ºC) en que las moléculas se disocian, por lo que ahora tendríamos una nube de átomos libres. Pero no para ahí, sino que se sigue aumentando la temperatura hasta que comienza la fusión de los átomos de hidrógeno (deuterio). Y así continúa, se sigue añadiendo más masa, aumenta la gravedad, se comprime y aumenta su temperatura. Cuando se alcanzan los 10 millones de grados, se produce la ignición del hidrógeno.

En este punto, la presión aumenta de golpe creándose vientos estelares que barren y limpian la estrella del material circundante. Finalmente, la nueva estrella se estabiliza comenzando la etapa principal de su vida, que en caso del Sol coincide con la actual.

Os dejo además, un link con una noticia que salió el otro día relacionada y un pequeño gráfico que os puede ayudar a entender todo.

Espero haber resuelto tu duda y a los demás animaros a seguir su ejemplo y escribid vuestras preguntas a los.porques@gmail.com

¿Aterrizan solos los aviones?

2010-10-27T12:15:00.010+02:00

La eterna pregunta. ¿Los aviones aterrizan solos, o lo hacen manualmente los pilotos?

La respuesta es sí y no. Me explico, muchos aviones pueden aterrizar solos, sin embargo, es necesaria la supervisión de la maniobra por parte del piloto. Con esto quiero dejar bien claro que la presencia del piloto es muy importante. Pero expliquemos un poco más todo esto.

Hace años, los ingenieros inventamos un aparatito llamado ILS. Éste aparatito guía al piloto durante la aproximación y el aterrizaje. ¿Y cómo lo hace? Pues muy sencillo, como si de un "videojuego" se tratara, el piloto debe mover los mandos del avión hasta conseguir que se alinee la "crucecita" rosa. Os dejo una foto para que lo veáis. La línea horizontal nos muestra nuestra desviación "en altura", y la vertical la desviación "horizontal".

Según sea el nivel de visibilidad, condiciones ambientales, podemos clasificar los aterrizajes en 3 categorías (CAT I, CAT II y CAT III). La última, se puede clasificar en otras 3 (CAT IIIa, CAT IIIb, CAT IIIc), siendo la última (CAT IIIc) para condiciones de visibilidad nula. Para aterrizar en una determinada categoría, debe cumplirse no sólo que el avión esté equipado con el dispositivo ILS adecuado, sino también que el aeropuerto esté dotado de las radioayudas correspondientes y el piloto esté certificado para realizar la maniobra!! Por eso digo, que la presencia del piloto es muy importante. Os dejo un aterrizaje de CAT III:

Y la pregunta es: ¿no podría el ordenador de abordo alinear el solito las 2 crucecitas? Pues sí, lo puede hacer. Esto es conocido como Autoland. En este caso, el avión, se alinea, posiciona, desciende, toca suelo, estabiliza y frena él solo!!! Lo hace todo, vamos. Por supuesto, no todos los aviones pueden ni están equipados para Autoland. El sistema es tríplemente redundante, es decir, hay tres cosas de cada, por si alguno de los ordenadores de vuelo fallaran. ¿Y el piloto que hace en estos casos? Pues supervisar la maniobra, ya que en caso de fallo, deberá tomar el control de la aeronave. En este link podéis leer (en inglés) el procedimiento realizado por un piloto:

http://www.askcaptainlim.com/index.php?option=com_content&view=article&id=439:how-does-a-pilot-execute-an-auto-landing-during-bad-weather-in-a-boeing-777&catid=75:flying-on-the-boeing-777&Itemid=91

Para terminar un vídeo muy muy bueno, que muestra hasta dónde llega el potencial del Autoland (pensad que el avión va a unos 250km/h!!):

Espero haberos descubierto algo nuevo sobre este desconocido mundo de la aeronáutica. Como siempre, recordad que podéis enviar vuestras preguntas a: los.porques@gmail.com.

CORRECCIÓN:

Lo que el piloto debe alinear son las pequeñas flechas moradas que aparecen abaja y a la derecha. Perdonad el despiste.

¿Por qué los ordenadores son tan pequeños?

2010-10-16T13:29:00.008+02:00

Vamos con otra pregunta que me mandasteis a mi correo:

Jesús:

Yo que ya peino canas,me parece increible como los antiguos ordenadores que ocupaban una habitacion ,han podido reducirse tanto, que los puedes llevar en el bolsillo.
Decis que es por el microchip pero ¿que es exactamente? suena a una brujeria. Gracias

Pilar

Efectivamente, cuando salieron los primeros ordenadores, estos ocupaban habitaciones enteras (os dejo un link muy interante), utilizaban válvulas de vacío y en general eran muy lentos. Sin embargo, hoy en día, hasta nuestro móvil tiene más memoria que esos primitivos ordenadores. ¿Qué ha pasado entre medias?

El cambio es debido a dos hechos principalmente: por un lado, el incremento de la velocidad de procesamiento y por otro el increíble grado de integración y empaquetamiento que se está alcanzando. Expliquémoslo un poco.

(Distintos encapsulados de transistores)

Como he dicho antes, hasta nuestros móviles pueden hacer más operaciones por segundo que los antiguos y gigantescos ordenadores. Son mucho más rápidos. Y todo se debe a la aparición de los materiales semiconductores y, por ende, del transistor. Y no, no me estoy refiriendo a la radio ("transistor" se obtiene de contraer "transfer resistor") , sino a un dispositivo electrónico que sustituyó a las vávulas de vacío, realizando su función de una manera más barata y eficiente. Sin embargo, lo mejor de este dispositivo, es que se podía hacer todo lo pequeñito que quisieras (o actualmente, que puedas fabricar). Y aquí es donde surgieron los circuitos integrados.

Se comenzó a disminuir el tamaño de los transistores y a empaquetarlos o encapsularlos en pequeñas pastillas, que conocéis como chips. El principal inconveniente que se encontraron fue la refrigeración de dichos circuitos, ya que al ser tal el grado de empaquetamiento (estamos hablando de millones de transistores por pastilla), se calentaban muchísimo. Por ese motivo, la electrónica digital comenzó a utilizar tensiones muy bajas: se reducía el consumo, el tamaño de los dispositivos y eliminabas los problemas de refrigeración.

¿Y donde está el límite? Pues donde la fabricación lo permita. Actualmente, se recurre a técnicas avanzadas de laser y materiales muy específicos que van haciendo que el grado de empaquetamiento no pare de crecer y crecer...

Sin más agradeceros vuestra curiosidad y animaros a enviar vuestra dudas y preguntas a los.porques@gmail.com.

¿Por qué se oxidan las cosas?

2010-09-15T07:00:00.005+02:00

Otra de las preguntas que recibí durante el verano, fue la siguiente:

Hola Jesús:
Espero que estés disfrutando de unas estupendas vacaciones. Me acaba de surgir una pregunta, ¿por qué se oxidan las cosas? Por supuesto es una pregunta que dejo en el aire, estamos de vacaciones :D más que nada te la envío antes de que se me olvide :D Un cordial saludo, José Luis
En esta entrada voy a hablaros de la oxidación, pero sobretodo de la corrosión, que yo creo que es a lo que se refiere José Luis.

La oxidación, es un proceso químico en el que un compuesto cede electrones. Estas reacciones ocurren constantemente a nuestro alrededor, desde la corrosión de los metales, hasta en nuestro interior cuando metabolizamos la comida que hemos ingerido.
Normalmente, si un compuesto cede electrones es porque otro los recibe. Decimos que ese compuesto se reduce y hablamos entonces de reacciones redox (reducción-oxidación).
Un tipo particular de corrosión es la oxidación que sufren mucho metales. En la corrosión, el material se combina con el ambiente (la humedad, el aire, el suelo, el agua...) para alcanzar un estado de menor energía.

Pero vamos a centrarnos en el hierro, que es lo más cotidiano. Si pregunto qué factores favorecen la corrosión, seguro que todos me diréis que el agua, la humedad, e incluso la temperatura. Sin embargo, existen otros como la salinidad y los compuestos que tenga nuestro metal. La salinidad influye muchísimo en la corrosión, por eso en los puertos la corrosión es tan importante. Por otro lado, existen compuestos, que si los añadimos a nuestro metal, pueden favorecer o reducir la corrosión. Un ejemplo claro es el acero inoxidable, presente en los cubiertos, fregaderos, cazuelas... El acero inoxidable no se corroe, no porque se le haya recubierto de algún material o pintura (esta técnica se utiliza en los barcos por ejemplo), sino porque al acero (hierro+carbono), se le añade un poco de cromo que va a oxidarse creando un capa protectora. Por eso, técnicamente es incorrecto decir acero inoxidable, ya que sí que se oxida, aunque no lo aparente.
Os voy a dejar un experimento muy sencillo, que podéis hacer en casa. En él vais a observar que según sea el ambiente, el hierro se puede corroer más o menos.

http://fq-experimentos.blogspot.com/2008/04/corrosin.html

Antes de irme, quisiera aprovechar la ocasión para aclarar ciertos mitos acerca de la Coca-Cola. Sí es cierto, que la Coca-Cola elimina el óxido de los metales. Como podemos ver en el siguiente vídeo, su carácter ácido limpia casi por completo los metales:

Sin embargo, lo que sí que es falso y un mito es que la Coca-Cola disuelva la carne. En vez de hacer el experimento en casa, os dejo este divertido artículo donde tuvieron un trozo de carne durante 10 días:

http://www.meloncorp.com/arch/0091/0091.shtml

http://www.meloncorp.com/arch/0216/index.shtml

Para terminar, agradecer a José Luis que haya enviado su pregunta y animaros al resto a compartir vuestras curiosidades, enviando un mail a los.porques@gmail.com.

¿Cómo funcionan los baños de un avión? ¿Cómo van al baño en el espacio?

2010-09-06T06:00:00.001+02:00

El otro día, mi "pequeña" gran cuñada de 14 años, Mar, me preguntó cómo funcionaban los baños de un avión y a dónde iban todos los desechos. "¿Se tiran al aire?", me dijo. En esta entrada voy a contar no sólo como funcionan en un avión, sino también, como van al baño los astronautas en el espacio, cómo se asean...

(Foto de Ignacio Zanartu)

En los aviones, el inodoro es como los que tenemos en casa, salvo que en vez de tirar de la cadena, apretamos un botoncito. Al hacerlo, se limpia el inodoro con unos líquidos químicos, llevándose todos los desechos. Para ello se utiliza un sistema de bombas o succión. ¿Y qué le ocurre a todos esos desechos? Pues siento deciros que no, no se tiran al exterior. Lo que se hace es licuarlos y llevarlos a un depósito que tiene el avión para almacenarlo durante el vuelo. Después, al llegar a tierra, un camión se encargaría de vaciar su contenido.

¿Y en el espacio? Allí arriba las cosas son un poco más complicadas... Para empezar, al hacer pis, éste no caería hacia abajo, sino que se quedaría flotando en forma de gotitas por la ingravidez. Vaya guarrada, no? Así que, nuestro primer cometido sería cómo hacer para llevar la orina al depósito, que hace las veces de inodoro. Para ello, los astronautas usan una manguera, con un adaptador personal, para que no se escape nada y evitar que se llene la ISS (Estación Espacial Internacional) de orín. ¿Y en el caso de las chicas? Pues más de lo mismo, salvo que usan un adaptador diferente. Para facilitar las cosas, esta manguera ejerce una pequeña succión, asegurándose así de que todo va a su sitio.

¿Y si no es pis exactamente lo que queremos hacer? En ese caso, la cosa es un poco más latosa. Existe un pequeño retrete (sin agua, por supuesto, y recubierto por dentro con una bolsa) en el que el astronauta se sentaría. ¡Pero claro! Para estar sentado debe atarse, literalmente! ¿Y cómo se hace para que el excremento no salga flotando? Pues nuevamente, mediante succión. Al acabar, se limpian con papel, y lo dejan dentro de otra bolsita con succión para que no se escape.

Muy bien, ya nos hemos "aliviado", pero ¿qué hacemos con los desechos? La orina se almacena temporalmente para ser expulsada al espacio cuando les convenga (no podemos expulsarla, por ejemplo, cuando haya una actividad extravehicular). Para ello habrá que separar el aire del orín, y, mediante un filtro, eliminar olores, ya que ese aire vuelve a devolverse a la cabina. Pensad que allí arriba no se puede abrir una ventana para ventilar el baño después de usarlo. Una vez en el exterior, la orina se vaporiza. Los excrementos sólidos por el contrario, se almacenan, se secan (para eliminar bacterias) y cuando llegan a una cantidad determinada, se lanzan en una pequeña nave (ATV o Progress) para que se quemen en el atmósfera. Así que no todas las estrellas fugaces son lo que parecen, jeje

Os dejo dos vídeos. En uno, un astronauta nos cuenta todo el proceso y su experiencia personal; mientras que en el otro se nos explica detalladamente el inodoro y su funcionamiento.

