martes, 21 de diciembre de 2010

RECORD DEL MUNDO DE INMERSIÓN

En esta entrada voy a analizar un fenómeno hidrostático, el hundimiento.

Quizá pueda parecer una tontería de post por lo que, para comenzar, os presento un vídeo que introduzca el tema: El récord mundial de inmersión sin ayudas (sin aletas ni nada parecido), realizado por William Trubridge en mayo de 2009, en Black Hole, Bahamas.


Primero vamos a recordar porqué flotamos en el agua. Esto se explica por el "Principio de Arquímedes": "un objeto sumergido en un líquido, sufre un empuje (contrario al peso) igual al peso del volumen de líquido desalojado por el cuerpo".

En base a esto, pueden suceder tres fenómenos. Si el peso de líquido desalojado por el volumen del cuerpo, es mayor que el propio peso del cuerpo, el objeto flota. En segundo lugar, si el peso del volumen de líquido desalojado es igual al peso del cuerpo, éste se encuentra en equilibrio (no se hunde ni se queda en la superficie). Y, por último, si el peso del volumen de líquido desalojado es menor que el peso, el cuerpo se hunde.

Empuje (E)=Peso líquido desalojado
E=V(líquido desalojado)·densidad líquido

E=V(cuerpo)·D(líquido)

Pues bien, en el vídeo, se ve que William flota perfectamente, su peso es inferior al peso del volumen de agua desalojada. Por ello, debe impulsarse para realizar la inmersión (debe realizar una fuerza hacia abajo que haga que el peso más la fuerza superen al empuje, P+F>E).

No obstante, conforme aumenta la profundidad, deja de hacer un esfuerzo, se hunde de manera "espontánea". ¿A qué se debe esto? ¿aumenta el peso de William? La respuesta a estas preguntas se encuentra en el principio de Pascal, por el cual, la presión en el líquido aumenta a medida que lo hace la profundidad.

P=D(líquido)·g·h

Inicialmente, los pulmones totalmente hinchados del buceador le conferían más volumen, con lo que el empuje era mayor, dificultando su capacidad de inmersión (la fuerza a realizar hacia abajo debe de ser mayor cuanto mayor es el volumen de aire de los pulmones). Al aumentar la profundidad, aumenta la presión del líquido, aumentando la presión sobre el buceador. Esta presión actúa sobre aquello que es compresible, los gases, y en concreto sobre el aire de los pulmones. Éstos disminuyen su volumen disminuyendo así el volumen de líquido desalojado por el buceador, siendo menor el empuje y, de esta manera, cambiando la igualdad, que pasa de E>P a P>E.


Para finalizar la entrada incluyo otro vídeo interesante sobre la inmersión, en este caso de Guillaume Nery, junto con William Trubridge, dos de los mayores representantes mundiales de su especialidad.

viernes, 17 de diciembre de 2010

LA VIDA TIENE ESTAS COSAS

Publico una entrada que quizá pueda ser un poco rara en un blog dedicado al tratamiento de la ciencia desde un punto de vista práctico. No obstante y como reza la cabecera del blog, éste se dedica a facilitar la docencia en física y química. Puesto que esta docencia debe incluir la transversalidad indicada en el currículo, qué menos que colgar uno de los vídeos, para mí más impactantes, que dolorosamente da una muestra de compañerismo y amistad, valores hoy día bastante olvidados en pos del individualismo que la sociedad de consumo nos inculca.

Estos vídeos, extraídos del programa de Canal +, "Informe Robinson", muestra el intento del rescate de Iñaki Ochoa de Olza. Todo lo que pueda contar a modo de introducción, francamente no se acercará ni por asomo al sentimiento que os provocará (al menos a mi, cuando lo vi hace un tiempo, me dejó tocado).




