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10 julio 2007

Somos bombillas con piernas

Esta foto hecha por Diodoro se titula "Is there a fairy inside every bulb, or is just my imagination?" se encuentra bajo una licenciaCreative Commons
El domingo vinieron unos amigos a casa (saludos a Ana, Mérida y MiDas) y cuando hacia un rato que jugábamos a las cartas empezamos a tener calor (diréis "normal es que estamos en Julio" bueno, pues más calor del que tocaría). ¿De donde venía? Pues unos 80W de las bombillas incandescentes que había encendidas y unos 550W ¡de nosotros mismos!

Según los estudios una mujer adulta gasta unas 2000 kcal al día. Haciendo un cálculo rápido:



De media cada mujer adulta desprende unos 100W de potencia, más que las bombillas que tenía en casa. Y aplicando una regla de tres, si los hombres gastan 3000kcal en un día desprendemos una potencia de unos 150W. Así que tres hombres y una mujer 550W. En mi casa tengo una estufa para invierno de 1.500 W que normalmente pongo a media potencia (750W). Si hubiese estado mi novia y Yago (el cual al final se rajó) hubiésemos llegado a los 800W ¡¡en pleno verano!!

Si además tenemos en cuenta que el piso es pequeño, y por lo tanto tiene poca inercia térmica...

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04 julio 2007

Estrés

Foto por Gregory David Harington bajo una licencia Creative Commons
Últimamente estoy bastante estresado (como ya habréis podido notar en la disminución de la frecuencia de publicación). Según la Wikipedia el estrés es toda carga física o psíquica a la que estamos sometido. Aunque supongo que por abuso de lenguaje hoy por hoy significa que la carga es más grande de lo que debería.

Pero los humanos no somos los únicos que tenemos estrés. Los materiales también sufren estrés, e igual que las personas, si este es excesivo la estructura se puede ir a... bueno que se desmonta cual objeto de teletienda.

Aunque, como en todo en esta vida hay grados. Siguiendo un poco con la analogía (personas materiales) el caso más extremo es en el que el material nos dice "hasta aquí hemos llegado ingeniero de..." y se rompe. Así que para que esto no pase, además de dimensionar correctamente la estructura según demanda se aplica un margen de seguridad. Es decir, que dado que no podemos predecir el futuro, hacemos la estructura más resistente de lo que debiera. Por ejemplo si nieva en una zona que no suele nevar, y la nieve sube 25 cm un tejado de 400 m^2 pasa a soportar casi 7 toneladas más de peso y seguramente durante la tempestad soplaría viento, así que tendría que soportar más estrés.

Sin ser tan extremistas. Todo material se deforma primero elásticamente y luego plásticamente antes de romper. En la fase elástica cuando desaparece la carga desaparece la deformación. En la plástica se deforma irreversiblemente. Los que no creáis que el acero (por ejemplo) se comporte así pensad en un muelle, esta hecho de acero, ¿no?, si lo estiráis se deforma y luego vuelve a su forma original, pero si os pasáis con el estirón se acabó el muelle, se queda como un alambre, y si seguís estirando lo romperéis.

Es curioso lo mucho que nos parecemos a los materiales, si la carga no es excesiva, la notamos pero cuando deja de existir nos recuperamos. Si es más grande, pueden quedar secuelas, y si es extrema puede acabar con nosotros. Tal vez deberíamos ponernos a nosotros mismos un margen de seguridad, por si nieva. ;-)
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15 junio 2007

Nuevos usos del etanol y el metano

Foto de Wikimedia Commons bajo una licencia Creative Commons
El etanol es un tipo de alcohol, su interés no iría más allá si no fuese porque se ha propuesto como combustible alternativo. Se obtendría a partir de algunos vegetales, como maíz, o caña de azúcar. Podéis encontrar más información en la wikipediaref.1.

Uno de los problemas que aun hay con el etanol es saber si su balance energético es positivo. Es decir, cuanto etanol (o gasolina) se gasta en todo el ciclo para producir más etanol. Esto incluye la energía necesaria para fabricar desde el cemento que servirá para construir el edificio donde se procese el material orgánico para obtener etanol, hasta el diésel que consuman los tractores en la cosecha, si se gasta más de lo que se produce el balance es negativo, en caso contrario positivo. Hay varios estudios enfrentados unos diciendo que el balance es positivo y otros que es negativo. Aunque, por lo que parece el primero lleva las de ganar.ref.1

Aun si el balance energético fuese negativo, habría usos para el etanol, por ejemplo, pequeñas pilas de combustible para alimentar equipos portátiles. Aunque parezca contradictorio, no lo es. Cambiar el formato en el que la energía es almacenada a uno más apto para nuestras aplicaciones, aun a costa de perder poder energético es algo que hacemos a diario. Por ejemplo al encender una estufa eléctrica. La explicación es que para generar los 2 kW de potencia eléctrica que está consumiendo nuestra estufa, se han tenido que gastar unos 3,3 kW de gas natural (en una central de cogeneración con rendimiento del 60%) en cambio si la estufa fuese de gas natural, obtendríamos el mismo calor gastando unos 2,2 kW (en vez de 3,3 kW). Este es un ejercicio que la gente no suele hacer. Hay que mirar el recorrido energético hasta la fuente primaria.

Siguiendo con lo que decíamos, el etanol, en baterías para equipos portátiles les daría una autonomía que hace 5 años parecería ciencia ficción, se habla de más de 50 horas de autonomía. He llegado a ver noticias en las que se habla de duraciones de hasta un mes, aunque en este caso utiliza metano, la idea es la misma.