Pero no todo es ir al baño, también tendrán que ducharse. Como iréis imaginando, los astonautas no podrán tomar una ducha como las que conocemos. Más bien, se lavan. Para ello usan unas toallitas húmedas enjabonadas con un gel o champú especial que no necesita aclarado. Por si alguien se lo preguntaba, allí arriba no se cambian de ropa todos los días. Sería muy caro en lo que a peso se refiere. De todas formas, no creo que se manchen mucho...

Una tarea más sencilla es por ejemplo lavarse los dientes. Simplemente deben tener cuidado de escupir bien a la hora de enjuagarse. Para que lo veáis todo un poco mejor, echádle un vistazo a esto:

http://spaceflight.nasa.gov/living/spacehygiene/index.html

Espero que haya gustado este tema, resuelto vuestra curiosidad, y descubierto algo nuevo. No olvidéis que podéis seguir enviando vuestras preguntas a los.porques@gmail.com

¿Por qué se tarda más en ir a EEUU que en volver?

2010-08-30T09:48:00.008+02:00

(Nubes recorriendo una jet stream sobre Canada)

Durante el verano, recibí el siguiente correo de Jesús con una pregunta que muchas veces me han hecho y que además corre por ahí un falso bulo sobre ella. Así que vamos a intentar aclararlo un poquito:

Buenas!

Muy interesante y esclarecedor tu blog, en especial la sección de aeronáutica, que es la más frecuento. Sobre esta materia se me han planteado varias dudas. Una de ellas respecta a la distinta duración de los vuelos entre mismos destinos pero diferente sentido. He cruzado varias veces el Atlántico y siempre me ha parecido curioso que el vuelo dure más en sentido Europa-EEUU que a la inversa. En un primer momento podría explicarse por los vientos, pero tampoco termino de verlo claro: por un lado, la ruta es prácticamente la misma en un sentido que en otro (algo más al norte en sentido EEUU-Europa), por lo que dudo que pueda hacer una diferencia considerables en las corrientes. Además, si el viento a favor es el que favorece una mayor velocidad del avión, ¿a qué velocidad debe soplar para "impulsar" aún más a un cacharro que ya vuela a 900 kms/h?! (y ello obviando que la aerodinámica del avión no está hecha para aprovechar viento de cola, no es un velero!).

Posiblemente esté cometiendo un error de bulto en mis elucubraciones, pero es lo que tiene no tener ni idea de aerodinámica, jeje!! Pero confío en que me lo podáis aclarar. Otro día os mando más dudas.

Un saludo!!

Si echamos un vistazo a internet y miramos algunos foros, la respuesta que obtendremos será que se tarda menos debido a la rotación de la Tierra. Esta solución no tiene ni pies ni cabeza. El primer motivo es que la Tierra gira en sentido antihorario (visto desde el Polo Norte) por lo que en todo caso, los vuelos durarían menos yendo de Europa a EEUU, y no al revés! Pero imaginemos por un momento que tuviera lógica, imaginemos que el giro de la Tierra nos pudiera ayudar a acortar nuestros viajes. Si fuera cierto, bastaría con montarse en un helicóptero, elevarse unos metros del suelo y esperar a que la rotación de la Tierra nos acercara nuestro destino. De hecho, si tenemos en cuenta la velocidad de rotación terrestre, tardaríamos mucho menos de lo que tardamos ahora en avión! La realidad es que esto no es así, pero ¿qué falla? El fallo está en que nos estamos olvidando del aire.

Los aviones vuelan sumergidos en una atmósfera, que gira con la Tierra! Por este motivo, nuestro helicóptero siempre estará volando sobre el mismo punto. De no ser así, cada vez que diéramos un salto, recorrerías unos cuantos metros debido al giro de la Tierra!

Los aviones, para avanzar, deben moverse dentro de este fluido echando aire hacia atrás, de manera similar a lo que hacemos nosotros cuando buceamos. Como bien aventuraba, la solución radica en unas corrientes de aire (llamadas "jet streams" ), que existen en las capas altas de la atmósfera. Éstas corrientes de aire tienen velocidades del orden de 200 km/h y generalmente van de Oeste a Este, facilitando el vuelo en ese sentido. ¿Causa esto algún problema en la aerodinámica? Pues no, ya que el avión se mueve respecto al aire (está "montado" en él), que a su vez se mueve a los mencionados 200 km/h respecto a la Tierra. Volviendo al ejemplo de bucear, todos veis que si buceáis en un río a favor de la corriente, llegaréis antes a vuestro destino que si lo hacéis a contracorriente. Pero nunca el agua os adelantará, sino que os dejaréis llevar por ella. Pues lo mismo pasa con el avión. Ví en un foro el ejemplo de la película "Buscando a Nemo", donde unas tortugas se adentran en una corriente marina para viajar más rápido. Dentro de esa corriente, a su vez, las tortugas podrán impulsarse para ir más rápido o más lento (al igual que los motores impulsan al avión). Os dejo un fragmento de la película:

Para terminar, quisiera aclarar otro teoría que existe y que no es para nada falsa. ¿Y Coriolis? Coriolis es una fuerza ficticia que aparece cuando un objeto se mueve respecto a un sistema giratorio (como puede ser la Tierra). La dirección de dicha fuerza dependerá de nuestra trayectoria. Si realizamos un viaje Este-Oeste, sin subir ni bajar nada, esta fuerza simplemente nos empujará hacia el Norte o el Sur (dependiendo del sentido), pero no favorecerá nuestro viaje (ya que no nos empuja ni al Este ni al Oeste). Sin embargo, si volamos hacia el Noreste, por ejemplo, sí que aparece una componente de dicha fuerza que nos empujará, acortando nuestro viaje. Por este motivo, la fuerza de coriolis puede ayudarnos (o incordiarnos) siempre que nuestro vuelo no sea puramente Este-Oeste, aunque la causa más importante de la duración de los vuelos son las jet streams.

Espero haber solucionado la duda de Jesús y la de seguro muchos más. Recordaros que podéis enviar vuestras preguntas y curosidades a: los.porques@gmail.com.

PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

Cuando una aerolínea planifica una ruta transoceánica, siempre piensa en las jet streams. Estas corrientes pueden ahorra mucho dinero a la compañía por la gran cantidad de combustible que se ahorran. Llega hasta tal punto, que los aviones llegan a modificar sus rutas, haciéndolas más largas incluso, con tal de aprovechar estas corrientes. Merece la pena alejarse unos kilómetros, con tal de ahorrarse tiempo y combustible.

De la misma manera, los aviones que van en sentido Este-Oeste, intentarán alejarse y evitar dichas corrientes con tal de no volar contra corriente.

Por cierto, estas corrientes no se dan sólo en el Atlántico, sino también en el Pacífico, por lo que a los vuelos entre Asia y América, les ocurre lo mismo.

De vuelta!

2010-08-30T09:43:00.002+02:00

Llegó Septiembre, y aquí estoy de vuelta con muchas curiosidades preparadas para vosotros. Lo cierto es que ya tenía ganas de abrir de nuevo el blog, y más viendo el creciente número de visitas que hemos tenido en las últimas semanas gracias a nuestros amigos de Sudamérica (a quienes les mando un saludo desde aquí).

Sólo espero que esta nueva "Temporada" que comienza siga siendo tan fructífera como la anterior y disfrutéis tanto como yo lo hago.

Un abrazo!

¿Qué es la lluvia de Perseidas?

2010-08-12T10:39:00.004+02:00

Voy a hacer una excepción en el parón veraniego con motivo de la lluvia de meoritos que va a tener lugar los próximos días. Realmente parece prometedora. Lamentablemente, yo me encontraré en la ciudad y con la contaminación lumínica que hay seré incapaz de verlo. Pero si alguno se encuentra de vacaciones por la playa o en algún lugar apartado de las grandes ciudades, os recomiendo echar un vistacillo al cielo mientras os tomáis algo en una terracita.

En vez de explicaros personalmente qué es la lluvia de Perseidas, os dejo un artículo muy bueno que he encontrado, escrito al estilo que suelo utilizar en el blog, donde se explica muy bien todo lo referente a este fenómeno. Por supuesto, cualquier duda o cosa que quede en el aire, por favor, no dudéis en preguntarme.

Un saludo y felices vacaciones!!

http://www.elmundo.es/elmundo/2010/08/10/ciencia/1281446097.html

Veranito, veranito...

2010-07-14T16:48:00.003+02:00

Con el verano llega el calor, las terracitas, la playita, las vacaciones y cómo no Los Porqués no van a ser menos. La verdad es que me ha costado mucho decidir si hacía un parón veraniego en el blog o no (pues yo me quedo currando en Julio y Agosto y no me cuesta nada continuarlo). Al final, y viendo que todo el mundo está con la mente, y sobre todo el cuerpo, en otra parte, creo que lo mejor es aparcarlo hasta Septiembre cuando estemos todos. De esta manera nadie se perderá ninguna entrada y podremos volver con más curiosidades, dudas y preguntas. Pedir disculpas a nuestros amigos del Hemisferio Sur, donde no es verano... espero que entendáis las circunstancias.

De todas formas, como he dicho, yo no me voy, así que si tenéis cualquier duda cortita o se os ocurre alguna entrada o pregunta interesante para el blog, no dudéis en escribir a los.porques@gmail.com y yo os atenderé gustosamente.

Un saludo a todos y felices vacaciones!! (a los que tenéis, jeje)

¿Cómo funciona un motor?

2010-07-07T06:00:00.003+02:00

El otro día, José Luis me envió un mail preguntándome lo siguiente:

Hola Jesús: La pregunta que se me ha venido a la mente es: ¿en qué consiste la relación de compresión de un motor?
Un saludo y gracias, Jesús,
José Luis

La verdad es que no sé si te refieres a motores de coche (motor alternativo) o de avión (a reacción). Yo creo que te refieres al coche, que es lo más común. Voy a aprovechar tu pregunta para contaros cómo funciona un motor alternativo de los que tenéis todos debajo del capó.

(Explicaré el funcionamiento de un motor de gasolina. El diesel es muy parecido y los cambios que haya los iré explicando)

La parte más importante del motor de un coche la forman los cilindros y los pistones. El objetivo del motor es hacer mover el pistón arriba y abajo, para luego transmitir ese movimiento y hacer girar las ruedas. Lo que se hace es quemar gasolina en el interior del cilindro de manera que los gases en su expansión muevan el pistón. El quid de la cuestión está en cómo quemar la gasolina de la manera más eficiente (por aquello del dinero). Muchos habréis oído que los motores de coche son de 4 tiempos. ¿Qué significa eso? Pues que su ciclo de funcionamiento se puede dividir en 4 etapas.

La primera sería la de admisión, en la que se introduce aire fresco en el pistón. Como habéis visto, el cilindro posee en la parte superior dos orificios (vávulas), uno para meter aire y otro para sacarlo. En realidad los motores tiene más de 2, pero lo simplificaremos para su explicación. En el caso del motor diesel, se introduce aire sin más, sin embargo en los motores de gasolina lo que se introduce es una mezcla de aire y gasolina. Como veis, al comienzo de la primera etapa el pistón está arriba del todo. Durante esta etapa, se abre la válvula de entrada de aire y el pistón baja para llenarse de aire fresco (sin gases de combustión).

En la segunda etapa, la de compresión, el pistón sube desde abajo del todo hasta arriba. Para que no se escape el aire que hemos metido antes, la válvula se cierra (aproximadamente) al llegar el pistón abajo. Durante esta etapa, la mezcla de aire y gasolina se comprime al subir el pistón y reducir el volumen. La relación de compresión, por la que preguntaba José Luis, es el cociente entre la presión final y la presión inicial. Por ejemplo, una relación de compresión de 8 indica que la mezcla se ha comprimido 8 veces la presión a la que estaba.

