sábado, 31 de enero de 2009

Ordenadores embebidos con Windows XP

En Cotsjournalonline hemos encontrado un interesante artículo que habla de diferentes ordenadores embebidos con Windows XP.

El modelo que muestra la fotografía es el Celeron M PCI-104 Card Meets HALT Conditions de Ampro. Otras empresas que ofrecen este tipo de ordenadores son Arcom, Diamondsystems, Kontron, Embeddedsys, Octagonsystems, Parvus, Rtd, Versalogic, Win-ent y Winsystems.

El ordenador checo ALIX se vende a un precio de 86 euros. Estos equipos han sido utilizados por los profesores de Olot para el sistema de control de consumo eléctrico y calefacción en su centro.

jueves, 29 de enero de 2009

Worldmapper

En Worldmapper podemos consultar mapas mundiales indicativos de todo tipo de factores (producción de bienes, importaciones, exportaciones, esperanza de vida...). Como muestra podemos ver los gráficos de los países importadores y exportadores de ordenadores.

Países exportadores de ordenadores.

Países importadores de ordenadores.

lunes, 26 de enero de 2009

El pulsilogium

Galileo Galilei y el fisiólogo Santorio construyeron un péndulo especial, que denominaron pulsilogium, para medir el pulso de un paciente. Un siglo más tarde de la Croix utilizó el pulsilogium para estudiar el funcionamiento del corazón.

Galileo estudió ampliamente los péndulos y llegó a la conclusión de que, siempre que el ángulo de oscilación fuese menor de 15 grados, el periodo del mismo era prácticamente independiente del peso oscilante y dependía sólo de la longitud del hilo.

El Pulsilogium de Santorio consistía en una bola de plomo suspendida por un hilo de seda a manera de péndulo. Un impulso dado a la bola ponía en marcha el mecanismo que se ajustaba al pulso explorado alargando o acortando la longitud del péndulo. El aparato se completaba con una escala graduada que permitía por primera vez medir la frecuencia del pulso y su clasificación en taquicárdicos o bradicárdicos.

Galileo también utilizó este instrumento en su estudio del movimiento de los cuerpos.

La fórmula que permite calcular el periodo (T) de un péndulo simple es la siguiente (El periodo es el tiempo en segundos que tarda en realizar una oscilación completa).

En ella L es la longitud del hilo medida en metros y g la aceleración de la gravedad (9,8 m/s²).

La física, aventura del pensamiento

Según la clave descubierta por Galileo, si un cuerpo no es empujado ni arrastrado, en suma, si sobre él no actúan fuerzas exteriores, se mueve uniformemente, es decir, con velocidad constante y en linea recta. Por lo tanto, la velocidad de un cuerpo no es indicio de que sobre él obren o no fuerzas exteriores. (Pag. 15)

Luego, no es la velocidad misma sino su variación lo que resulta como consecuencia de la acción de empujar o arrastrar. Galileo lo vio claramente y escribió en su obra Dos ciencias nuevas: "... Toda velocidad, una vez impartida a un cuerpo, se conservará sin alteración mientras no existan causas externas de aceleración o retardo, condición que se cumple solamente sobre planos horizontales; pues el movimiento de un cuerpo que cae por una pendiente se acelera, mientras que el movimiento hacia arriba le retarda; de esto se infiere que el movimiento sobre un plano horizontal es perpetuo; pues, si la velocidad es uniforme, no puede disminuirse o mermarse, y menos aún destruirse". (Pag. 16)

"La Física, aventura del pensamiento", Albert Einstein / Leopold Infeld, Editorial Losada, Buenos Aires, 1939
Existe una edición posterior titulada "La evolución de la física", Albert Einstein / Leopold Infeld, Editorial Salvat, Barcelona, 1995

sábado, 24 de enero de 2009

Experimento de la doble rendija (1)

Hemos tratado de reproducir el experimento de la doble rendija de Young. Para ello también hemos utilizado un pequeño laser de los usados para señalar sobre las proyecciones de diapositivas. A continuación se pueden ver algunas imágenes de los efectos provocados por la difracción.

Imagen producida por un alambre de hierro de 0,2 mm.

Imagen producida por el mismo alambre de hierro, cuando se elimina mediante una pantalla la luz que pasa por uno de sus bordes. En la zona central ha desaparecido el efecto de la difracción.

Imagen producida por dos agujeros realizados en un papel de aluminio con la punta de una aguja. Los agujeros son de 0,2 mm de diámetro y están separados 0,5 mm.