Pues bien, una simple reflexión. El grupo de personas que trataron de bajar a Iñaki del Anapurna fueron propuestos para el Premio Príncipe de Asturias de los Deportes 2008. Obviamente no ganaron, lo hizo Rafael Nadal. Personalmente pienso que estos premios deberían de ser un tributo al deporte, pero más allá del triunfalismo, una muestra de valores, algo que desde galardonados como Juan Antonio Samaranch, Sebastian Coe y especialmente Hassiba Boulmerka, se ha ido perdiendo, por la búsqueda de una publicidad y autopromoción de los propios premios que quedó palpable con los que se dan a la Selección Española de Fútbol o a Fernando Alonso. Es una opinión.

Por todo ello, y lo que significa el intento de rescate de Iñaki, quedará en el blog una muestra de él, junto a un conocido proverbio chino, como reflejo de esfuerzo y pasión por lo que deseas y anhelas.

EL EFECTO DOPPLER

En definición, el efecto Doppler es el cambio aparente de la frecuencia de una onda debido al movimiento de la fuente. Una buena explicación de este fenómeno la encontré navegando; os adjunto el vídeo explicativo.


El otro día, viendo una serie bastante cómica, "LA TEORÍA DEL BIG BANG", apareció una reseña al efecto Doppler. Mirar el vídeo. Os recomiendo ver algún capítulo entero...

LOS 10 HALLAZGOS CIENTÍFICOS DEL AÑO

LOS 10 HALLAZGOS CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES DE 2010 SEGÚN LA REVISTA 'SCIENCE'

Fuente: El Pais (www.elpais.com)

1. LA PRIMERA MÁQUINA CUÁNTICA
Las leyes de la mecánica cuántica rigen el comportamiento de los átomos, las moléculas y las partículas subatómicas, es decir, el microuniverso. Sus efectos se estudian y se miden con increíble precisión, y sin ellos no cabe pensar en los experimentos de los aceleradores de partículas o en los microscopios avanzados de efecto túnel, por citar sólo dos ejemplos. Pero los objetos de tamaño macroscópico, el mundo que vemos y tocamos a escala humana, siguen las leyes de la física clásica.... hasta ahora. Unos científicos han ideado y construido un pequeño aparato muy simple, pero se mueve de modo que sólo puede ser descrito precisamente por las leyes cuánticas.
Andrew Cleland y John Martins (Universidad de California en Santa Cruz) y sus colegas han hecho un aparato muy simple y logran que vibre mucho y poco simultáneamente, siguiendo las extrañas leyes de la mecánica cuántica y demostrando que son aplicables a objetos macroscópicos. Se trata de una pequeña pestaña metálica semiconductora que interactúa con un surco cuántico; primero la enfrían hasta un estado base (el de mínima energía permitido por la mecánica cuántica) y luego la elevan (en solo un cuanto de energía) logrando generar un estado de movimiento puramente cuántico-mecánico.
Esto consiste en un diminuto remo de metal o «baqueta cuántica», de unos 30 micrómetros de longitud, pero visible al ojo humano, que vibra cuando se coloca en movimiento en un rango de frecuencias. Después, conectaron el remo a un circuito eléctrico superconductor para que alcanzara el estado cuántico, una meta largamente buscada por los científicos. Entonces, y debido a las extrañas reglas de la mecánica cuántica, consiguieron colocar simultáneamente el remo en movimiento... mientras se mantenía quieto. El remo, simultáneamente, estaba vibrando y no vibrando. Los investigadores demostraron que los principios de la mecánica cuántica pueden aplicarse a objetos cotidianos. "Nadie había demostrado hasta la fecha que, si tomas un objeto grande, con billones de átomos, la mecánica cuántica se aplique a su movimiento", dijo en su día el propio Cleland. Este descubrimiento puede abrir muchas puertas en el mundo de la física, desarrollar nuevos dispositivos para controlar los estados cuánticos de la luz o, en última instancia y aunque parezca ciencia ficción, investigar los límites de nuestro sentido de la realidad. El último gran objetivo es colocar un objeto macroscópico, algo tan grande como un ser humano, por ejemplo, en dos lugares a la vez.