Pero el metano ¿no es un combustible fósil?. Si y no, se puede obtener de yacimientos (que se lo digan a Putin), pero también a partir de el hidrógeno mediante la reacción de Sabatierref.2 (de la que me gustaría hablar algún día), y este lo podemos sacar por hidrólisisref.3 del agua a partir de energía eólica (la del viento), por ejemplo.

13 junio 2007

¿Petróleo a partir de algas?

Foto por hermmermferm bajo una licencia Creative Commons
Un amigo (saludos y mil gracias a Merida ^^) me ha pasado este link sobre la obtención de biofuel a partir de algas.

El artículo en si no da demasiados datos técnicos. Para, según el entrevistado, mantener el secreto. Secreto que también protege la ubicación del laboratorio. Así que no tenemos suficiente información para asegurar su veracidad. Pero si que tenemos suficiente como para hacer un pequeño análisis para determinar si es potencialmente posible.

Bien. La producción mundial de petroleo es de 84.675.000 barriles de petróleo diarios, en febrero del 2007ref.1 Por otra parte el artículo asegura que con dos veces la superficie de la comunidad valenciana bastaría para suplir la demanda mundial de petróleo.

Así que el mundo produce 85.000.000 barriles de petróleo. Un barril de petróleo son 40 galones, un galon son 3,785 litros, la densidad del petroleo son 820 kg/m^3, y finalmente una tonelada equivalente de petróleo son 11.630kWh. Así que aproximadamente:


Por otra parte la densidad energética del sol en la órbita terrestre es de 1370W/m^2 de media. Pero debido a que tiene que atravesar la atmosfera se asume que de media son 1000W/m^2 en la superficie. La superficie necesaria según el artículo es de 52.000m^2 (algo más que la superficie de dos comunidades valencianas, que son 46.500 m^2). Y algo también a tener en cuenta es que en un día hay de media 12 horas de luz diurna. Así que aproximadamente:


Bueno esta cifra espectacular es la energía irradiada pero no tiene en cuenta el rendimiento. Que en estos casos suele ser muy bajo (las placas solares apenas llegan a un rendimiento del 15%). De todas formas si el rendimiento supera el 20% (=123/624) teniendo en cuenta la energía perdida en plantar y recoger las algas, en la energía invertida en fabricar los productos químicos que con seguridad se les echaría para fortalecer su crecimiento, la perdida de energía al atravesar la luz el agua, el rendimiento en la fotosíntesis, y el rendimiento de la transformación en biocombustible, etc.

Un rendimiento del 20% en la producción de biocombustible a partir de algas no es descabellado. Así que en principio, y a falta de más datos, es posible, aunque por los pelos.

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11 junio 2007

Curiosa manera de hacer helados

Foto por ulterior epicure bajo una licencia Creative Commons
Desde donde escribo el blog empieza a hacer bastante calor, por si fuera poco el fin de semana estuve en Turín, en Italia, donde el "gelatto" es casi obligado. Así que entenderéis que ahora mismo me apetezca uno. Pero ¿cómo se las ingeniaban para hacer helados cuando no había congeladores?

Bien, no había congeladores, pero había nieve en las montañas. Así que el sistema era acumular nieve dentro de una habitación (que solía ser subterránea) y prensarla hasta convertirla en hielo. Si creéis que esto sólo era posible en sitios muy montañosos o poco calurosos os remito a "les cases de neu" (casas de nieve de Mallorca) en este enlace

Vale, había hielo, pero como es evidente había que pagar el coste de almacenamiento y transporte, así que no era cuestión de desperdiciarlo. Una de las opciones más sencillas era picar el hielo y poner fruta, zumos y especias. Es decir un sorbete.

Pero se puede utilizar la termodinámica para hacer algo más elaborado (y cremoso). He aquí la receta:

1/2 taza de leche
1/2 de nata para montar
50g de azúcar
1 cucharada de vainilla o ColaCao o...
200g de cloruro sódico (sal común ^^)
400g de hielo
2 bolsas con autocierre hermético, una con 1 litro de capacidad la otra de 4 (he puesto los litros a ojo)

Mezcla el azúcar, la leche, la nata, la vainilla o ColaCao en la bolsa más pequeña y cerrar la bolsa. NO le metáis la sal (ha pasado más de una vez) los helados con sal NO son buenos.

Vale, ahora metéis el hielo más o menos picado en la bolsa grande, posteriormente añadís la sal y finalmente introducís la bolsa pequeña. Cierra la bolsa grande herméticamente y ponte unos guantes porque la cosa se va a enfriar.

Mueve de lado a lado la bolsa (sin demasiada brusquedad) durante unos 10-15 minutos hasta que el contenido de la bolsa pequeña haya solidificado.

Bien ya tienes tu helado pero, ¿por qué ha funcionado?, es evidente que por el simple frío del hielo no puede ser. Llevo toda la vida viendo esas neveritas en las que metes hielo y te conservan las bebidas frías, pero no las llegan a congelar. El truco evidentemente está en la sal.

Al disolverse la sal en el agua (hielo) esta se disocia cambiando las propiedades del agua. Como el punto de ebullición (que aumenta) o el punto de fusión (que disminuye). Bien, qué significa esto. El punto de fusión del agua normal esta en 0ºC, que es la temperatura a la que el agua pasa de fase líquida a sólida o a la inversa. Si ahora metemos sal lo disminuimos por ejemplo a -5ºC. Pero el hielo sigue estando a unos 0ºC, como esa temperatura es superior a -5ºC el hielo está obligado a fundirse (así son las leyes físicas).