Al final de la anterior etapa, el pistón estaba arriba y el aire estaba en su punto máximo de compresión. En este momento, se prende una chispa (con la bujía) y la mezcla explota. Fruto de esa explosión, los gases se expanden, llevando el pistón hasta abajo del todo. En el caso de los motores diesel, aún no habíamos metido gasolina. En estos motores, durante la tercera etapa, los diesel inyectan gasolina en gotitas muy pequeñas y a alta presión. Debido a esa presión y a la temperatura del motor, la gasolina estalla sin necesidad de chispa alguna. Esta etapa se conoce como expansión o explosión.

Finalmente, el pistón estaba abajo del todo y el cilindro contenía gases de combustión que ya no sirven para nada. En esta última etapa, la de escape, se abre la vávula de salida de gases, y el pistón sube hasta arriba, vaciando el cilindro de aires residuales. Una vez arriba del todo, comenzaría otra vez la primera etapa de un nuevo ciclo, llenándose nuevamente el cilindro de aire fresco.

Como véis, en un ciclo el pistón baja, sube, baja y vuelve a subir. Para que lo veais todo seguido y en movimiento, mirad esta animación:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:4-Stroke-Engine.gif

Las etapas están numeradas. La válvula de la derecha sería la de admisión y la de la izquierda la de escape.

Como comprenderéis, la sincronización es fundamental en el funcionamiento del motor. Las válvulas, chispa, inyeción, explosión... todo debe estár sincronozado al máximo para que sea lo más eficiente posible. Pues pensad ahora que vuestro coche hace esto 3500 veces por minuto (sólo tenéis que mirar el cuentarevoluciones). Increíble, ¿no? ¿Y si ahora os digo que los fórmula 1 van a 17000 rpm? Esta temporada no ocurre tanto, pero hace unos años, cuando las revoluciones no estaban limitadas tan "bajas" era más normal que los pilotos rompieran motor. Lo más corriente era que el inyector fallara al intentar "escupir" la gasolina 19000 veces por minuto.

Para terminar, animaros a todos a preguntar vuestras dudas!!

¿Qué son esas líneas blancas que dejan los aviones?

2010-06-30T11:45:00.010+02:00

Muchas veces habréis visto cómo los aviones dejan tras de sí unas estelas blancas en el cielo. Mucha gente cree que sólo lo producen los cazas, otros que es humo contaminante... Hoy veremos cómo se forman esas estelas y qué son en realidad.

Para empezar, distinguir dos tipos de estelas. Las primeras se forman a partir de los gases expulsados de los reactores, mientras que las segundas se formarían a raiz de los torbellinos de punta de ala. Veámoslas una por una.

Entre los gases que expulsan los motores hay vapor de agua, como no podía ser de otra forma. Dicho vapor de agua, al salir del reactor se encuentra con un ambiente mucho más frío (alrededor de -50ºC) y de menor presión. Esto hace que el vapor se condense (formando las estelas) y además se solidifique, formando cristalitos de hielo. Esta cristalización está favorecida además por los residuos, en forma de micropartículas, que actúan como nucleantes en la solidificación. Como habéis visto, estas estelas no son más que agua condensada, no contaminan!! Ocurre lo mismo con las típicas fotos de las centrales nucleares en las que se ve una columna inmensa de humo blanco. ¡¡Eso es agua!! Que no os engañen, es agua usada para refrigerar el reactor!

Como habéis visto en la foto, este tipo de estelas son generadas por todos los aviones comerciales, ya que depende básicamente de las condiciones de temperatura y presión ambiental.

Existe otro tipo de estelas, creadas en el ala. Como sabéis de la anterior entrada de ¿Por qué vuelan los aviones?, entre la parte superior e inferior del ala, existe una diferencia de presiones. Al llegar a la punta del ala, este gradiente de presiones (que es como se conoce) crea un torbellino. Dicho torbellino, trae consigo una disminución de la presión y la temperatura, produciendo la condensación. Este tipo de estelas se crean a bajas alturas, mientras que las anteriores son más comunes de las altas alturas, donde se dan las condiciones ambientales mencionadas. Os dejo unas imágenes muy buenas donde se aprecian dichos torbellinos, pero ojo, esas no son las estelas citadas!

Para terminar, como siempre, animaros a preguntar cualquier duda que os surja. Podéis dejarla en los comentarios, o bien, escribir a los.porques@gmail.com

PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

http://www.meteored.com/ram/2351/las-estelas-de-condensacin-de-aviones-pinceladas-en-el-cielo/

¿Por qué el Shuttle tiene alas?

2010-06-21T06:00:00.005+02:00

Hoy vamos a dedicar la entrada a curiosidades sobre el transbordador espacial Shuttle (antes de que lo retiren, jeje). Para ello os propongo un pequeño viaje partiendo de su diseño, despegue y hasta su aterrizaje.

El Shuttle ha sido el único vehículo espacial reutilizable. El Shuttle está formado por el vehículo orbital, el tanque externo (depósito central naranja) y los 2 Solid Rockets (uno a cada lado). Oficialmente es conocido como Space Transportation System (STS), de ahí que las sucesivas misiones se vayan llamando STS-131, STS-132... En su diseño se rompieron todos los conceptos previos de nave espacial, desarrollando tecnologías nuevas, y posicionaron a EEUU en la vanguardia espacial. Pero veamos algunas curiosidades...

Para empezar, más que una nave espacial parece un avión. Si miramos a las naves Apollo (americana) y Soyuz (rusa y actualmente en activo), respectivamente, observamos que nunca antes se había puesto alas a un vehículo espacial. ¿Por qué le pusieron alas si en el espacio no hay aire? El STS fue desarrollado en los años 70, a finales de la guerra fría. Tras llegar a la Luna, los recortes en la NASA fueron creciendo y se decidió diseñar un vehículo reutilizable. Aún así no tenían suficiente dinero y se optó por juntarse con la USAF (ejército del aire americano), para que pudieran lanzar sus satélites desde el Shuttle, en vez de usar otros cohetes de menor tamaño. Fue la USAF la que, por miedo a que en un despegue fallido sus satélites cayeran en territorio enemigo, obligó a diseñar un vehículo con alas. De esta manera, en caso de fallo, siempre podría planear hasta territorio americano. La realidad fue que después de aceptar esta condición, la USAF siguió lanzando sus satélites desde cohetes menores como los Delta. De hecho, el planteamiento inicial era de realizar del orden de 10 lanzamientos al año con cada uno de los 4 transbordadores. Tras 30 años de misión, sólo se van realizar 134 lanzamientos, una cifra mucho menor. Aunque lejos de ser rentable, este programa ha servido no sólo para permitir la construcción de la Estación Espacial Internacional (ISS), cuyos enormes módulos sólo podían ponerse en órbita en la panza del Shuttle, sino para realizar avances científicos inimaginables.

Cuando hablo con amigos de este tema, me doy cuenta de que la mayoría de la gente cree que la parte naranja del STS es un super cohete. Lejos de ello, no es más que un depósito para llevar el combustible que necesita el vehículo orbital. Fijaros!

Este depósito alimenta los 3 motores cohete principales que lleva el vehículo orbital. ¡Mirad su tamaño!

En cuanto a los dos cohetes (estos sí que lo son) a los lados, son motores cohete de combustible sólido (os explicaré en una entrada los distintos motores cohete). Estos proporcionan el 80% del empuje de despegue necesario para poner esa mole por los aires.

Una vez, ensamblados los 3 módulos, el STS es transportado a la zona de lanzamiento. Para ello se construyó el mayor vehículo de carga del mundo. Para que os hagáis una idea, para recorrer 5,8 km, tarda de 6 a 8 horas!!!

Una vez despegado, tras 2 min aproximadamente de vuelo, los Solid Rockets se desprenden cayendo al mar para ser reutilizados.

Finalmente, tras 8 min de vuelo, el depósito central se desprende, destruyéndose en la re-entrada.

¿Y de donde saca la energía si no tiene paneles solares? Pues para ello se usan unos dispositivos llamados células de combustible, que se usaban desde las cápsulas Apollo. Estos combinan el oxígeno y el hidrógeno para dar energía y agua (que luego es usada para consumo, aseo y refrigeración). Así es!, todo eso que se investiga hoy en día en las energías renovables, ya se usaba en la industria espacial en los años 60!!

Una vez terminada la misión, el Shuttle se desengancha de la ISS y comienza su vuelta a casa. Para ello se da un pequeño impulso para obtener la senda de reentrada adecuada. ¿Y de dónde saca el combustible, si el tanque se perdió hace tiempo? El Shuttle cuenta con unos pequeños depósitos que proporcionan el propulsante necesario para acercarse a la ISS (tras desprenderse el tanque externo), corregir su orientación (actitud) y sacarle de la órbita de la ISS para inyectarle en la reentrada. ¡¡Nada más!!

Eso quiere decir, que el Shuttle desde que se desprende de la ISS planea hasta aterrizar en el Kennedy Space Center. ¡Sí! ¡Esa mole planea! Entonces... ¿sólo tiene una oportunidad para aterrizar? En efecto, si fallan se estrellan! Por supuesto, toda esta maniobra está realizada por el ordenador de a bordo. De hecho, excepto la maniobra de atraque a la ISS, todas las maniobras se realizan por ordenador. Por cierto, el ordenador del Shuttle sólo tenía 424Kb!! Pensad que es tecnología de los 70. Finalmente, en 1990 se aumentó a 1Mb.

Volviendo al aterrizaje, y debido a esa única oprtunidad, antes de permitir que el Shuttle se suelte de la ISS, en tierra se aseguran de que no va a haber ninguna tormenta o huracán en Florida. ¿Y si hay mal tiempo y no se puede esperar más? En ese caso, existe un listado de aeropuertos alternativos donde aterrizar (uno de ellos es la base militar de Zaragoza). Lo normal es ir a Edwards Air Force Base en Califormia (de hecho, sólo el STS -3 no aterrizó ni en una ni en otra).

A lo mejor alguno está pensando: "Muy bien, aterrizas en California, pero ¿cómo llevas luego ese trasto hasta Florida?" Para ello, se monta el Shuttle a la espalda de un Boeing 747 modificado. Este viaje cuesta 1 millón de dólares, por lo que comprederéis que la NASA se piense mucho antes de desviar un aterrizaje a California. Fijaros en las partes añadidas en la cola del Shuttle, y en los estabilizadores horizontales del 747.

Como me estoy alargando mucho, en otro momento os hablaré de la reentrada, los distintos métodos de protección y de la panza negra del Shuttle. Siemplemente espero que os haya gustado este pequeño viaje y haber despertado en vosotros la curiosidad por este fantástico mundo que es el espacio.

No os olvidéis de que podéis enviar vuestras preguntas a los.porques@gmail.com, o bien dejarlas en los comentarios.

Nota: La mayoría de las fotos me llegaron por email (desconociendo su origen), pero me parecía una pena no publicarlas. El resto son de wikipedia.

¿Por qué los coches hacen "fiummm" al pasar?

2010-06-15T20:02:00.003+02:00

Al oir un coche, todos sabemos si se está acercando o alejando. Lo sabemos de forma instintiva por el sonido que escuchamos. Cuando se acerca, el sonido que produce es mucho más agudo (de mayor frecuencia), mientras que cuando se aleja el sonido que escuchamos es mucho más grave (de menor frecuencia). Eso es lo que con mayor o menor acierto he intentado reproducir con la onomatopeya "fiummm". Pero, ¿por qué suena distinto un coche cuando se aleja que cuando se acerca?

Los coches (y cualquier cosa), al moverse generan unas ondas que se propagan por el aire. Estas ondas, se adelantan al coche y van "avisando" al aire de que se prepare, porque viene un coche, y debe moverse para dejarle pasar. Esa perturbación del aire se traduce en sonido, que llega a nuestros oídos con antelación al coche. Muy bien, ya sabemos por qué se produce el sonido. Veamos ahora por qué es agudo cuando el coche se acerca y grave cuando se aleja.

Como alguno imaginará, tendrá que ver con que el coche no está quieto sino en movimiento. En efecto, al moverse, el coche puede comprimir o expandir esas ondas, dependiendo si se acerca o aleja, modificando su frecuencia. Esto se conoce como Efecto Doppler. Para que lo veáis mejor, os dejo este applet con el que podréis jugar con la velocidad del coche (dada como decimal de la velocidad del sonido) y observar cómo varía la forma de las ondas. Cuanto más juntas estén las ondas, mayor será su frecuencia y más agudo será el sonido; y al revés.

Otro ejemplo clásico de este efecto, y donde quizás se vea mejor es en las ambulancias o coches de policía y bomberos. En estos casos, los coches, además de emitir las citadas ondas, emiten un sonido (la sirena) en forma de onda que también sufrirá el efecto Doppler. Por este motivo, las sirenas suenan más agudas cuando se acercan que cuando se alejan.