Imagen producida por nuestra rejilla de difracción de construcción casera. Está fabricada con hilos de cobre de 0,3 mm de diámetro, pero con espacios entre ellos muy variados. La idea era haber conseguido unas aberturas de 0,3 mm, pero los hilos de cobre no quedan lo suficientemente tensos y estas aberturas varían de una zona a otra de la rejilla.

Modificación realizada en el puntero laser para que sea fácil de sujetar al soporte y se pueda disponer de un interruptor. El laser rojo tiene una longitud de onda de entre 630 y 680 Nanómetros (nm) y una potencia menor de 1 mW. Funciona con tres pilas botón. El diodo laser es de la clase II A. Las tres pilas botón alcalinas (PLE AG-13 también conocidas como LR44 con una tensión nominal de 1,5 voltios) colocadas en serie, en nuestro caso estaban proporcionando un voltaje total de 0,24 voltios (Estas pilas se encuentran desde 0,11 €).

Rejilla de difracción.

Montaje con el laser y la rejilla de difracción.

Montaje con el laser y un simple alambre. También se utiliza una pantalla para interceptar la luz que pasa por la parte superior del alambre.

Montaje con el laser y el doble agujero sobre el papel de aluminio.

Utilización de un prisma, recuperado de una vieja lupa binocular, para ajustar la altura del rayo laser.

Vista ampliada de los dos agujeros realizados sobre el papel de aluminio.

Dibujo esquemático de la manera de montar la rejilla de difracción de alambre de cobre de 0,3 mm.

Usando el papel de aluminio con dos agujeros separados 0,5 mm (D) se produjeron bandas de difracción separadas 4,5 mm (B), estando la pantalla de proyección a 3.450 mm (L). Con estos datos se realizó el cálculo de la longitud de onda del rayo laser que resultó ser de 652 Nanómetros. Acercando el montaje a la pantalla de proyección, considerando D igual a 0,5 mm, se midió de nuevo B que resultó ser de 2,5 mm y L que era de 1.780 mm. Con estos datos resulta una longitud de onda de 702 Nanómetros. En este segundo caso hemos cometido un mayor error relativo al tomar la medida de B, con lo que resulta una longitud de onda más alejada de la real.

Se pueden conseguir diodos laser en Photonic Products y en muchos otros fabricantes de componentes electrónicos. Farnell distribuye el diodo laser ADL-80Y01TL de 200 mW de potencia y 1,7 voltios a un precio de 21,16 €. También se encuentra una variada selección de diodos laser en Ebay.

Placa PICAXE 28

El equipo de Robolot liderado por Toni Moreno ha elaborado una placa de circuito impreso para aprovechar al máximo el microcontrolador PICAXE 28.

Esta placa, conocida como "placa PLC", dispone de 8 entradas digitales (De la 0 a la 7), 4 entradas analógicas (De la 0 a la 3), 8 salidas que permiten una intensidad de 0,5 A (De la 0 a la 7), 4 terminales para el control de giro de dos motores (Motor A y motor B) y una intensidad de 2,5 A (Utiliza los mismos pines 4, 5, 6 y 7 de las 8 salidas anteriores), 3 conectores para servos (Utiliza los mismos pines 1, 2, y 3 del conjunto de las 8 salidas), un conector RJ6 para las entradas analógicas 0 y 1, un conector RJ45 para las entradas digitales 4, 5, 6 y 7 y para los dos terminales del motor A, un puerto serie para la comunicación con el ordenador (PICAXE), un puerto serie insertable para la comunicación con el ordenador (PIC) y un puerto de comunicación por infrarrojos.

En la siguiente imagen se muestra la disposición de los terminales de la placa PLC.

VCC es la tensión de alimentación de la placa PLC (Entre 8 y 35 voltios). Para la alimentación de los motores A y B se puede elegir, mediante un conmutador, entre los 5 V proporcionados por el regulador de tensión y VCC.

Para accionar los motores A y B se han de poner en valor alto o bajo dos pines, tal como muestra el cuadro siguiente. Esto se consigue con los comandos high y low.

El puerto RS232 (Para microcontroladores PIC) se inserta al lado del zócalo del microcontrolador y se selecciona mediante el conmutador para poder programar PICs con el ordenador y un software adecuado. La otra posición de este conmutador conecta el puerto de infrarrojos (Conjunto de LED de infrarrojos y fotodetector).

Disposición de los terminales de los conectores RJ6 y RJ45. En el terminal RJ45 está la conexión de +5V, las entradas digitales I4, I5, I6 e I7, la salida digital O1 y los terminales del motor A (MA1 y MA2). El pin de la entrada digital I7 también se utiliza para el bit 3 de la variable Pa.

Situación en la placa del LED de infrarrojos y el fototransistor que forman parte del puerto de infrarrojos.