2. CROMOSOMA ARTIFICIAL Y FUNCIONAL
El estadounidense Craig Venter y su equipo han construido este año un cromosoma sintético y lo han introducido en una bacteria a la que previamente le han extraído su ADN. La bacteria sigue funcionando y, aunque en este caso el genoma es una copia prácticamente idéntica de la natural, el experimento supone un gran avance que abre la vía hacia la síntesis de ADN de diseño para fabricar fármacos, productos químicos nuevos o biocombustibles. Todo un éxito de la llamada biología sintética.

3. EL GENOMA DEL NEANDERTHAL
El especialista de prestigio mundial Svante Pääbo, del Instituto Max Planck de Biología Evolutiva (Alemania) ha liderado la secuenciación del genoma del neandertal, a partir de ADN obtenido de fósiles de tres hembras de hace entre 33.000 y 44.000 años descubiertos en Croacia. Esto les ha permitido hacer comparaciones directas con los genes de la especie humana actual y han descubierto que los europeos y asiáticos (pero no los africanos) han heredado de los neandertales entre un 1% y un 4% de sus genes. En la investigación destaca la participación de científicos españoles.

4. PROFILAXIS DEL SIDA
Los ensayos clínicos de prevención de contagio del VIH mediante dos nuevos métodos han tenido éxito en 2010. Uno es un gel vaginal que contiene el antiretroviral tenofovir y reduce la infección del virus en mujeres en un 39%; el otro es un fármaco de ingestión oral y uso previo a la relación de riesgo, que ha logrado una reducción de casos de infección por VIH de un 43,8%.

5. GENES DE ENFERMEDADES RARAS
La secuenciación de pequeños fragmentos del genoma ha permitido a unos científicos que estudian patologías hereditarias poco frecuentes, provocadas por un solo gen mutado, identificar las mutaciones específicas de al menos una docena de enfermedades.

6. SIMULACIÓN MOLECULAR
La simulación por ordenador de las curvas de las proteínas al plegarse es una pesadilla para los científicos. Este año un equipo ha utilizado una de las computadoras más potentes del mundo para seguir el rastro de los movimientos de los átomos en el plegamiento de una pequeña proteína durante un tiempo 100 veces superior a simulaciones anteriores.

7. SIMULADOR CUÁNTICO
Para describir lo que ven en los experimentos de laboratorio, los físicos recurren a las ecuaciones de las teorías, pero esas ecuaciones pueden ser muy difícil de resolver. Unos científicos han encontrado un atajo haciendo simulaciones cuánticas de cristales artificiales en los que los puntos de luz láser juegan el papel de iones y los átomos atrapados en la luz son electrones. El hallazgo responde a problemas teóricos de la física de la materia condensada y puede incluso resolver el misterio de la superconductividad

8. .GENÓMICA DE NUEVA GENERACIÓN
Las tecnologías de secuenciación genómica (eumeración de las letras químicas de los genes) están permitiendo estudios a gran escala de ADN tanto actual como fósil. Se ha logrado identificar ya, por ejemplo gran parte de las variaciones genómicas que nos hacen específicamente humanos.

9. REPROGRAMACIÓN CELULAR
Las técnicas que permiten reprogramar células de manera que se invierte su desarrollo para que se comporten como células madre no especializadas en un embrión se han hecho habituales en los laboratorios de genética del desarrollo. Este año, unos investigadores han encontrado una forma de hacerlo con ARN sintético, una técnica el doble de rápida que la normal, 100 veces más eficaz y potencialmente segura para su utilización terapéutica.

10. EL REGRESO DE LAS RATAS
Aunque los ratones son los animales por excelencia de los laboratorios de biología, los científicos prefieren utilizar ratas porque es más fácil trabajar con ellas y anatómicamente son más similares a los humanos. Pero hasta ahora había un problema: los métodos de hacer ratones con genes específicos inutilizados para desvelar su función (por las carencias o problemas que presente el animal) no funcionaban en ratas. Este año se han abierto vías para hacer ratas knockout, como se llaman este tipo de animales modificados genéticamente, lo que facilita el pleno regreso de esta especie a los laboratorios.
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