Para terminar, comentar que el efecto Doppler tiene infinitas aplicaciones. Una muy curiosa son los rádares de velocidad (con los que nos multan!) En este caso, el rádar emite un impulso que rebota en nuestro coche y vuelve al aparato. El dispositivo mide la variación de la frecuencia en el impulso y aplicando el efecto Doppler a la inversa, calcula la velocidad a la que nos movemos. Actualmente se usan otros métodos, pero Doppler es uno de ellos.

Para terminar, animaros a dejar vuestras preguntas en los comentarios o en los.porques@gmail.com.

PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

En el applet anterior empezad desde una velocidad de 0,8 e id aumentándola lentamente hasta 1,3. Observad qué pasa. Lo que estáis viendo es lo que ocurre en la realidad cuando un avión sobrepasa la velocidad del sonido: rompe la barrera del sonido y se forma el característico cono de Mach (es así como se llama). Aunque lo explicaré en futuras entradas, cuando el avión supera la velocidad del sonido, se mueve más rápido de lo que se propagan las ondas, por lo que se adelanta e impide que el aire se "prepare" a su llegada. Las ondas emitidas van por detrás de él, formando ese cono que véis (véis un triángulo, pero en realidad (3D) es un cono).

¿Por qué el agua caliente se congela antes que la fría?

2010-06-07T06:00:00.002+02:00

Así es señores, como están escuchando. El agua caliente se congela antes que la fría. Bueno, para ser ciertos, bajo ciertas condiciones... Pero empecemos por el principio.

En 1963, Erasto B. Mpemba estaba en una clase de cocina de su escuela de secundaria en Tanzania. Preparando helados, observó cómo las mezclas calientes se solidificaban antes que las frías. Anteriormente, personas como Descartes o Aristóteles se habían percatado de este hecho, pero nadie había sido capaz de darle una explicación. Incluso hoy en día no se ponen de acuerdo. A este fenómeno se le conoce como Efecto Mpemba.

Os propongo que hagáis un experimento. Coged dos vasos de agua idénticos e introducid una misma cantidad de agua (podéis tomar como medida un vaso más pequeño, como un vaso de chupito por ejemplo). Mientras que en uno echad agua cogida de la nevera, en el otro cogedla caliente del grifo (pero que esté muy muy caliente), eso sí, con cuidado! Ahora metedlos en el congelador. Como no podemos ver cual se congela antes, lo que vamos a hacer es dejarlos 10 minutos y ver cual está más congelado. Tachán!

Habréis comprobado que el vaso caliente se encuentra en un proceso más avanzado de congelación. Para los que sean más perezosos, les dejo un vídeo donde se realiza el experimento en un laboratorio. Lo que hay dentro de los tubos de ensayo parecen ser unas sondas para medir la temperatura.

Veamos por qué ocurre el efecto Mpemba. El tiempo de congelación de un líquido depende de muchos factores: la temperatura, el recipiente, si tiene impurezas disueltas, las imperfecciones del recipiente... (por este motivo os pedí coger dos vasos iguales para hacer el experimento)

El efecto Mpemba dice que dados dos recipientes con agua cuyas temperaturas difieran más de 30º (aprox.), el recipiente con agua caliente se congelará antes que el de agua fría. Esto se debe a muchos factores:

La evaporación: El agua caliente se evaporará más rápido. De esta manera, la masa de agua resultante que deberá congelarse es menor. Si se taparan los recipientes con un plástico, se comprobaría que aunque sigue produciéndose el efecto Mpemba, la diferencia de tiempos es menor.

La convección: La convección es una forma de transmitir calor. Durante la congelación, las partes frías de agua bajan hacia la parte baja del recipiente (y al revés), repartiendo la temperatura. En el agua caliente, al tener mayor temperatura, ese movimiento de agua es más activo.

Gases disueltos: El agua caliente posee más facilidad para disolver gases, cuyas burbujas actuarían como nucleantes en el proceso de congelación.

Superenfriamiento: A este efecto le dedicaré una entrada en el futuro. De momento deciros que el agua fría podría entrar en un estado metaestable, permaneciendo a una temperatura menor a 0º sin congelarse.

Debido a la multitud de variables, los científicos se han visto en problemas para diseñar experimentos que analicen cada una por separado, aislando su efecto. A esto, se debe añadir la complejidad de las ecuaciones (diferenciales en derivadas parciales) del sistema y su dificultad de resolución.

Para terminar, os dejo un vídeo, donde se ve mucho mejor el efecto Mpemba. Si alguno vive en alguna zona tan fría que en invierno se alcancen estas temperaturas, le animaría a realizar esta sencilla prueba. De hecho, en el hemisferio sur, seguro que por estas fechas ya se están alcanzando esas temperaturas, por lo que si me enviáis un vídeo, prometo colgarlo.

Para terminar, como siempre, animaros a dejar vuestras preguntas en los comentarios o en: los.porques@gmail.com

¿Por qué se empañan los cristales del coche?

2010-05-31T16:52:00.004+02:00

Todos hemos visto cómo el cristal de nuestro coche se empañaba mientras conducíamos, o cómo al salir del baño nos encontrábamos el espejo del baño completamente empañado. Hoy vamos a explicar por qué ocurre esto y cómo podemos hacer para evitarlo.

Como muchos sabréis, el aire contiene vapor de agua, es lo que conocéis como humedad del aire. De hecho, el aire podrá disolver mayor cantidad de vapor de agua cuanto mayor sea su temperatura. Esto lo vemos continuamente en los climas tropicales cálidos, que pueden contener muchísima humedad, mientras que los polares casi nada. Ocurre que este agua permanecerá en estado de vapor siempre que se encuentre por encima de una cierta temperatura, denominada temperatura de rocío. ¿Y qué ocurre cuando el aire, lleno de vapor de agua, entra en contacto con el cristal frío? Pues simple y llanamente que se enfría y condensa, en forma de unas minúsculas gotitas, empañándolo. Pero, ¿de dónde viene tanta humedad dentro del coche? Pues de nosotros, que al respirar, expulsamos aire "empapado" debido a la humedad que hay en la boca y fosas nasales.

Ya sabemos qué es lo que ocurre, veamos ahora cómo solucionarlo. Lo que típicamente se ha venido haciendo es o bien poner la calefacción o el aire acondicionado, o bien abrir la ventanilla. Analicemos cada caso:

Si abrimos la ventanilla, lo que hacemos es renovar el aire del vehículo. Por lo general, y aunque llueva, el aire del exterior tendrá mucha menos humedad que el del interior de nuestro vehículo. Esto se debe a que al ser un espacio pequeño, hay muy poco aire, y este se humedece con relativa facilidad. Esta suele ser la solución más rápida y cómoda. ¿Cual es el problema? Pues justamente que no hemos resuelto el problema, sino que lo hemos retrasado. El nuevo aire introducido volverá a humedecerse y los cristales volverán a empañarse.

La otra solución es poner el aire acondicionado o la calefacción. Aquí surge el eterno dilema: aire frío o caliente. Pues da igual. La temperatura no interviene, al menos directamente. Me explico. Por internet circula el bulo de que la condensación se debe a que la parte interior del cristal está a una temperatura mayor que la parte exterior... Como habéis visto, lo único que importa es la humedad del aire, ya que el cristal siempre va a tener la temperatura suficientemente baja como para empañarlo. La luneta trasera del coche posee unos filamentos calientes que pueden calentar dicho cristal, desempañándolo, pero en el parabrisas no tenemos este dispositivo. Así que la única solución es secar el aire del interior del coche, introduciendo aire nuevo seco o de la calefacción o del aire acondicionado. Ventaja de la calefacción: que al ser aire caliente podrá disolver mayor vapor de agua, retrasando la condensación. Ventaja del aire acondicionado: al parecer (pues lo desconocía) el sistema del aire acondicionado lleva un dispositivo de secado bastante bueno, por lo que dicho aire saldrá más seco que el de la calefacción. Conclusión, que cada uno elija en función del coche y de cómo le funcione cada sistema, pero sobretodo en función del calor o frío que tenga!!

Para terminar, algunos coches poseen un botón específico para desempañar el cristal. Lo que hace este botón, según tengo entendido (pues el mío no lo tiene) es meter mucho aire nuevo, poniendo la calefacción y aire acondicionado a máxima potencia. A la vez activan una función para renovar (refresh) el aire.

Recordaros que podéis dejar vuestras preguntas o dudas en los comentarios, o enviarme un mail a: los.porques@gmail.com

¿Qué es el pH?

2010-05-25T16:21:00.007+02:00

El otro día José Luis me envió la siguiente pregunta:

"Hola Jesús,

Me gustaría hacerte una pregunta. No sé si corresponderá a tu campo de
conocimiento pero como comentas que se te pueden hacer preguntas fuera de la
aeronáutica y el espacio pues te la propongo. ¿Qué es en concreto el pH de un
ácido? ¿Qué significa "porcentaje de hidrógeno"?

Un cordial saludo"

Por ese motivo hoy vamos a dedicar esta entrada a hablar un poquito del pH, ver qué es y cómo se calcula.

Seguro que todos tenéis en mente qué es un ácido. Por lo tanto sabréis que existen ácidos más fuertes que otros: no es lo mismo que te caiga vinagre encima de la piel que ácido sulfúrico. Pero, ¿cómo medimos si un ácido es más fuerte que otro? Para ello se creó la escala de pH. Dicha escala va de 0 (que serían los compuestos más ácidos) a 14 (que serían los compuestos más alcalinos). La alcalinidad podría decirse que es lo contrario a la acidez. Cuanto más alcalino es un compuesto, menos ácido es, y al revés. De esta manera podemos decir que el ácido clorhídrico tiene un pH cercano a 1, mientras que la sosa cáustica un pH próximo a 14. Una sustancia neutra tendría un pH igual a 7 (el punto medio de la escala).

Por ejemplo, cuando en los anuncios dicen que un jabón tiene un pH neutro 5.5, se están expresando mal. Un pH neutro por definición es de 7. A lo que se refieren es que el jabón tiene el mismo pH que la piel, y por lo tanto no será abrasivo. Pero, ¿qué es exactamente el pH?

pH viene de sus siglas en latín ("pondus Hydrogenii") que significa peso del Hidrógeno, por lo que, como apuntaba José Luis, tiene algo que ver con dicho elemento. En concreto, el pH mide la concentración de iones H+ que posee una disolución (como ya me conocéis, sabéis que no voy a poner ninguna fórmula). De modo que cuanto mayor sea la concentración de dichos iones, más ácida será la disolución y menor será su pH. Por ejemplo, una concentración de 0.01 M (la "M" significa Molar y es usada para medir concentraciones) equivaldría a un pH igual a 2, y por lo tanto a una sustancia bastante ácida. Un sustancia con una concentración de 0.0001 M (menor cantidad de iones), equivaldría a pH 4, con lo que se comprueba que se corresponde a una sustancia más alcalina. ¿Y cómo lo medimos?

Existen muchos métodos, unos más exactos que otros. El más sencillo, clásico e inexacto es utilizar el papel Tornasol. Dicho papel, al mojarlo con nuestra disolución cambiaría de color. Sin más que contrastar dicho color con una escala proporcionada nos indicaría el pH. Otro método consistiría en usar indicadores que al agregarse a la disolución la cambiarían de color al llegar a un pH determinado. Para ser exactos, el papel Tornasol no es más que papel impregnado de dichos indicadores. Finalmente encontramos el pH-metro. Este instrumento electrónico es mucho más preciso, ya que basa su medición en diferencias de potencial, en vez de cosas tan relativas como colores y comparaciones.

Espero haberos aclarado algunas dudas y si no, al menos haberos contado algo nuevo y siempre interesante.

No olvidéis que podéis enviar vuestras dudas a: los.porques@gmail.com

PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

Se debería distinguir entre pH y p[H]. Concretamente el pH mide la concentración de la actividad de iones Hidrógeno, es decir, su tendencia a interactuar con otras especies de la disolución. Mientras que, p[H] contemplaría unicamente la concentración pura y dura de los iones Hidrógeno.

¿Qué es el Fuego de San Telmo?

2010-05-17T07:00:00.001+02:00

A muchos de vosotros quizás ni os suene, pues casi ninguno lo hemos visto (yo al menos). Sin embargo, no deja de ser un hecho curioso de la ciencia y por eso he decidido crearle una entrada, a petición de Manuel.