Pero para cambiar de fase necesita energía. Esa energía la tiene que conseguir de otros sitios. Así que no le queda más remedio que obtenerla de la bolsa de nuestra mezcla (la de la nata, vainilla y compañía). Al quitarle energía la enfría, llegando a solidificarla.

Es un poco lo que hablábamos en la entrada ¿por qué la humedad fastidia? sólo que en ese caso se trataba de agua (sudor) que estaba obligada a evaporarse aunque no estuviese a 100ºC e igual que en el caso de hoy lo hacia robando energía a nuestra piel (y de paso enfriándonos).

07 junio 2007

Iluminar plantas sin que hagan fotosíntesis

Foto por jzakariya bajo una licencia Creative Commons
A los que os interese la jardinería sabréis que a muchas plantas no les gusta estar realizando la fotosíntesis todo el rato. Naturalmente eso no constituye ningún problema porque tenemos el día y la noche. Y mientras es oscuro pueden descansar.

Sin embargo hay veces que los humanos iluminamos plantas durante la noche con fines estéticos, esto evidentemente supone un problema porque si no iluminamos es como si la planta no existiese. En cambio si iluminamos la veremos, pero la veremos un poco pocha, porque estaremos agotandola. Ciertamente sería interesante iluminar las plantas de manera que no hiciesen fotosíntesis o si la hacen que sea muy poca.

Bien, existe una solución y no es demasiado complicada. La clorofila es verde. Cuando vemos algo que es de un color significa que absorbe todos los colores menos el que vemos. Así la clorofila (y por lo tanto las hojas) son verdes porque la clorofila no absorbe esa longitud de onda. Luego si conseguimos iluminar una planta con una luz verde, no podrá realizar la fotosíntesis, porque la clorofila no puede absorberla, pero al estar iluminandola nuestros ojos podrán verla. Todos contentos ^^

05 junio 2007

¿Por qué el papel mojado no arde?

Foto por mrtwism bajo una licencia Creative Commons
¿Os suena la novela Fahrenheit 451 de Ray Bradbury? Para los que no hayáis leído la novela, el título proviene del propio argumento. Un mundo en el que los "fireman" (bomberos) se dedican a quemar libros en lugar de apagar incendios. 451º F (aproximadamente 233ºC) es precisamente la temperatura a la que el papel arde. Si no alcanza esa temperatura por el motivo que sea el papel no puede arder.ref 1

Bien, el agua líquida sólo puede alcanzar los 100ºC cuando llega a esa temperatura si se le trasnfiere más calor lo único que hará es transformar una parte de agua en vapor, pero el resto de agua seguirá a 100º C.ref 2

Si queréis comprobar esto basta que observéis una olla con un termómetro. Cuando pones el agua del grifo está a temperatura ambiente (unos 25ºC) a medida que los fogones le transmiten calor la temperatura sube (el calor se emplea en subir la temperatura) y prácticamente no sale vapor. Al llegar a los 100ºC la temperatura se mantiene en 100ºC pero la evaporación es mucho más intensa (el calor se utiliza en evaporar parte del agua).ref 2

Vale, ahora imaginemos un papel mojado al que le aplicamos calor. Por mucho calor que le apliquemos hasta que el agua no se haya evaporado ese papel no puede pasar de los 100ºC y por lo tanto no puede arder.

30 mayo 2007

¿De dónde viene la expresión "el frío metal"?

Foto por Max xx bajo una licencia Creative Commons
Antes de nada, decir que siento haber estado tantos días sin introducir entradas, he estado bastante ocupado, y aún lo seguiré estando por unos cuantos días más (no muchos). Aun así intentaré que podáis leer el jueves una nueva entrada ^^

Bueno al tema, los metales son muy buenos conductores (como los de los seguros Génesis, saludos a tofito. Nota: este chiste ya fue utilizado en la entrada interruptor magnetotérmico, me impondré una autosanción por abuso de chistes malos), tanto para la electricidad como para el calor (precisamente esto no es una casualidad si no que es por su estructura atómica, pero esto ya es otra historia).

Os acordáis de lo que hablamos en la entrada "Por que la humedad fastidia" el cuerpo no nota a que temperatura están las cosas, sino que nota cuan rápido disipa calor.

Si estamos en un ambiente a 25 grados no muy húmedo y sin viento, el cuerpo estará en situación de confort, porque perderá calor a un ritmo determinado a través del aire. Pero el metal es mejor conductor así que absorberá el calor de nuestro cuerpo más rápidamente aunque esté a la misma temperatura que el aire y nos parecerá que está más frío aun estando a la misma temperatura que el aire.

De ahí la expresión inicial de "el frío metal". Luego, naturalmente años de uso de una expresión acaban dándole un significado diferente en algunos casos. A veces se usa la expresión el frío metal como para decir exento de sentimientos, pero eso también es otra historia.

25 mayo 2007

¿Las orquídeas son parásitos?

Foto deWikimedia Commons bajo una licencia GFL
¿A quién no le han dicho alguna vez que las orquídeas son plantas parásitas? Sin duda sería algo llamativo porque asociamos parásito con algo malo y desagradable (garrapatas, anisakis, la solitaria, pulgas, etc.) que nos digan que algo tan bonito como una orquídea es un parásito nos choca como mínimo.

Bien, aunque si existen plantas parásitas y que además (sin llegar al nivel de las orquídeas son bonitas (como podemos comprobar en el blog "dalt s'arbre") segun el artículo de la wikipedia para ser generales las orquídeas no són parásitas por definición (aunque hay algunas especies que si lo son). Sin embargo las orquídeas tal vez os llamen la atención por ser consideradas la culminación de la evolución floral.