El array de resistencias de 1K tiene un extremo marcado con un punto (Coincide con la zona serigrafiada). Éste es el terminal común que se ha de situar sobre la pista del circuito impreso más ancha (En la cara superior está marcada con un cuadrado).

El resonador cerámico de 16 Mhz tiene tres patas. Se ha de colocar con la zona serigrafiada hacia afuera del microcontrolador.

El diseño está basado en este esquema de PICAXE.

La placa de circuito impreso de dos caras incluye otras pequeñas placas, que se pueden separar fácilmente, para colocar sensores y conectores RJ45 y RJ6 para facilitar el cableado.

En A se situa el microcontrolador PICAXE 28, en B está el integrado ULN2803 que incorpora 8 transistores Darlington para amplificar la señal del microcontrolador y poder accionar pequeños motores, en C se encuentra el circuito integrado L298 un puente H para el control de dos motores, en D se ha de soldar el conector para el puerto serie, en E se ha de soldar el conector RJ6 (Tipo linea telefónica), en F se ha de soldar el conector RJ45 (Tipo red informática), en G y H van dos tiras de 8 resistencias de 1 K para los LEDs, en I se ha de colocar un fototransistor de infrarrojos (Receptor), en J está el diodo LED de infrarrojos (Emisor) y en K el regulador de tensión 7805.

Esta placa se puede pedir a la Asociación de Alumnos del IES La Garrotxa que las vende a un precio de 8,5 € (Se ha de pedir un mínimo de 6 placas).

En Robocat podemos encontrar información para la construcción de microbots, normas de competición, etc. En el bloc Solo Picaxe se puede encontrar mucha información sobre estos microcontroladores.

Se pueden conseguir servomotores a 4,95 € en Conrad International.

Para la programación de la placa se puede insertar un microcontrolador PIC de 28 pines, como por ejemplo, el PIC16F873A u otro compatible. En este caso, el microcontrolador se ha de “preprogramar” con un bootloader. En este caso es posible programar el chip con cualquier otro sistema de programación como el ANSI “C” o directamente en ensamblador.

martes, 20 de enero de 2009

El frigorífico de Einstein y Leo Szilard

Entre 1926 y 1933 Einstein y Szilárd trabajaron juntos en el diseño de refrigeradores mejorados para uso doméstico. Al parecer, se interesaron por el tema después de que toda una familia berlinesa muriera por los efectos tóxicos de los vapores que salieron de un refrigerador que tenía las juntas deterioradas. Se propusieron construir un modelo que no necesitase de partes móviles y que, por tanto, no incorporase juntas de estanqueidad ni elementos de sellado. Para ello tuvieron que estudiar nuevos ciclos de refrigeración. Einstein, que había trabajado durante años en la Oficina de patentes suiza, consiguió 45 patentes en varios países, para tres modelos diferentes.

Este refrigerador no se llegó a comercializar. La empresa sueca AB Electrolux compró algunas de las patentes para evitar que surgiera un nuevo competidor en el mercado. Tan sólo se llegaron a construir algunas unidades de demostración. La invención del freón en 1930 permitió el desarrollo a gran escala de los refrigeradores de compresión y el abandono definitivo de los refrigeradores que, como el de Einstein, utilizaban ciclos de absorción.

La máquina de Einstein y Szilárd es un refrigerador de absorción. Este ciclo de absorción utiliza amoníaco (El fluido que iguala la presión), el butano (Es el elemento refrigerante), y el agua (Absorbe el amoniaco), no tiene partes móviles y sólo necesita una fuente de calor.

El amoníaco que llega al evaporador (1 en el dibujo) en estado líquido a través del tubo 30, se mezcla con el butano líquido que llega a través del tubo 11 desde el condensador. En el evaporador toman calor del entorno y se evaporan. Esto es debido en parte al hecho de que en el evaporador la presión es baja. La mezcla de gases (Butano y amoníaco) pasa a continuación al condensador (6 en el dibujo) donde es rociado con agua. Debido a que el amoníaco es soluble en agua, pero no así el butano, el gas amoníaco queda retenido dejando libre el butano, en un primer momento.