El Fuego de San Telmo son unas descargas eléctricas que aparecen a veces en los mástiles de los barcos y el morro de los aviones, cuando atraviesan una tormenta eléctrica. Por lo que tengo entendido también pueden aparecer sobre picos de montaña, o incluso en las astas de las reses. A simple vista parece como si cayera un rayo (aunque la descarga es de bastante menor intensidad) de color blanco azulado. Este fenómeno no es nada nuevo, los marineros lo conocen desde la antigüedad, y fueron quienes le dieron ese nombre (San Telmo es el patrón de los marineros), ya que veían cómo sus mástiles parecían arder sin llegar a consumirse. Os pongo un fragmento de Moby Dick:

–¡Mire arriba! –dijo Starbuck de pronto–. ¡El fuego de San Telmo en lo alto del palo mayor!
En efecto, los brazos de las vergas estaban rodeados de un fuego lívido, y las triples agujas de los pararrayos lucían con tres lenguas de fuego. Los mástiles enteros parecían arder.

–¡Fuego de San Telmo, ten piedad de nosotros! –gritó Stubb.

Herman Melville, Moby Dick

Pero, ¿qué es lo que realmente ocurre?

Centrémonos en el caso de los aviones, por ejemplo. Al atravesar una tormenta, el avión está inmerso en medio de un campo eléctrico. Tanto las nubes, como el avión, tienen distinta carga, por lo que existirá entre ellos una diferencia de potencial. Cuando esa diferencia es muy alta, se produce la descarga sobre el morro del aparato, representada por el Fuego de San Telmo. Para que lo veáis con vuestros propios ojos, os dejo un vídeo de los mucho que hay por internet:

Así que ya sabéis, si alguna vez estáis en un vuelo y véis rayos azules cayendo sobre el aparato, no os asustéis y recordad a San Telmo!

PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

Cuando el avión está en una tormenta, el aparato está inmerso en medio de un campo eléctrico. La diferencia de potencial entre la tormenta y el avión empieza a crecer. Para adoptar una postura de menor energía, la tormenta "querría" liberar la carga acumulada sobre el avión, pero el aire (no conductor) se lo impide. Sin embargo, llega un momento en que dicha diferencia de potencial alcanza la ruptura dieléctrica del aire, ionizándose. En la ionización, las moléculas del aire se separan de sus electrones creándose un estado parecido al plasma. Este plasma es conductor por lo que la tormenta por fin puede descargar su energía sobre el avión, en forma de descarga eléctrica (Fuego de San Telmo). A continuación, empezaría el proceso nuevamente...

¿Por qué se pueden romper las copas cantando?

2010-05-09T19:43:00.004+02:00

Una noche, estábamos cenando en mi casa y mi amigo Víctor empezó a hacer sonar una copa de agua, mojando el borde y deslizando su dedo. En esto, comenzó a vibrar ligeramente y le pedí que parara porque la iba a romper. Él me preguntó por qué, a lo cual respondí: "Porque entra en resonancia". En esta entrada voy a explicar qué es la resonancia, por qué ocurre y cómo se puede evitar.

Seguro que muchos habréis visto alguna vez cómo una soprano rompe una copa de cristal sin más que cantar, o cómo la lavadora de tu casa "echa a andar" cuando llega al ciclo de centrifugado. La verdad es que la resonancia está en múltiples facetas de nuestra vida, y los ingenieros, conocedores del gran problema que supone, pasan bastantes horas ideando como evitarla. Pero... ¿qué es la resonancia?

Todas las cosas tienen una frecuencia (o varias), llamada frecuencia propia, natural o característica. Si se hace vibrar cualquier objeto a su frecuencia propia, la vibración se hace tan tan grande que llegaría a romperse. Se dice que ha entrado en resonancia. Esto es lo que ocurre con las copas. Las copas se rompen no tanto porque la soprano cante muy fuerte, sino porque es capaz de cantar a la frecuencia propia de la copa. Al cantar, el sonido que emite son ondas que poseen una frecuencia (cuanto más agudo, más alta). Al llegar el sonido a la copa, transmite esa frecuencia haciendo vibrar la copa. En el siguiente vídeo, se rompe una copa emitendo sonido con un ordenador y mostrando la freceuncia y amplitud de vibración en un osciloscopio.

Algo parecido ocurre con las lavadoras. Las actuales, ya han corregido ese problema, pero las antiguas, al llegar el centrifugado, el régimen de giro del tambor pasaba por la frecuencia propia, llegando a moverse. La solución casera era poner más peso encima. ¿Por qué? No se paraban porque pesaran más y les costara más moverse, sino porque al variar su masa se variaba la frecuencia propia sacándola del estado de resonancia.

Otro ejemplo típico que se pone siempre es la catástrofe del puente colgante de Tacoma Narrows, en el que el viento hizo que entrara en un modo de vibración que lo llevó a romperse. Sin embargo, a pesar de lo que se piensa, este puente no se rompió por entrar en resonancia, sino por algo conocido como flameo.

Para terminar un par de anécdotas:

- ¿Sabías que las tropas Nazis, antes de cruzar un punte, tocaban "rompan filas"? Era justamente para evitar que la frecuencia del paso de los soldados coincidiera con la frecuencia propia del puente y se derrumbara.

- Cuando quieres lanzar un satélite, Ariane o la NASA te piden específicamente que tu satélite no vibre a unas determinadas frecuencias. Esto es porque esas frecuencias se corresponden con las frecuencias propias del cohete, y tu satélite podría romperlo!!

Como habéis visto, la resonancia es un problema estructural bastante grave y más común de lo que a priori pudiéramos pensar.

PARA QUIEN QUIERA PROFUNDIZAR:

Todo estructura o aparato, posee una frecuencia (o varias), llamada frecuencia propia o característica (omega_0), que depende de su masa, su estructura, rigidez y distribución. Si se excitase dicha estructura a la citada frecuencia, la amplitud de la vibración crecería, debido a que absorbe la mayor energía posible, llegando a provocar el fallo estructural. Abajo dejo la gráfica correspondiente a un sistema de un grado de libertad excitado sin amortiguamiento (en condiciones ideales). Como se puede observar, cuando la frecuencia de excitación (omega) es igual a la frecuencia propia (omega_0), la respuesta se dispara a través de una asíntota. No he puesto la fórmula por no complicarlo más, pero lo que ocurre es que se anularía el denominador.
El flameo es un fenémeno aerolástico en el cual una estructura absorbe energía del fluido circundante, pudiendo llegar a ser incapaz de disiparla, ocasionando el fallo estructural.

¿Por qué titilan las estrellas?

2010-05-01T21:33:00.004+02:00

Esta entrada responde a una pregunta planteada por Plopinto:

"Una pregunta para un posible artículo.

¿Por qué cuando vemos las luces de una ciudad, de noche, desde lejos, se las nota tililar? Es decir ¿por qué no se ven fijas sino q parece q oscila el brillo? "

En vez de centrarme en las luces de una ciudad, vamos a ampliarlo a algo un poco más bonito como puede ser el titilar de las estrellas.

Si miramos por la noche al cielo estrellado (algo muy difícil desde las grandes ciudades hoy en día), observaremos cómo, de todos los puntitos blancos que plagan el cielo, muchos de elllos parecen temblar, como si tiritasen. Sin embargo otros, permanecen fijos... Normalmente, son las estrellas las que titilan, mientras que los planetas (del Sistema Solar) permanecen quietos, sin inmutarse. Y eso, ¿por qué?

Echemos un vistazo a las distancias de cada cuerpo. Mientras el planeta más cercano (Venus) se encuentra en su punto más próximo a "tan sólo" 39 millones de km, la estrella más cerca (Alfa centauri) está a 40 billones de kilómetros (un millón de veces más lejos!!). ¿Eso qué implica? La principal consecuencia es que el haz de luz de las estrellas es muy muy débil. Tan débil que termina siendo un diminuto puntito, un rayito de luz. Por el contrario, los planetas, mucho más cercanos, poseen un haz de luz de mayor grosor, llegando a verse como un círculo.

Al llegar a la Tierra, ese débil rayito debe atravesar las diversas capas de la atmósfera. Sin embargo, debido a las variaciones de temperatura, corrientes de aire y movimiento de las distintas masas de aire que componen la atmósfera, varía el coeficiente de refracciónde la misma. Por eso, ese rayito, es dispersado provocando que no llegue a nosotros de manera contínua, sino que parece como si parpadeara. Por el contrario, los planetas, como su haz es mucho mayor, no se ve alterado tanto y lo percibimos de manera contínua.

La verdad es que la atmósfera causa verdaderos problemas a los astrónomos, por eso, ellos prefieren realizar las observaciones desde el espacio, por medio de los telescopios espaciales (como el Hubble, por ejemplo). ¿Eso significa que desde el espacio las estrellas no titilan? ¡Exacto! Tanto los astronautas, como los telescopios espaciales, al estar fuera de la atmósfera, ven las estrellas como puntos fijos, sin temblar.

Con las luces de las ciudades, ocurre algo parecido. Al estar alejados y ser ellas tan débiles (en su mayoría provienen de farolas, coches, ...) parecen parpadear, cuando en realidad no lo están.

Espero haber aclarado tu duda con esta entrada. Agradecer a Plopinto haber propuesto esta interesante pregunta y animar al resto a pregunta sin miedo, que así aprendemos todos algo!

¿Por qué las cebollas nos hacen llorar?

2010-04-26T18:06:00.004+02:00

La eterna pregunta, ¿por qué las cebollas nos hacen llorar? En esta entrada responderemos a esta pregunta, averiguaremos quién es el culpable de tantas lágrimas y veremos algunos remedios caseros y su explicación. También, como viene siendo habitual, habrá tiempo para las curiosidades.

El tema es un poco complicado, así que a ver si consigo que no nos perdamos mucho. Para empezar, la cebolla contiene una molécula conocida comunmente como PRENCSO. Esta molécula a priori es inodora (no tiene olor), por eso la cebolla sólo huele mal después de cortarla. Al hacerlo, se rompen las células de la cebolla y se libera una encima llamada alinasa, que reacciona con la anterior molécula obteniéndose entre otras cosas una molécula llamada 1-ácido propenilsulfénico que es la que nos interesa y culpable del lagrimeo.

Esta molécula, reacciona con otra encima y pasa a estado gaseoso por lo que es capaz de propagarse por el aire y llegar a nuestros ojos. Una vez en nuestros ojos, reacciona con el agua que hay en ellos formando ácido sulfúrico. Así es, ¡¡¡se forma ácido en nuestros ojos!!! De ahí la sensación de picor. El ojo, que no es tonto, intenta deshacerse de este ácido, ¿cómo? Pues diluyéndolo. Para ello segrega agua en forma de lágrimas que baja la concentración del ácido y lo elimina. Ahora se entenderá por qué es contraproducente frotarnos con las manos cuando nos pica, ya que estaremos favoreciendo la llegada del gas y las moléculas perjudiciales.

Si preguntáis a las madres y abuelas, os contarán multitud de remedios caseros. Veamos su explicación:

- Congelar las cebollas: Al bajar la temperatura de la cebolla, lo que se consigue es ralentizar la reacción química de las encimas, impidiendo el anterior proceso.

- Cortarla bajo el grifo: Al cortarla bajo el agua, ésta va a reaccionar con la molécula antes de que llegue a tus ojos.

- Usar gafas...: Cualquier barrera física (gafas, alejarse las manos...) que dificulte que el gas llegue a nuestros ojos, disminuirá el picor.

Para terminar, ¿por qué huele mal la cebolla? Ya hemos dicho que sólo huele mal después de cortarla. La culpa de ese olor la tienen los compuestos sulfurados (los que tienen azufre, no es que estén enfadados, jeje), que le darían ese olor característico. Entre ellos, aparte del ácido sulfúrico anterior, estarían el dipropildisulfuro y el alilpropildisulfuro.

No quisiera finalizar sin dar especialemente las gracias a Paloma, de quien es la mayor parte del artículo, y a la revisión que han hecho Edu y Rebeca.

PARA QUIEN QUIERA PROFUNDIZAR:

En la entrada, y debido a lo aparatosos que son los nombres en química orgánica, no he profundizado mucho en las moléculas ni en las reacciones que intervienen. Por si alguien tiene interés, aquí dejo los compuestos exactos y las reacciones que tienen lugar durante todo el proceso.