Algunas orquídeas han desarrollado complejas simbiosis, por ejemplo con algunos hongos patógenos mortales para la mayoría de plantas y que deberían destruir la orquídea o parasitarla, acaban siendo dominados y utilizados por esta.ref. 1 Además hay otras orquídeas que imitan la forma del insecto que las poliniza ref. 2).

Pero a veces se puede morir de éxito. Durante muchos años recolectores profesionales (que a mi modo de ver son el equivalente a cazadores furtivos en plantas) arrancaron grandes cantidades de orquídeas hasta el punto de extinguir algunas de las especies.ref. 3

Actualmente existen alternativas como comprar orquídeas cultivadas. O si nuestro bolsillos se lo puede permitir en esta web ofrecen "safaris fotográficos" para ver las orquídeas en el hábitat. Tengo confianza en que los que gestionan estas excursiones se encargarán de preservar el hábitat a salvo de un turismo excesivo.

22 mayo 2007

¿Si hago infinitas sumas, el resultado es infinito?


Un día (hace ya un año, tal vez) hablando con un amigo en el tren (saludos a alejo) le intentaba explicar que una suma infinita no tenia por que dar un número infinito. Sin embargo esto puede resultar algo extraño.

¿cómo va a dar un numero finito una suma de infinitos números?, porque a ver, si uno tiene un número y le suma otro, obtiene otro número más grande, y si le suma otro número el resultado vuelve a aumentar, si repito esto infinitas veces el número crecerá infinitas veces también, es imposible que no de un número infinitamente grande.

Pues no, sin embargo en su momento, no se me ocurrió ningún buen ejemplo y llegamos a la estación y ahí se acabó la charla. Pero hoy 1031tensai (usease este blog) ha rescatado aquello que quedó en el aire e intentaremos poner un ejemplo para que se vea bien.

El ejemplo más sencillo que se me ocurre es



Es decir 1/10^0+1/10^1+1/10^2+1/10^3+1/10^4+1/10^5+...

Es evidente que esta suma crece a cada sumando pero nunca llegara a infinito, ni siquiera llegará al número 2. Veamos:
1/10^0=1 así que al principio vale 1; luego le sumamos 1/10^1=0,1 así que vale 1,1; seguimos sumando 1/10^2=0,01, el resultado es 1,11... ¿veis por donde vamos? nuestro número siempre aumenta, pero es evidente que nunca llegará a 2. Cuando llevemos 10 sumandos valdrá 1,1111111111; y cuando llevemos 20 sumas acumuladas valdrá 1,1111111111111111111. Al sumar infinitos números nos daría uno coma uno periodo o lo que es lo mismo 10/9.

Si me permitís me gustaría dar un ejemplo más. Este más gráfico, y que tal vez ayudará a entender esto más intuitivamente (Nota: este ejemplo está inspirado en uno de CPI, que a su vez lo tomó de AoPS).

Cogemos un triángulo y lo dividimos en 4 partes, es decir que cada una de esas partes es 1/4 del triángulo, nos quedamos con una de ellas (nos quedamos con 1/4). Ahora nos fijamos en las partes que han quedado, y dividimos en cuatro una de estas es decir dividimos 1/4 entre cuatro así que tenemos (1/4)/4=(1/4)^2 y nos volvemos a quedar con una de esas partes. Después de repetir la misma operación infinitas veces, una de cada tres partes serán nuestras. Tal y como se ve en el dibujo



Cualquier parecido con un elemento de Legend of Zelda es pura casualidad ;-)

Cuando una suma infinita da un resultado finito se dice que es convergente, en caso contrario se dice que es divergente. No siempre es tan fácil ver si una suma infinita converge o diverge.

18 mayo 2007

No todo lo que sale en wikipedia es cierto


La wikipedia es de las mejores cosas que se han hecho, sin embargo me he encontrado a gente que la usa como dogma de fe. Esto es desastroso, me gustaría compartir con los lectores algo que me ocurrió

Ante de nada he de decir que ni lo que diga la wikipedia, lo que explique el catedrático tal o cual, lo que se pueda leer en un libro escrito por un premio Nobel, etc. debe ser creído sin más, si no que debe ser cuestionado y sometido a revisión SIEMPRE. Por eso al final de todo libro o artículo se deben poner sus fuentes (algo que tengo que coger la costumbre de hacer en este blog) porque si no, esa revisión no es posible.

Bien la wikipedia tiene una norma que funciona muy bien "la wikipedia no es una fuente primaria" y "se deben citar las fuentes" No obstante la segunda norma se suele saltar bastantes veces, por motivos prácticos. Sin embargo en caso de divergencias de opinión se deben poner las fuentes siempre. De esta manera se ataja el problema. Por desgracia la wikipedia aunque no lo parezca (por su enorme cantidad de artículos) es muy joven. Las normas no son seguidas por todos y los bibliotecarios no dan abasto.

A consecuencia de esto, han aparecido en wikipedia, charlatanes (no se como llamarlos) hay quien también los llama calamares (ahora explicaré por que). Si miramos la discusión del artículo de la fuerza de Coriolis, veremos un buen ejemplo, con el que en su momento tuve que lidiar.

El usuario Fev hablaba de fuerzas de Coriolis en los ferrocarriles, como ya se le explicó en la pagina de discusión, la fuerza de Coriolis en este caso es despreciable produce una diferencia de unos 100 Newtons (el equivalente a que el conductor se siente algo más a la izquierda o a la derecha), sin embargo el respondió utilizando palabras más o menos técnicas (para simular un conocimiento que no tiene) pero sin decir nada en realidad. Produciendo así varios párrafos que hacen desistir a la mayoría (es como echar ríos de tinta, de ahí lo del calamar).

