martes, 21 de diciembre de 2010

Feliz Navidad


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

martes, 7 de diciembre de 2010

¿Cómo va la información de Europa a América?

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:


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

jueves, 18 de noviembre de 2010

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








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!!


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.

jueves, 11 de noviembre de 2010

¿Cómo se creó el Sol?


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

miércoles, 27 de octubre de 2010

¿Aterrizan solos los aviones?

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.

sábado, 16 de octubre de 2010

¿Por qué los ordenadores son tan pequeños?


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.

miércoles, 15 de septiembre de 2010

¿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.

lunes, 6 de septiembre de 2010

¿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

lunes, 30 de agosto de 2010

¿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!

jueves, 12 de agosto de 2010

¿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

miércoles, 14 de julio de 2010

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)

miércoles, 7 de julio de 2010

¿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!!

miércoles, 30 de junio de 2010

¿Qué son esas líneas blancas que dejan los aviones?


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/

lunes, 21 de junio de 2010

¿Por qué el Shuttle tiene alas?



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.



martes, 15 de junio de 2010

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

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).

lunes, 7 de junio de 2010

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

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 puede disolver menos gases, que dificultan la 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

lunes, 31 de mayo de 2010

¿Por qué se empañan los cristales del coche?


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

martes, 25 de mayo de 2010

¿Qué es el pH?


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.