Primeramente vendría la descomposición de la trans-(+)-s-(1-propenil)-cisteina-sulfoxido (conocida como PRENCSO) al reaccionar con la alinasa para dar amoniaco, ácido pirúvico y la 1-ácido propenilsulfénico. Ésta última reacciona con la encima LF sintasa, para formar la molécula en estado gaseoso propanotial – S óxido, que es la culpable de la irritación.

Esta molécula viajaría a través del aire, y al llegar a nuestros ojos, reacciona con el agua de nuestros ojos para dar ácido sulfúrico, ácido sulfhídrico y propanal. Finalmente, sería el ácido sulfúrico el que irritaría nuestros ojos produciendo picor.

Fuentes:

http://www.uv.es/jaguilar/curioso/cebollas.html
http://www.food-info.net/es/qa/qa-fp133.htm

¿Por qué no dejan que vuelen los aviones por el volcán?

2010-04-20T18:09:00.003+02:00

En un comentario Paloma hacía la siguiente pregunta:

¿Por que no dejan volar a los aviones (aunque sea a alturas mas bajas) para evitar lo de la nube del volcán de Islandia?
¿Qué va a pasar con ese "humo-polvo"? ¿bajará alguna vez?

Como muchos os habréis enterado por las noticias, el tráfico aéreo está paralizado en media Europa debido a la erupción de un volcán situado en Islandia con un nombre impronunciable: Eyjafjallajokuel. ¿Y por que no pueden volar los aviones?

El problema está en que junto con los gases volcánicos, se expulsan también diminutas partículas, tan pequeñas que son indetectables por el weather radar (del que hablamos en una entrada pasada). Estas partículas, compuestas por silicatos, tendrían los siguientes efectos nocivos para el motor (adjunto un esquema de un motor a reacción para que no os perdáis):

El mayor problema ocurre cuando dichas partículas se funden debido a las altas temperaturas del motor, adhiriéndose a las paredes internas del mismo o a los álabes de la turbina. Esta pequeña masa adherida no sólo causa significativas vibraciones (la turbina está constantemente girando) sino que varía el paso de secciones críticas del motor (como puede ser el área de garganta) disminuyendo notablemente la eficiencia del mismo llegando a romperlo.

Por otro lado, no deja de ser un bombardeo de "piedrecitas" contra el motor. Este bombardeo se produce a más de 1000km/h, dañando el difusor (toma de entrada) y los álabes del compresor. Además, dañaría el fuselaje y los bordes de ataque de las alas.

Cuando ha pasado esto, lo que ocurrió fue que se pararon todos los motores. En estos casos se procede a un aterrizaje de emergencia, planeando hasta el aeropuerto más cercano (¡sí, los aviones planean!). En uno de ellos se consiguió reencender los motores, pero se aterrizó en cuanto se pudo. Esto, aparte de ser un riesgo para los pasajeros, es un gran costo para las compañías aéreas, que tuvieron que reemplazar los motores, que son la parte más cara del avión.

¿Por qué no se vuela a un nivel de vuelo menor? La verdad es que no lo sé muy bien. Supongo que las nubes se habrán dispuesto a diferentes alturas, y por lo que he leído en los periódicos, alguna de ellas está a 6000m, lo cual es bastante bajo. Lo que está claro es que si hay una nube a 6000m, no se podrá volar a una altura mayor ya que habría que atravesarla (bien en el despegue, bien en el aterrizaje) siendo esto un riesgo para la seguridad de la aeronave.

Respecto a cuando se dispersará la nube, la verdad es que los expertos no se ponen de acuerdo. Lo cierto es que a penas pueden predecir cuando van a terminar las erupciones, por lo que mucho menos el tiempo que permanecerán las partículas en suspensión. De hecho, por lo que he podido leer, si las partículas se establecieran a una altura superior a los 13000m, donde no hay lluvia alguna que limpie la atmósfera, podrían permanecer allí durante años. Aunque eso al tráfico aéreo no le causaría tantos problemas. Por otro lado se auguran nuevas erupciones, por lo que quizás, más que nunca, podríamos decir que el futuro es incierto.

¿Por qué los aviones soportan rayos?

2010-04-17T11:30:00.006+02:00

Ayer me encontré con el siguiente titular:

"Un rayo impacta en el avión del Atlético en pleno vuelo"

Como buen colchonero al principio te preocupas un poco, sin embargo, como aeronáutico sabes que no hay ningún peligro. Por lo que, así es amigos!, los aviones soportan rayos. Pero, ¿cómo lo hacen?

La primera idea que se nos viene a la cabeza es poner un pararrayos que absorba dicha energía (el rayo). Pero para eso haría falta una toma de tierra, y además equipos de altísimo peso, cosa prohibitoria en esta industria.

La filosofía utilizada es no oponerse al rayo, ya que si te enfrentas a él, llevas todas las de perder. Hay que evitar ante todo que el rayo atraviese la cabina, llevándose por delante a algún pasajero. De esta manera lo que se intenta es que el rayo bordee el avión a través de su fuselaje. Esto se consigue dejando que sea el propio rayo el que encuentre el camino más fácil (de menor resistencia) a través de las cuadernas del fuselaje aislando el interior de cualquier carga. Este efecto es conocido como Jaula de Faraday. Normalmente (como se ve en la foto) el rayo suele entrar por el morro (donde se sitúan las antenas y equipos electrónicos), bordea la cabina y termina saliendo por cola a través de los descargadores de electricidad estática (normalmente utilizados para quitar dicha electricidad antes del aterrizaje).

Como curiosidad deciros que uno de los problemas por los que se está retrasando el futuro avión de Boeing (Boeing 787 "Dreamliner") tiene que ver con esto. Los chicos de Boeing decidieron fabricar el fuselaje entero de materiales compuestos (que no son metálicos), y que en caso de impactar un rayo, no lo conduciría por su exterior, sino que directamente atravesaría la cabina de pasajeros. Solución: recubrirlo de una maya metálica.

Otra curiosidad, y para que veáis cómo en la industria aeroespacial se piensa en todo y se hacen los vehículos más seguros del mundo, es el caso del Apollo XII. Previamente, el Apollo XI había conseguido llevar al primer hombre a la Luna, y se suponía que este vuelo iba a ser más rutinario sin embargo pudo acabar en una gran catástrofe. Durante su lanzamiento, el cohete Saturno (que transportaba la nave Apollo) fue alcanzado por un rayo (concretamente generó su propio rayo debido a la fricción con el aire). Inmediatamente saltaron todas las alarmas principales abordo y nadie en Houston sabía qué había pasado. Todos los sistemas electrónicos se volvieron locos, no tenían suministro eléctrico y la nave carecía de sistema de vuelo ni navegación: literalmente estaban volando a ciegas. Fue un joven ingeniero (John Aaron) quien propuso a mando de vuelo ejecutar un comando desconocida por casi todos. Era tan desconocido que el comandante abordo al escuchar la orden dijo: "What the hell is that?" Afortunadamente, el novato astronauta Alan Bean sabía donde estaba el interruptor. Dicho comando era SCE to Aux, que hacía que se ejecutara el Signal Conditioning Equipment (SCE) en modo auxiliar pudiendo funcionar con los míseros 24 voltios que disponían.

Aquí os dejo un vídeo de la serie "From the Earth to the Moon" donde se narra este angustiante momento.

Como habéis visto, los aviones son el medio de transporte más seguro del mundo y están hechos a prueba de todo: llegando hasta el punto de que ni un rayo lo tumba. Por cierto, se calcula que todo avión es alcanzado por un rayo cada 1000h de vuelo!

¿Por qué hace frío cuando salimos de la ducha?

2010-04-12T11:02:00.004+02:00

Haga frío o haga calor, estemos en verano o en invierno, la realidad es que cuando salimos del agua hace frío. Podemos estar en la playa a 40º, que cuando salgamos del agua, tendremos frío. ¿Y eso por qué?

Esta claro que la única diferencia es que estamos mojados, por lo que algo tendrá que ver el agua. Pero... ¿por qué por estar mojados pasamos frío? Como muchos sabéis, el agua se evapora a "cualquier temperatura". Sólo hay que ver cómo un charco de agua de la calle desaparece al día siguiente. Y no es porque haya 100º C ni mucho menos (¡eso sería hervir!), sino porque el agua coge el calor del ambiente y obtiene la suficiente energía como para evaporarse.

Pues lo mismo pasa cuando salimos de la ducha. Las gotas de agua sobre nuestro cuerpo intentan evaporarse, y ¿de donde sacan la energía? Pues de nosotros. Nuestro cuerpo está constantemente emitiendo calor, y las gotas de agua nos roban ese calor, produciéndonos sensación de frío. Por eso, al secarnos, desaparece el frío. Al quitarnos el agua de nuestro cuerpo ya no hay ninguna gota que nos robe calor y volvemos a estar tan "agusticos" a nuestra temperatura.

¿Por qué los aviones son blancos?

2010-04-06T16:43:00.004+02:00

Es algo tan normal, que seguro que muchos ni os lo habréis planteado, pero sabéis ¿por qué los aviones son blancos? o simplemente ¿por qué se pintan?

En el sector aeronáutico tenemos una premisa: cuanto menos pese mejor. Un kilo de más en un avión supone muchísmo dinero a una compañía aérea. Pensad que los aviones están continuamente en el aire, y ese kilo extra al cabo de tantos y tantos kilómetros recorridos termina costando mucho dinero. Recuerdo cómo un profesor de la escuela nos contaba cómo presenció auténticas peleas por un sobrepeso de tan sólo 2kg. Entonces, ¿por qué añadir 200kg de pintura a un avión? ¿Por qué no dejar la chapa sin pintar?, aunque sea más feo.

Está claro que si se añade tanto peso al avión en pintura es por algo. La principal causa es que la pintura sirve de protección contra la corrosión, evitando el desgaste del fuselaje y alas. Pero... ¿por qué blanco?

Se pintan de blanco principalmente por dos razones. La primera para ser vistos más fácilmente. De día, y por supuesto de noche, el blanco permite distinguir a los aviones a una mayor distancia que si estuviera pintado de cualquier otro color. Como anécdota contaros que en muchos aviones caza, se pinta la panza de color azulado y la parte superior del fuselaje de camuflaje. Así se consigue que sea más difícil detectarlos.

La segunda razón, y no menos importante, es para disminuir su temperatura. Durante el vuelo, el avión sufre un incremento de temperatura no sólo debido a la radiación solar, sino también al rozamiento con el aire. Tened en cuenta que, a pesar de que se muevan por el aire, van muy rápido, y la fricción con el aire hace que se calienten. El blanco absorbe menos el calor y refrigera más el fuselaje. Otra anécdota más: En el Concorde, que volaba a Mach 2, este efecto era tan importante que era obligatorio que el avión estuviera pintado de blanco, ya que si no, los materiales se deformarían. Creo que la única excepción fue cuando se usó como cartel publicitario de Pepsi.

En la actualidad, muchos aviones se pintan a gusto del cliente, pero la recomendación sigue siendo dejar el avión lo más blanco posible. ¡Sólo tenéis que verlo!

Parón de Semana Santa

2010-03-26T16:42:00.002+01:00

Queridos amigos,

solamente anunciaros que tendremos un parón con motivo de las vaciones de Semana Santa, pero que a la vuelta volveremos con un montón de curiosidades, anécdotas e incógnitas. Quisiera animaros a todos a que no os cortéis y preguntéis todo aquello que os intriga u os fascina, que entre todos seguro que satisfacemos vuestras curiosidades.

También aprovecho para dar dos noticias. Como habréis notado, el nivel y rigor de las últimas entradas ha descendido mucho respecto a las primeras. Decidí hacerlo así ya que muchos me comentásteis que, a pesar de que lo explicara todo con el lenguaje más sencillo posible, había cosas que no se entendían. Cuando hice el blog, mi objetivo era que cualquier persona sin conocimientos de ciencias, pudiera entender todo lo explicado. Por eso decidí "bajar" un poco el nivel. A pesar de eso, y para quien lo deseara, en los comentarios he usado un lenguaje y términos un poco más avanzados. Para intentar satisfacer a todos por igual, he decidido añadir, siempre que sea posible, una "explicación" más científica al final de cada entrada. Con esto espero cubrir las necesidades de todo el mundo, ya que había gente que se quedaba con ganas de una explicación un poco más en profundidad.

La otra noticia es que he decidido crear una sección dedicada a los falsos mitos de la ciencia. A lo largo de las distintas entradas, ha habido ocasiones en que os he comentado falsas creencias o explicaciones que pululan por ahí. La idea es agruparlas e intentar desmitificarlas.

Un saludo y hasta la vuelta!!