Y he aquí el problema, una vez hablando en un foro alguien dijo que la fuerza de Coriolis producía efectos en los ferrocarriles, hice unos cuantos cálculos que daban idea del poco orden de magnitud y te contestaban con un link a la wikipedia. Es bastante frustrante la verdad, les das una demostración que ellos mismos pueden comprobar con una calculadora y aún así siguen apostando por lo que pone en la wikipedia. Aunque es natural, porque la mayoría de las veces suele estar bien.

Seguramente os preguntaréis porque no lo soluciono. Ya lo intenté en su momento (hace varios meses) pero todas las ediciones eran tapadas otra vez así que LPFR y yo tuvimos que hacer un artículo a parte (que sigue sin acabar, porque LPFR tuvo que dejar la wiki y porque yo no tengo demasiado tiempo). Este artículo lo podéis ver aquí nos vimos obligados a apartarlo hasta tenerlo acabado. Una vez estuviese acabado hablar con unos cuantos usuarios que sepan de física para que lo respalden y substituirlo. Sin embargo, mientras, el articulo erróneo es el que sigue siendo el "oficial"

17 mayo 2007

Confusiones


Hoy al más puro estilo malaprensa en la edición impresa del diario "20 minutos Barcelona" he leído esto:

"Primer cotxe elèctric recarregable
Es pot recarregar a la corrent elèctrica de 220W a través d’un endoll domèstic normal"

Que traducido es
"Primer coche eléctrico recargable
Se puede recargar en la corriente eléctrica de 220W a través de un enchufe doméstico normal."

Bueno estoy casi totalmente seguro que ha sido un lapsus más que desconocimiento del tema (debería ser 220 V y no 220W). Yo más de una vez los he tenido (que se lo digan a alejo quien me advirtió de mi error con los nucleolos/orgánulos/mitocondrias, o de mis faltas de ortografía por escribir a toda host***, ^^) por eso los entiendo.

De todas formas esto me da pie a que comente que hay ciertos errores que suelen ser frecuentes en los medios:

  • kW/h en vez de kWh --> Creo que esto se debe a la interferencia mental con los km/h, pero en el caso de energía kW/h no tiene sentido.
  • Comparar pulgadas con televisiones panorámicas y otras que no lo son. --> las pulgadas nos dan la medida de la diagonal, y por lo tanto una tele 4:3 y otra 16:9 no son ni igual de anchas ni igual de altas ni tienen la misma área.
  • Confusión entre grados celsius ºC y grados Fahrenheit ºF
  • Confusión en la traducción de billion de EEUU y el billón de aquí el primero es 10^9 y el segundo 10^12 (este se lo he copiado a Shora)
  • confundir temperatura aparente con temperatura real. El sol irradia de manera aproximada de un cuerpo negro incandescente de temperatura aparente de unos 5000K, pero su temperatura real es mucho mayor

Bueno así a "bote-pronto" son todas las que se me ocurren. ¿a algún lector se le ocurren otras?

15 mayo 2007

motor wankel

En lo que se refiere a motores de combustión interna, que sean utilizados por automóviles o motos, suelen ser conocidos dos: el de dos tiempos y el de cuatro tiempos.

De todas formas no está de más recordarlos. He aquí el motor 2T:

Imágenes extraídas de wikimedia commons bajo licencia GFDL

Como veis sólo necesita dos carreras del pistón para realizar un ciclo (de ahi su nombre)

El motor de cuatro tiempos en cambio necesita 4 carreras

Imágenes extraídas de wikimedia commons bajo licencia GFDL

Bien, aunque estos son los motores más utilizados hay uno que destaca por ser mucho más diferente de estos dos anteriores, y me hacia gracia presentarlo a los lectores del blog. Se trata del motor Wankel

Imágenes extraídas de wikimedia commons bajo licencia GFDL

Entre las ventajas de este motor se encuentran sobretodo: la menor intensidad de las vibraciones, que sea silencioso, su suavidad de marcha (todas estas gracias a que no hay un pistón que suba y baje) y mayor fiabilidad (gracias a que el motor puede girar a 1/3 del régimen del eje, y a que tiene menos piezas móviles).

Sin embargo también tiene sus desventajas su contaminación es ligeramente superior al de los otros motores (aunque habría que ver el balance total incluyendo la contaminación derivada de la propia construcción del motor), consume algo más que un motor de 4T, y su mantenimiento es más costoso (en parte porque su uso está menos extendido, y en parte porque sufre un fuerte desgaste para mantener la estanqueidad)

La compañía que más apostó por este tipo de motores ha sido sin duda Mazda, que ganó el 24h de LeMans con un Wankel en 1991, actualmente el Mazda RX-8 es traccionado mediante uno de estos motores.

11 mayo 2007

La mejor manera de almacenar energía no es el hidrógeno

El otro día vinieron unos amigos a casa, y me puse a hablar con uno (saludos a "Fonti") de si el hidrógeno (con una pila de hidrógeno) era una buena manera de almacenar la energía, que podría provenir por ejemplo de fuentes renovables.

Bien, la respuesta es que no, lo medio-comentamos en esta entrada Actualmente tenemos una tecnología muy buena para almacenar energía, las centrales hidroeléctricas reversibles. Si os leéis el artículo veréis que gastamos la energía sobrante en bombear agua (para almacenar esa energía como energía potencial) para luego abrir las compuertas y recuperar parte de esa energía como en una central hidroeléctrica normal.