Por otra parte al entrar en el condensador el butano se ve sometido a una presión bastante mayor que le obliga a licuarse. Debido a que el peso específico del butano es menor que el del amoníaco, el butano se sitúa en la parte superior sobre la disolución de agua y amoníaco. El butano líquido entonces pasa hacia el evaporador por el tubo 11 para repetir el ciclo. La disolución de agua y amoníaco se dirige por el tubo 27 hacia el regenerador (29 en el dibujo) en donde se calienta mediante un mechero, o una resistencia, separándose el amoníaco del agua. El amoníaco vuelve al evaporador por el tubo 30 y el agua sube hasta el depósito 33, desde donde se dirige por el tubo 37 al rociador del condensador.

lunes, 19 de enero de 2009

Innovar en tiempos de crisis y en todo momento

Durante el año 2008 la empresa alemana SIEMENS incrementó el número de patentes en un diez por ciento sobre el total de las conseguidas el año anterior. Esta compañía dedica alrededor de 32.500 investigadores e ingenieros que consiguieron unas 8.200 patentes el pasado año, alrededor de 37 invenciones por día de trabajo. De todas ellas 5.000 son nuevas invenciones. Con las patentes de 2008 el total de las mismas que explota la empresa ascienden a unas 55.000.

El 6 de diciembre pasado el Consejero Delegado, Peter Löscher, dió a conocer los nombres de 12 de sus investigadores que optaban al premio "Inventor of the Year Award". Estas 12 personas son responsables de cerca de 800 patentes. Las bases del premio priman las innovaciones en el campo del uso eficiente de la energía y la protección del medio ambiente, campos en los que trabajan 6 de los 12 investigadores de SIEMENS.

Las invenciones que optaban al premio incluyen turbinas eólicas sin engranajes, nuevas aleaciones resistentes a altas temperatura para palas de turbina, un sistema para mejorar la combustión en calderas de gas y un método para reducir la dosis de radiación utilizada en tomografía. Siemens se ha presentado al premio cada año, desde 1995.

El Dr. Peter Berdelle-Hilge (Constanza, 55 años) ha simplificado notablemente y aumentado la velocidad de las clasificadoras de de cartas de gran formato. De los dos procesos necesarios hasta ahora para direccionar una carta, en este nuevo diseño se han reducido a uno.

Herbert Brunner (Regensburg, 44 años) ha mejorado la eficiencia de los diodos emisores de luz (LED) variando el diseño con materiales más resistentes al calor.

Eric Chemisky (Karlsruhe, 40 años) ha desarrollado un sensor piezoeléctrico que mide simultáneamente la presión y la temperatura en procesos petroquímicos.

El Dr. Winfried Esser (Mülheim ad Ruhr, 58 años) ha inventado un nuevo proceso para la producción de grandes álabes de turbina, que produce menos residuos y con menores costes.

El Dr. Gerald Hohenbichler (Linz, 44 años) ha mejorado la electrónica utilizada en la producción de chapa de acero, con el fin de conseguir un importante ahorro de energía.

El Dr. Rainer Lochschmied (Rastatt, 46 años) ha desarrollado un sistema de control del flujo de gas para calefacción, que optimiza la mezcla de aire y gas y reduce las emisiones de dióxido de carbono.

El Dr. Visvanathan Ramesh (Princeton, 46 años) ha desarrollado complejos algoritmos en cámaras utilizadas en visión artificial.

El Dr. Rainer Raupach (Forchheim, 36 años) ha optimizado las imágenes de los tomógrafos utilizados en evaluación médica. De esta forma se consigue reducir la dosis de radiación a que se expone a los pacientes hasta en un 75 por ciento, mientras se mantiene la calidad de la imagen.

El Dr. Eike Rietzel (Erlangen, 38 años) ha mejorado la tecnología de emisión del haz de partículas para el tratamiento de tumores, consiguiendo dirigir la radiación con precisión milimétrica.

El Dr. Tevfik Sezi (Nuremberg, 55 años) ha creado una nueva forma de medición de potencia de transmisión que hace que las líneas de suministro de energía tengan un funcionamiento más seguro y con menos pérdidas.

El Dr. Martin Stetter (Munich, 44 años) ha desarrollado una herramienta de simulación para el diagnóstico molecular que puede ser utilizada para la detección temprana de la enfermedad.

Henrik Stiesdal (Brande, 51 años) es un pionero en el desarrollo de parques eólicos en Dinamarca. Actualmente está desarrollando un aerogenerador más robusto que pueda funcionar sin engranajes.

domingo, 18 de enero de 2009

10 libros para entender que es ciencia (1)

