¿Por qué se oxidan las cosas?

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?

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?

(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!

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?

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...

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?

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 el combustible. En estos motores, durante la tercera etapa, los diesel inyectan gasoil 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!!