También están las baterías de plomo y ácido aunque estas tienen varios problemas importantes.

Finalmente existen las baterías inerciales de las que hablamos hace bastante tiempo.

Todas estas formas de almacenar energía tienen mejor rendimiento que las pilas de hidrógeno. Entonces ¿por qué tanto revuelo con el hidrógeno? Pues por los vehículos, de las tres opciones anteriores, ninguna es apta para vehículos. Un coche (por ejemplo) necesita tener una fuente energética que vaya con el, por eso se llama AUTO-móvil (vaya basura de chiste, jejeje, prometo mejorarlos).

La primera opción es evidente que es inviable. La segunda tiene un grave problema en este caso, la relación energía/peso es baja, es decir para igualar la energía de unos cuantos kilos de hidrógeno, necesitaríamos llevar un remolque con la batería de plomo y ácido. Finalmente la tercera tiene algunos problemas en lo referente al efecto giroscópico, aunque se puede suavizar, entre otros.

Así que para los coches y demás sólo nos queda el hidrógeno, de ahí la importancia. Pero para almacenar energía eléctrica, de momento, hay mejores opciones.

08 mayo 2007

Navarra NO producirá el 75% de electricidad con Energías Renovables

Leí esto via menéame. En el artículo se afirma que Navarra producirá un 75% de energía eléctrica proveniente de energías renovables.

Me he quedado alucinando (es muy difícil llegar a ese porcentaje). Antes de empezar a comentar el artículo quiero aclarar una cosa. La energías renovables son aquellas que para obtenerlas utilizamos un recurso que es casi infinito, y hasta cierto punto nos podemos abastecer de el de forma "constante". Bien, dentro de esta categoría (recursos renovables) encontramos la energía geotérmica (del calor del interior de la tierra), la energía gravitatoria de las mareas y la luz del sol. Al fin y al cabo tanto el viento como los ríos que proveen de agua a los embalses sacan la energía del sol.

Actualmente la humanidad domina suficientemente para que sean eficientes sólo unas cuantas de esas energías. La energía hidráulica (rendimiento espectacular del 90%), la eólica, la geotérmica y la solar (esta última con rendimientos algo bajos).

Dado que Navarra es un territorio no excesivamente grande, y con menos sol que otras zonas, sabiendo que todos los grandes embalses que se pueden construir en España están construidos, por no hablar de que por supuesto no hay actividad volcánica. Sólo queda la eólica como energía renovable para potenciar. De ahí mi sorpresa al ver el 75%.

Miro el artículo y pone textualmente "...las centrales de ciclo combinado, que suponen un 62%y la eólica un 24% concentran un 86% del total, ya que ambas se verán potenciadas desde el ejecutivo, un 100% la de ciclo combinado, que duplicará su potencia en estos tres años,..."

A ver, las de ciclo combinado utilizan combustibles fósiles. Es cierto que al combinar dos ciclos (el de Rankine y el de Brayton) aumentan mucho su rendimiento (entorno al 60%) y que gracias a eso cuentan con ayudas para incentivar su construcción, ya que consumen menos combustible para producir una misma cantidad de energía. Pero os aseguro que cada KWh producido por esa central emite CO2 y consume combustibles fósiles.

06 mayo 2007

¿Por qué no se cae este corcho?


Mantener el equilibrio no es una cosa trivial. Aunque para hacerlo simplemente haya que cumplir una condición: que el punto de apoyo y el centro de gravedad estén en la misma vertical. Por lo tanto físicamente es posible mantener una aguja en equilibrio, sin embargo dado que es muy fina y la base muy estrecha es casi imposible conseguirlo y en caso de conseguirlo cualquier pequeña perturbación la tirará.

Para aumentar nuestras probabilidades de éxito tenemos dos soluciones. La primera es aumentar la superficie del punto de apoyo. La silla donde estas sentado, por ejemplo no se cae porque las cuatro patas forman una base ancha y la vertical que contiene el centro de gravedad cae dentro. Pero si apoyas la silla sobre dos patas, mantener el equilibrio cuesta más, ya que la base se ha reducido a una linea.

La otra manera que hay de mantener el equilibrio, es aprovecharse de los desequilibrios. Me explico: si el centro de gravedad está por encima del punto de apoyo, y una perturbación lo aparta (al centro de gravedad) de la vertical común este tenderá a apartarse aun más hasta haber caído del todo. No obstante si el centro de gravedad está por debajo se interpreta que está colgado, entonces si se aparta el centro de gravedad de la vertical que contiene el punto de apoyo, este tiende a volver a esa vertical. El ejemplo más claro es un columpio. cuando te columpias te apartas de la vertical que contiene el punto de apoyo, pero si te dejas de impulsar oscilarás hasta quedarte otra vez en la vertical, el desequilibrio juega a nuestro favor.

No se si me explico bien, si queréis algún dibujo o más explicaciones no dudéis en pedirlas.

Una vez sabemos esto no debería sorprendernos ver cosas como esta:

si os fijáis como gran parte del tenedor está por debajo del punto de apoyo, es como si estuviese "colgado".

02 mayo 2007

Seguir el rastro de la descendencia


Imaginad un individuo de hace muchos miles de años. Encontramos sus restos en una de las Baleares, Mallorca por ejemplo.

Ahora una pregunta interesante sería: ¿de donde vino?, puesto que Mallorca es una isla y que hace muchos miles de años la ingeniería naval era casi inexistente, llegar a ella era una proeza.

Por otra parte, dado que la isla ha ido albergando todo tipo de grupos étnicos y culturales y que hace milenios no existían los derechos humanos, otra pregunta interesante sería, los descendientes de ese indígena ¿fueron exterminados?, ¿emigraron?