¿Cómo se mide la velocidad del viento?

2010-03-23T11:28:00.005+01:00

Esta pregunta fue planteada por Pablo, y me pareció muy interesante.

Para medir la velocidad del viento, los meterólogos utilizan unos aparatos llamados anemómetros. Como en todo, según sea la precisión que se requiera se utilizarán de un tipo o de otro. Veamos qué clases de anemómetros existen.

El más sencillo y más “clásico” es el anemómetro de copelas. Seguro que muchos los habéis visto alguna vez. Su funcionamiento es muy sencillo: el viento hace girar unas cazueletas y se mide la velocidad con la que giran mediante un dispositivo digital o magnético. Este tipo de anemómetros, aunque tienen menor precisión, son los de más amplio uso debido a su sencillez y coste.

Si se requiere una medición más detallada y precisa, es decir, una medición que detecte los más mínimos y repentinos cambios de viento, se debe utilizar un anemómetro de filamento caliente. En estos anemómetros, se expone un hilo metálico, por el que circula una corriente eléctrica, al viento. Según sea la velocidad del viento, este filamento se enfriará más o menos, haciendo variar la resistencia eléctrica del hilo. Dicha variación se puede medir, obteniendo la velocidad del viento. Este tipo de anemomómetros están especialmente indicados para vientos turbulentos.

De mucha mayor precisión son los llamados anemómetros sónicos. Estos anemómetros se basan en que la velocidad del sonido en el aire depende de la velocidad del viento. Por lo que midiendo el tiempo que tarda una onda en recorrer una distancia conocida, se puede conocer la velocidad del viento.

Por último están los anemómetros laser Doppler. En ellos el anemómetro emite un rayo laser que será dispersado por las moléculas de aire. Dicho rayo es conducido nuevamente al anemómetro, el cual medirá la variación de la frecuencia, que es proporcional a la velocidad del aire. Este tipo de anemómetros se usan sobre todo en mediciones de velocidades de partículas en fluidos.

Espero con esto haber respondido a tu pregunta y saciado tu curiosidad. No dejéis de preguntar!!

¿Cómo se tira con efecto?

2010-03-18T19:10:00.006+01:00

Esta pregunta fue propuesta por Carlos.

No sé si seréis aficcionados al fútbol, pero seguro que habréis visto muchas veces cómo, en una falta, la pelota en vez de ir recto, hace una curva muy pronunciada saltándose la barrera. Esto coloquialmente se conoce como darle con efecto o con rosca. Pero, ¿por qué ocurre esto? y ¿cómo lo hacen los futbolistas?

Los futbolistas, a la hora de dar a la pelota, en vez de pegarla en el centro, la dan ligeramente por un lado. De esta manera consiguen que la bola gire sobre sí misma mientras viaja por el aire. ¿Y eso qué tiene de particular?

Lo que se consigue así es que haya una lado de la pelota en el que el aire gire más rápido que en el otro. Esto es debido a que en un lado, el giro del balón mueve el aire en sentido contrario a la corriente principal, frenándola. Mientras que en el otro, el giro del balón acelera el aire.

Seguramente, llegados a este punto, alguno ya intuirá el final de la película. Si recordáis la entrada ¿Por qué vuelan los aviones?; debido al principio de Bernoulli, esta diferencia de velocidades se traduce en un gradiente de presiones, que produce una fuerza que desvía el balón, haciendo que éste describa una curva. Todo esto se conoce como Efecto Magnus.

Como curiosidad final, contaros que el Efecto Magnus también está presente en otros juegos como el golf, donde la pelota esta vez, crea una fuerza ascendente que eleva más aún la pelota del suelo (como hace la sustentación con los aviones...).

¿Por qué siempre vemos la misma cara de la Luna?

2010-03-15T14:45:00.001+01:00

(Esta pregunta fue planteada por Guille, aunque seguro que es común a muchos de nosotros)

A lo mejor nunca os habéis fijado o quizás lo habéis oído alguna vez, pero el hecho es que la Luna siempre nos muestra la misma cara. Por mucho que paseen los días y meses, la imagen que vemos de la luna no cambia casi nada. No fue hasta 1959, gracias a la nave soviética Luna 3, que conseguimos ver la otra parte que nos faltaba. ¿Y esto por qué es? ¿No giraba la Luna sobre sí misma?

Lo que ocurre es que el tiempo que tarda la Luna en dar una vuelta alrededor de la Tierra y el que tarda en dar una vuelta sobre sí misma coinciden!! Sé que es difícil de imaginar, así que os propongo que hagáis una prueba. Poned una silla en medio del salón, ésta hará las veces de la Tierra. Ahora intentad dar vueltas alrededor de ella, pero de manera que siempre estéis mirándola (de cara a ella). Para cumplir esto, os veréis forzados, además de a dar vueltas alrededor de la silla, a dar vueltas alrededor de vosotros mismos. La gracia está en que el periodo de ambos movimientos será el mismo!! Aquí os dejo un vídeo donde le ocurre este efecto a un cuerpo (interior) y a otro no (exterior):

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tidal_lock.gif

¿Y esto es casualidad? La verdad es que no. De hecho en el sistema solar le pasa a varios satélites, como por ejemplo a Deimos, una de las lunas de Marte. El fenómeno se conoce como acoplamiento de marea. La causa es que cuando la Luna era una masa líquida, debido a la atracción terrestre, se originaron mareas que cambiaran su forma, alargándola ligeramente. Al cambiar su forma, la velocidad de rotación de la Luna se frenó poco a poco hasta que coincidieron ambos periodos orbitales.

Por eso, salvo unos pocos privilegiados (los astronautas del programa Apollo), nadie ha visto con sus propios ojos la cara oculta de la Luna.

¿Cómo funciona el alerón de McLaren?

2010-03-13T10:48:00.011+01:00

Ayer, mi amigo y frecuente comentarista de este blog, Víctor, me preguntó cómo funcionaba el controvertido alerón trasero de McLaren que tanto ha dado que hablar. Voy a intentar explicaros brevemente qué es lo que pasa y cómo funciona este alerón.

Si recordáis la entrada de ¿Por qué vuelan los aviones?, os explicaba que un ala generaba más sustentación cuanto más rápida fuera. En los fórmula 1, lo que se hace es lo contrario, se colocan alas invertidas para que la sustentación vaya hacia abajo pegando el coche al suelo. Así se consigue mayor adherencia y se pueden tomar las curvas mucho más rápido. El problema empieza en las rectas, donde no se necesita tanta adherencia y estos alerones incordian ofreciendo resistencia y frenando el coche.

Lo que han hecho los ingenieros de McLaren es desviar un flujo de aire (a través de la "aleta de tiburón") que incida en la parte inferior del alerón y haga que el perfil entre en pérdida. Al entrar en pérdida el alerón, aerodinámicamente "no existe", lo que reduce la resistencia.

Sin embargo, el reglamento de la fórmula 1 prohibe partes móviles en el coche. Entonces, ¿cómo hacer para que el alerón funcione en las curvas y entre en pérdida en las rectas? Otra vez, chapó por los ingenieros. Han dispuesto un canal por el interior del coche, con una abertura o dispositivo (no se sabe aún cómo es) que el piloto taparía con su rodilla controlando el paso o no de flujo de aire hacia la parte trasera. La entrada de dicho canal ha resultado ser la enigmática toma que había delante de la cabeza de los pilotos.

Por mucho que me fastidie, me parece correcto que se haya aceptado este alerón. A mi parecer los ingenieros de McLaren han sido muy inteligentes y han sabido, en palabras del Sargento Highway, improvisar un alerón completamente nuevo, adaptarse a la normativa y vencer.

¿Por qué está frío el desodorante?

2010-03-08T20:04:00.005+01:00

¿Quién no ha maldecido alguna mañana entre legañas porque el desodorante estaba helado?

Seguro que todos, pero ¿alguno se ha preguntado el porqué? Porqué haga frío o calor, estemos en verano o en invierno, el condenado siempre sale frío.

La causa de esta desgracia la tiene el efecto Joule-Thomson. Dentro del desodorante lo que tenemos es: un gas, normalmente isobutano, propano o butano (por eso se pueden hacer lanzallamas con el desodorante!!); y en una menor parte el desodorante propiamente dicho. Dicho gas está comprimido a alta presión de manera que quepa en un envase tan reducido. Al apretar, este gas sale al exterior (véase tu axila) donde la presión es menor (esto en física se llama expansión). Pero esta expansión se realiza a través de una sección muy estrecha: la válvula.

Joule-Thomson dice que para la mayoría de los gases y las condiciones iniciales, en esta expansión la temperatura baja!! Lo gracioso de este asunto es que todos nosotros hacemos uso de este principio sin darnos cuenta. ¿A que a nadie se le ocurre, cuando un plato de comida está caliente, soplar con la boca muy abierta? Todos lo hacemos con los labios casi cerrados. Esto es poque la temperatura del aire que echamos es menor. ¡Probadlo! Poner la mano delante de la boca y lo comprobaréis. Como curiosidad, deciros que una consecuencia de este efecto se usa para enfriar las neveras.

Para los que quieran profundizar un poco más en la explicación os dejo el siguiente artículo donde viene toda la demostración:

http://www.unizar.es/departamentos/fisica_mat_condensada/people/juanjo/tecnicasI/P4.pdf

¿Por qué la sal derrite la nieve?

2010-03-06T15:30:00.005+01:00

Seguro que todos habréis visto este invierno cómo por las mañanas aparecían todas las calles llenas de sal. Si preguntásteis a alguien os diría que por la noche el ayuntamiento la echa para derritir la nieve. Esto no es del todo cierto, pero veamos qué es lo que pasa.

Si al agua le echáis sal o cualquier otro componente, y la disolvéis, ésta bajará la temperatura de solidificación del agua (temperatura a la que se congela). Esto principio se conoce como descenso crioscópico. De esta manera, si conseguimos bajar la temperatura de solidificación hasta -10ºC y fuera hace -5ºC, el agua no se congelará ni formará hielo.

Llegados a este punto, me podríais decir:"Entonces la sal no derrite, sino que impide que se congele". Y otro podría añadir:"Pero lo que hay en las calles es nieve o hielo, no agua líquida para disolver la sal". Aparte de la gran afinidad que poseen los iones de la sal por el agua, en la practica lo que se hace es echar una mezcla de sal y sosa. De modo que primero la sosa derrite la nieve, y una vez que tenemos agua líquida, la sal se disuelve impidiendo que se vuelva a congelar. (Por este motivo ni se os ocurra nunca probarla, ya que la sosa os agujeraría el estómago!!)

Para terminar, quisiera agradecer a Guille que propusiera esta pregunta y animar a todos a no cortaros y preguntar todas las curiosidades que se os ocurran.

¿Por qué se usan cuchillas para patinar sobre hielo?

2010-02-26T16:21:00.007+01:00

Mucha gente cree que los patinadores sobre hielo usan cuchillas porque, al ser muy delgadas, reducen el rozamiento, pudiendo así deslizarse por el hielo. La verdad es que el rozamiento que sufren los patinadores sólo depende de su peso y de un numerito llamado coeficiente de rozamiento, que depende únicamente del hielo y el tipo de metal. Por este motivo daría igual que patinaran sobre una cuchilla o sobre una plancha de metal, el rozamiento sería el mismo.

La explicación que se suele dar está basada en la fórmula de Clausius-Clapeyron. Según esta fórmula, la temperatura a la que el hielo se funde depende de la presión que sufre, de forma que cuanta más presión tenga el hielo, menor es su temperatura de fusión y antes se funde. Y ¿Cómo se conseguiría aumentar la presión? Pues reduciendo el área, sobre la que actúa nuestro peso. De esta manera, apoyándonos sólo sobre la fina hoja de la cuchilla, se aumenta la presión y el hielo se funde. Al fundirse, nos deslizamos sobre agua, no sobre hielo, cosa que es mucho más fácil. Por esta razón es por la que se usan raquetas para andar por la nieve: de modo inverso se aumenta el área para que la presión sea menor y no nos hundamos en ella.

Podéis hacer un pequeño experimento en casa para comprobar este efecto. Coged un hilo, tensadlo y haced fuerza contra un cubito de hielo durante unos segundos. El hielo se fundirá debido a la presión. Después dejadlo posado sobre el cubito, pero sin hacer fuerza. Ahora el agua formada previamente comenzará a solidificarse alrededor del hilo. Tras unos segundos, el hilo quedará insertado en el cubito y lo podréis levantar sujetándolo por el hilo. No he encontrado el vídeo exacto, pero os dejo uno en el que se ve este efecto (no hagáis caso a la explicación final).