Bien, evidentemente esto se hace con análisis de ADN. Sin embargo surge un problema, los seres humanos tenemos reproducción sexual, por la cual doy gracias y no sólo por lo que estáis pensando, si no porque gracias a la recombinación del ADN los individuos no son idénticos al padre ni a la madre sino una mezcla que varia con cada hermano. Esto que evolutivamente es una ventaja a la hora de seguir poblaciones es un problema. Un ejemplo: después de varias generaciones los Borbones ya no son hemofílicos, si hubiésemos utilizado ese gen (el de la hemofilia) para hacer el seguimiento ya habríamos perdido el rastro.

Sin embargo hay dos cosas que jamás varían, a no ser que surja una mutación, que sería pequeña o produciría excesivos defectos que eliminarían al individuo (la naturaleza es cruel). Estos son el cromosoma Y, y el ADN de los orgánulos de las células.

Efectivamente el cromosoma Y sólo lo tienen los varones, y este lo heredan sólo de su padre, quien a su vez lo heredó del abuelo paterno, etc. Es decir el cromosoma Y se pasa del padre al hijo, no hay recombinación porque la mujer solo tiene cromosomas X. Si un hombre muere sin descendente varón su cromosoma Y se pierde para siempre a no ser que tenga un hermano el cual tenga un hijo.

Por otra parte, el espermatozoide no aporta las mitocondrias necesarias para que una célula funcione (los orgánulos encargados de proveer energía a la célula) estos los aporta el óvulo, el cual evidentemente lo desarrolla la mujer. Es decir, las mitocondrias pasan de madre a hijos/as. Tanto los hombres como las mujeres tenemos mitocondrias, sin embargo siempre proceden de la madre. Que significa esto. Que si una mujer no tiene descendencia femenina el ADN de las mitocondrias se perderán en la próxima generación. A no ser que tenga una hermana la cual tenga una hija.

Es decir, tenéis mitocondrias con el mismo ADN que vuestra madre, y que la madre de vuestra madre (usease vuestra abuela materna) y esta a su vez de su madre, etc.
Si sois hombres tenéis el mismo cromosoma Y que vuestro padre, quien a su vez tiene el mismo que su padre (vuestro abuelo paterno), etc.

De esta manera se pueden seguir el rastro de las poblaciones. Y se han hecho descubrimientos bastante sorprendentes con esto. Por ejemplo se podría atajar de golpe la eterna duda de si fue Colon el primer Europeo en llegar a América, si se encontrase un resto de algún nativo americano nacido antes de 1492 con el cromosoma Y muy similar al de los vikingos.

30 abril 2007

¿Por qué la humedad fastidia?

¿Habéis oído alguna vez esta afirmación? "El termómetro sólo marca 30ºC, sin embargo debido a la humedad, la sensación térmica es de 38ºC". La información del tiempo suele decirla bastante. Pero tal vez hayáis oído también a gente quejándose porque un día donde el termómetro marca 5ºC, el frío les "cala" más porque hay humedad.

Aquí uno se podría parar a pensar que pasa con la humedad. ¿Aumenta o disminuye la sensación térmica?. Lo dicho en el párrafo anterior parece indicar que ni una ni la otra, que simplemente lo que quiere es fastidiar. Pero, ¿cómo lo consigue? ¿cómo podemos protegernos de sus efectos?

Bien, empecemos por saber como funciona el cuerpo y la sensación de frío y calor. El cuerpo, siempre tiene que estar perdiendo calor, porque si no fuese así (si ganase calor) iría aumentando cada vez más su temperatura, hasta morir. Así que si perdemos calor significa que todo va bien, con lo que el cerebro interpreta esto como confort. Pero si perdemos menos calor del que deberíamos lo interpreta como calor y activa ciertos mecanismos para aumentar las pérdidas, hasta llegar a perder suficiente calor. Por otra parte si empieza a perder demasiado calor, su metabolismo no da abasto y el cuerpo empieza a disminuir su temperatura, hasta morir, antes de llegar a ese trágico final el cerebro nos envía una sensación que nos incita a abrigarnos más, y es lo que interpretamos como frio.

En invierno el cuerpo pierde más calor del que desearía, por eso el cerebro envía la sensación de frio y activa los mecanismos pertinentes (nos encogemos, llega menos sangre a la periferia, etc) todo para disminuir la transferencia de calor. Aquí es donde entra la humedad, el agua es mejor conductora del calor que el aire (por eso el agua a temperatura ambiente de la ducha se llama agua "fría", ¿como que fría si esta a la misma temperatura que el aire? si, pero aumenta la transferencia de calor con lo que el cuerpo pierde calor más rápido y lo interpreta como frío aunque este a la misma temperatura). Como deciamos el agua es mejor conductora que el aire con lo que cuando el aire es húmedo aumentan las pérdidas de nuestro cuerpo y tenemos aun más frío.

Bien, ¿y en verano que? ¿acaso el aire húmedo en verano no es también mejor conductor con lo que aumentarían nuestras pérdidas? La respuesta es que si. El aire húmedo aumenta nuestras pérdidas, pero no lo suficiente como para llegar a la perdida de confort. Así que una vez más nuestro cuerpo activa los mecanismos adecuados, más sangre en la periferia, baja la actividad y sudor. Así que empezamos a sudar... pero sorpresa, el aire está muy húmedo, casi esta saturado de humedad (cuando esta saturado quiere decir que no caben más moléculas de agua entre las moléculas de aire) así que al sudor le "cuesta" evaporarse. Aquí es donde la humedad gana la batalla, por una parte ayuda a aumentar las perdidas (cosa que en verano nos favorece) pero se carga de golpe uno de los mecanismos más potentes que tenemos para perder calor. Así que en total dificulta la perdida de calor y aumenta nuestra sensación térmica.

Evidentemente esto que en invierno nos favorecería, no pasa, porque en invierno no se suda ^·^

¿Como superar esto? En verano nos interesaría evaporar más sudor así que secamos el aire de las inmediaciones de nuestra piel. O lo que es lo mismo, encendemos el ventilador o nos abanicamos (cosa que además disminuye nuestra capa límite, pero de esto hablaré otro día), cualquiera que haya tendido la ropa unas cuantas veces sabe que los días de viento se seca más rápido :D

Y ¿en invierno? este es más difícil de evitar, pero por otra parte los efectos de la humedad en invierno son menores que en verano. En invierno nos afecta mucho más el viento (que por supuesto es peor si es viento húmedo) y que podemos parar cubriéndonos con una capa de tejido apretado (o impermeable)

27 abril 2007

por que los vasos de plástico se rompen verticalmente

En algún momento de nuestra vida habremos roto un vaso de plástico (esos de usar Y tirar que comparten hábitat con los ganchitos).

Si os fijáis siempre se rompen verticalmente haciendo un corte por donde se sale la bebida. Bien, esto es por dos cosas. Porque el vaso es un cilindro y hacemos fuerzas de compresión radiales (usease, lo estrujamos). Pero más importante es el método de fabricación del vaso.

Para hacer el vaso cogen una lamina de plástico y presionan con un molde estirando el plástico aun caliente y dándole la forma de vaso. Pero a nivel molecular, lo que ha pasado es que las fibras poliméricas se han reordenado preferentemente de manera vertical. Esto lo solemos llamar anisotropía elástica (porque parece que así sabes más, jeje). Y como hemos dicho se produce por una preferencia en la distribución de las fibras segun una dirección.

Bien, para ver esto mejor, un ejemplo (que me ha costado mucho de encontrar, no se me ocurría ninguno, se ve que estoy espeso) imaginemos que cogemos unos 100 pelos de 50 cm de largo. Los colocamos todos en una dirección luego los mojamos con agua con azúcar disuelto (o cocacola) para que quede pringoso y esperamos que se seque. De esta manera tendremos una especie de cuerda.

Bien si estiramos longitudinalmente la cuerda no la romperemos ni a la de tres porque para romperla tendríamos que romper los 100 pelos. Sin embargo si intentamos separar los pelos la fuerza que tendremos que hacer es mucho más pequeña ya que sólo tendremos que vencer la fuerza del adhesivo (en este caso agua pringosa, o cocacola).

Con el vaso pasa lo mismo. Si queremos traccionar verticalmente, cuesta bastante porque tendríamos que romper las cadenas poliméricas, y los enlaces entre átomos son difíciles de vencer. Mucho más que los débiles enlaces entra moléculas que son las que unen las fibras entre si.

La cocacola haría el papel de enlace entre moléculas y los pelos serian las fibras. La madera seria otro material anisotrópico.

23 abril 2007

Un aislante que no aisla

Cuando estaba estudiando transferencia de calor en la carrera, me encontré con esta antiintuitiva y curiosa conclusión.

Imaginemos una fina tubería por la que pasa un líquido caliente. Por ejemplo agua a 60º por un tubo de 2 mm de diámetro, y naturalmente queremos perder cuanto menos calor, mejor.

Un ingeniero, no pondría aislante en contra de lo que pudiese parecer, sino que lo dejará tal cual está. Aunque parezca extraño, esta es la mejor opción.

Creo que por cada fórmula que meto las lecturas decrecen, así que intentaré explicarlo con palabras. Si alguien quiere más detalles, que me los pregunte y estaré encantado de dárselos ^^

Bien, qué está sucediendo. Un aislante aísla más cuanto más gordo sea este. Por ejemplo si ponemos una capa de 10 mm, aislará más que una de 5 mm (por eso las mantas abrigan más que las sábanas, porque son mas gordas). Por otra parte cuanta mayor sea la superficie de contacto mayores serán las pérdidas. Por ejemplo un tubo de 4 mm de diámetro pierde más calor que uno de 2 mm de diámetro, ya que su superficie es mayor.

Bueno, hasta aquí no hay nada nuevo. Todo esto lo sabemos de toda la vida.

Ahora imaginemos un tubo de 20 mm de diámetro al que le metemos 2mm de aislante la superficie del tubo ha crecido sólo un 10% (la superficie sería un 110% de la superficie original) pero la capa de aislante ha pasado de 0 a 2 mm con lo que nuestra capacidad de aislamiento ha crecido bastante, así que compensamos el aumento de superficie y salimos ganando. Que es lo lógico.

Que pasaría si a un tubo de 2 mm de diámetro le metemos 2 mm de aislante, pues que la superficie crecería un 100% (la superficie sería un 200% de la superficie original) y él aislamiento que ganaríamos sería igual que en el caso anterior (ya que el aislante es igual de gordo) así que salimos perdiendo.

El aislante es un arma de doble filo, por una parte aísla, pero por otra aumenta la superficie de contacto, aquello que decide que parte gana es el grosor del tubo (además del coeficiente de aislamiento y de convección). Aunque esto es un ejemplo bastante simplificado, la realidad es un poco más complicada, la "moraleja" (por llamarlo de alguna manera) queda intacta. Un tubo fino muchas veces es mejor dejarlo como está que ponerle aislante