Sin embargo Clapeyron, sin dejar de ser cierto, no es suficiente para justificar la fusión y el deslizamiento. Si hacemos números, saldría que para conseguir que se fundiera el hielo debajo de nosotros tendríamos que pesar más de 120kg!! Lo que en realidad ocurre es que el hielo se funde por fricción (por el calor desprendido de la fricción) y no por el efecto de la presión. Además, según he podido saber, el uso de cuchillas está indicado para facilitar los giros (del mismo modo que se usan patines en línea).

¿Por qué hace calor en verano?

2010-02-22T15:52:00.009+01:00

Seguro que mucha gente respondería diciendo que como la órbita de la Tierra alrededor del Sol no es circular sino elíptica, hay meses en los que ésta está más cerca del Sol (verano) y otros en los que está más lejos (invierno).

Pues bien, sí que es cierto que la órbita de la Tierra sea elíptica, pero la verdad es que este efecto es despreciable. De hecho, la órbita de la Tierra es casi circular, su excentricidad sólo vale 0,017 (una circunferencia tiene excentricidad 0 y las elipses entre 0 y 1). Entonces... ¿por qué en verano hace calor y en invierno frío?

La respuesta es porque los rayos del Sol inciden con distinto ángulo. Mientras que en verano los rayos caen más perpendiculares sobre nuestro hemisferio, en invierno caerían más de "refilón". Al incidir más perpendiculares son reflejados y filtrados en menor medida por la atmósfera, calentando mucho más. Y esto, ¿por qué pasa?

Esto se debe a que el eje de giro de la Tierra está inclinado unos 23º sobre el plano que forma la Tierra al girar alrededor del Sol, llamado eclíptica. Por este motivo hay meses en los que los rayos inciden más perpendicularmente sobre el hemisferio Norte y otros sobre el Sur. Como curiosidad que sepáis que debido a esta inclinación en los polos los días y las noches duran 6 meses cada uno!!

Para terminar, os dejo un video, que estas cosas siempre se quedan mejor si uno lo ve en movimiento:

¿Por qué no se puede superar la velocidad de la luz?

2010-02-22T11:57:00.006+01:00

En esta entrada voy a intentar explicar un poco qué es la velocidad luz y porqué no se puede superar en el vacío. Vaya por delante que no voy a entrar en detalle ni complicar mucho el tema profundizando en las diversas teorías que hay. Como siempre, mi intención es divulgar y dar unas sencillas pinceladas para que todo el mundo tenga unas nociones básicas del tema.

Para empezar, vamos a ver qué es la velocidad de la luz y cómo se comporta. Imaginemos que un tren va a 100 km/h y hay dos personas encima de él, una en la cabeza y otra en cola. En esto, la persona de cola le tira una pelota al que va delante con una velocidad de 20 km/h. Si preguntáramos a un viandante qué velocidad tiene cada cuerpo te dirá que mientras que las personas van a 100 km/h, la pelota va a 120k/h (100+20). Hasta aquí todo correcto.

Pero imaginemos que ahora el tren viaja muy rápido, cercano a la velocidad de la luz (que por cierto se denomina “c”), por ejemplo a 0.9c (90% de la velocidad de la luz) y el de cola lanza la pelota muy rápido, tanto que la pelota casi alcanza la velocidad de la luz, 0.9c también por ejemplo. Si os preguntara qué velocidad tiene la pelota respecto al suelo, seguro que me diríais 1.8c (0.9+0.9). La gracia está en que con velocidades cercanas a la luz eso no funciona. De hecho, si en vez de una pelota “lanzara” luz (iluminando con una linterna, por ejemplo), la velocidad de la luz medida por el viandante y por el que está subido en el tren será siempre la misma, aunque uno se esté moviendo. ¡La velocidad de la luz es constante! ¿Cómo puede ser?

Si la velocidad es espacio recorrido entre tiempo tardado, para que la velocidad de la luz sea constante independientemente de donde estemos situados, el espacio y el tiempo deberán “adaptarse”, “deformarse”, para que la relación entre ellos siempre valga lo mismo. El tiempo no está separado del espacio, sino que se combina con él. ¿Cómo se sabe que la velocidad de la luz es constante? Pues por experimentos, concretamente el más famoso e importante fue el de Michelson y Morley (para muchos, el experimento más importante de la historia de la ciencia).

¿A qué velocidad viaja la luz? Pues a casi 300.000 km/s en el vacío (luego lo comentaremos). Para que os hagáis una idea, en un avión solemos ir a tan sólo unos 0,3 km/s!! ¡¡Un millón de veces más lento!! ¿Y qué es eso de los años luz? Pues a diferencia de lo que muchos piensan, es una medida de distancia y no de tiempo. Es la distancia que recorreríamos si viajáramos a la velocidad de la luz durante un año. Haciendo unos cálculos, unos 9.460.000.000.000 km. Como curiosidad, la estrella más cercana se encuentra a 4,3 años luz.

¿Por qué no se puede superar la velocidad de la luz en el vacío? Permitidme que ponga la famosa ecuación de Einstein E=mc^2. Esta ecuación establece una relación entre la energía y la masa, por lo que la energía que un objeto adquiere al acelerarse, se añade a su masa, incrementándola. Así que cuanto más rápido vaya un objeto, más difícil será acelerarlo (tiene más masa). Al llegar a la velocidad de la luz, la masa crecería tanto tanto que se haría infinita y, por la ecuación anterior, habría hecho falta una cantidad infinita de energía. Lo cual no tenemos.

Para terminar algunas curiosidades:
-La velocidad de la luz es constante en el vacío, pero en el aire, agua y otros medios, se frena, pudiéndose llegar a ir más rápido que ella.
-Si una nave viajara a velocidades cercanas a la luz, el tiempo dentro de ella va muchísimo más lento que lo que iría en la Tierra.
-El tiempo va más lento cuanta más gravedad haya. Por lo tanto, irá más lento en la superficie solar que en la Tierra y más rápido cuanto más alto estemos (la gravedad es menor).
-La teoría de la relatividad no dice que no se pueda ir más rápido que la luz, sino que no se puede cruzar la barrera de la luz, ni por arriba ni por abajo. Es decir, si algo fuera más rápido que la luz, por ejemplo un taquión (partícula hipotética de “masa imaginaria”), jamás podrá ir más lento que ella.

¿Por qué flotan los astronautas?

2010-02-16T17:38:00.008+01:00

Seguro que mucha gente respondería a esta pregunta diciendo: "Pues porque no hay gravedad". A lo cual les respondería que es falso. En el espacio existe la misma gravedad, o casi, que en la Tierra. En esta entrada voy a intentar explicar un poco la ingravidez, gravedad cero y microgravedad. Como muchos sabréis, la gravedad en la superficie de la Tierra es de 9,81 m/s2. Éste, es un valor medio, ya que la gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia al centro de la Tierra, por lo que la gravedad no es la misma en el ecuador que en los polos. Llegados a este punto uno podría aventurarse y concluir: "¡Ya está! Como el espacio esta muy lejos, allí la gravedad vale casi cero". Bien, el espacio está lejos, pero no tanto. Es más, no sólo la gravedad terrestre llega hasta el espacio, sino hasta la Luna y más allá!

Desde hace años. los únicos viajes realizados por los astronautas han sido a la Estación Espacial Internacional, que como mucho llega a estar a una altura de 425 km sobre la Tierra. Bien, pues si calculamos la gravedad que existe a esa altura resulta de 8,68 m/s2. ¡¡No ha variado casi nada!! Entonces... ¿por qué flotan?

La respuesta es porque siempre están cayendo. Seguro que alguna vez os habéis tirado por una de esas atracciones que te dejan caer desde muy alto, y por unos segundos flotas en el aire. Algo parecido es lo que ocurre con los astronautas. La figura de arriba es de los famosos "Principia" de Newton de 1687. Imaginemos que estamos en lo alto de una montaña y tiramos una piedra. Ésta llega por ejemplo hasta el punto D. Si la tiramos más y más fuerte llegará hasta el E, F y G. Pero habrá un momento en el que la tiraremos tan tan fuerte (rápido) que la piedra dará una vuelta a la Tierra e incluso se quedará dando vueltas indefinidamente. Eso es lo que pasa con los astronautas, están en unas condiciones de velocidad y altura que están continuamente cayendo hacia el "borde de la Tierra".

No es que no sufran la gravedad, sino que están cayendo continuamente. De hecho, si así fuera, se escaparían y alejarían de la Tierra. Por ese motivo se suele hablar de microgravedad y no de gravedad cero. Espero haberos aclarado un poco qué es lo que en realidad ocurre allá arriba.

¿Por qué flotan los barcos?

2010-02-11T09:24:00.000+01:00

Siempre me asombra ver cómo barcos gigantescos de toneladas y toneladas, son capaces de flotar, mientras que un simple trozo de metal se hunde hasta el fondo del mar.

Al igual que pasaba con los aviones, los barcos flotan porque existe una fuerza (llamada Empuje) que les "empuja" hacia arriba evitando que se hundan.

El Empuje fue descubierto por Arquímedes, y viene a decir que un cuerpo sumergido en un fluido, sufre una fuerza en sentido ascendente igual al peso de la masa de fluido desplazada. Es decir, que el empuje es proporcional a cuanta agua desplacemos, o lo que es lo mismo, al volumen de agua que ha sido ocupado por nuestro barco.

Por este motivo, al poner un barco en el mar, al principio se hunde, pero a medida que se va sumergiendo, desplaza más agua y el empuje aumenta. Llegará un momento, que el empuje habrá equilibrado el peso del barco y éste deje de hundirse.

¿Eso quiere decir que un barco pesa lo mismo que el agua que ha sido desplazada debajo de él? En efecto, por mucho que el barco esté hecho de acero, por dentro está lleno de aire, y su peso es el mismo que la masa de agua que había antes en el mar y ahora ha sido ocupada por el barco.

¿Por qué vuelan los aviones?

2010-02-11T09:23:00.001+01:00

¿Quién no se ha planteado alguna vez esta pregunta? ¿Quién no se ha maravillado al ver cómo verdaderos monstruos de metal se elevan por los aires?

Los aviones vuelan simple y llanamente porque aparece una fuerza (llamada sustentación) que tira de ellos hacia arriba haciendo que se eleven por el aire. Vamos a ver cómo es esa fuerza y en especial, por qué aparece.

La fuerza de la sustentación es proporcional a la velocidad, a la densidad del aire y a una superficie de referencia llamada superficie alar. Por lo tanto, para que un avión se mantenga en el aire, necesita ir muy rápido, para que así su sustentación sea la suficiente como para igualar el peso. Por eso, cuando un avión va despacio, éste entra en pérdida (se desprende la capa límite) y cae debido a que la sustentación es incapaz de soportar el peso. Pero, ¿por qué aparece?

Bien, la sustentación aparece porque la presión en la cara superior del ala (extradós) es inferior a la de la cara inferior (intradós). Pero, ¿por qué pasa eso? Esto es debido a que la velocidad del aire en extradós es mayor que en el intrados. Al ser la velocidad mayor, como Bernoulli demostró en su famosa ecuación, la presión disminuye.

¿Y cómo consiguen los ingenieros que el aire vaya más rápido por arriba? Muy fácil, simplemente haciendo que una partícula fluida que vaya por el extradós tenga que recorrer más espacio que la que vaya por el intradós. Imaginaros dos partículas que están en reposo en el aire, y de repente se encuentran con el perfil de un ala como el de la figura. Una decide ir por arriba y otra por abajo. Debido a la forma y curvatura del ala, si las dos quieren volverse a encontrar al final de la misma, la que vaya por arriba deberá ir más rápido, para que le dé tiempo a recorrer su camino (más largo) en el mismo tiempo.

Por eso, los perfiles alares tienen esa forma. Gracias a la curvatura, el aire va más deprisa en el extradós, la presión es menor y debido a esa diferencia de presiones aparece la sustentación que hace que los aviones vuelen.

Blog de ciencia

2010-02-11T09:22:00.000+01:00

He decidido crear una sección de ciencia, en la que de una manera sencilla y sin entrar en muchos tecnicismos, resolver algunas de las curiosidades que le pueden surgir a uno durante su vida. Por supuesto, cualquier comentario o petición será bien recibida.

Con él sólo espero aclarar algunos hechos, compartir curiosidades e intentar animar a la gente a adentrarse en este fabuloso mundo.