Galileo y el movimiento uniformemente acelerado - 1590

De la grandiosa obra de Galileo, los colegas que han elegido los experimentos de la historia que dan base a este libro escogieron el que estudia la caída libre de los cuerpos. Creo que lo han hecho con todo fundamento, y sería torpe por mi parte no lograr transmitir al lector la importancia del mismo. Se trata del experimento de las bolas dejadas caer desde la torre de Pisa. Se dice que Galileo llevó a cabo esta prueba a los veintiséis años. En realidad, Galileo no se dedicó a poner a prueba su intuición en cuanto al tremendo error de Aristóteles tirando bolas desde ninguna torre, sino utilizando un plano inclinado. La inmensa ventaja de Galileo respecto a Aristóteles fue que el toscano midió, mientras que el estagirita se limitó a aceptar su intuición y, sobre todo, el principio de autoridad de sus antecesores, cosa que sus sucesores siguieron haciendo durante veinte siglos. Aristóteles dijo que los cuerpos caían más o menos rápidamente en virtud de su peso, es decir: existía una relación entre el peso y la velocidad. Por supuesto, también era obvio que la distancia recorrida por un cuerpo en movimiento era siempre proporcional al tiempo que llevaba moviéndose. Galileo lo midió y vio que todo era rotundamente falso. Como dijo el propio Galileo en su época más prudente: «Hay dos clases de imaginación poética, la que inventa fábulas y la que está dispuesta a creérselas».

¿Qué midió Galileo? Aquí viene el primer signo de grandeza: el espacio y el tiempo. Al otorgarles la categoría de sede de los fenómenos físicos del universo, por primera vez se les da a ambas magnitudes la importancia que merecen. ¿Por qué las midió? Porque a partir de ellas se podían definir las magnitudes que describen esos fenómenos físicos, por ejemplo, la velocidad y, sobre todo, la aceleración. ¿Para qué? Para establecer leyes universales, es decir, fórmulas matemáticas que describan y predigan el movimiento en la Toscana, en Roma o en Júpiter.

Vayamos por partes. Empecemos por medir el espacio y el tiempo. Para medir una distancia entre dos puntos utilizamos reglas, es decir, un listón marcado con rayas separadas por longitudes idénticas. Esto no parece difícil. Galileo usaba reglas de latón con marcas separadas entre sí algo menos de un milímetro, en concreto, 0,094 cm. Naturalmente, él no conocía el sistema métrico decimal, por lo que a esa distancia le llamaba, porque sí, «punto». Pasemos al tiempo. Esto sí que es difícil. Galileo medía el tiempo de tres formas. La primera, la menos práctica, aunque parezca mentira, era con el péndulo. No es necesario explicar al lector cómo lo hacía porque lo puede imaginar fácilmente, y además, Galileo apenas utilizó este método, aunque a lo largo de toda su vida hubiese pensado en diferentes ocasiones en cómo construir un reloj basado en el péndulo. Galileo solía medir intervalos de tiempo con un reloj de agua. De un recipiente grande pasaba agua a otro, éste graduado, a un ritmo uniforme a través de un tubo que tenía un grifo. Éste permitía abrir o cortar el flujo de agua. Midiendo y midiendo, graduó sus tubitos y llegó a la conclusión de que el flujo de su «reloj» era de (lo que hoy llamaríamos) 1.440 centímetros cúbicos por segundo: casi litro y medio; tanto volumen por segundo era conveniente porque cuanta más agua pasara de un recipiente a otro más precisa era la medida. El caso real es que Galileo llamaba «grano» a la unidad de cantidad de agua y que la precisión que podía medir era de 16 granos de agua. Al intervalo de tiempo que se necesitaba para pasar esa cantidad de agua de un recipiente a otro lo llamó «tempo». Equivalía a 1/92 segundos: ¡Galileo era capaz de medir el tiempo con una precisión de casi una centésima de segundo!

La tercera forma de medir el tiempo que tenía Galileo era la más divertida: tocando el laúd. Recuerde el lector que don Vincenzo Galilei era un virtuoso de ese instrumento y un maestro de la teoría musical. Su hijo también tocaba muy bien el laúd, así que pensaba en una melodía de ritmo vivo y cuando soltaba una bola para que rodara por un plano inclinado se ponía a tocar y paraba cuando la bola pasaba por una marca. Miraba en la partitura hasta dónde había llegado y contaba las notas musicales que había tocado, obteniendo así una medida bastante precisa del intervalo de tiempo transcurrido.

La evolución de los objetos en el espacio y en el tiempo se llama movimiento. Galileo se dio cuenta de que todos los movimientos (o casi) se pueden dividir en tres clases: el uniforme, el acelerado y el periódico, incluido en éste el circular. En el primero, el espacio que recorre el cuerpo en movimiento es directamente proporcional al tiempo. La constante de proporcionalidad se llama velocidad, de tal modo que en esta clase de movimiento la velocidad es el cociente entre el espacio recorrido por el móvil y el tiempo que tarda en recorrerlo. Es tan obvio que no hay que explicarlo. Nosotros la expresamos en metros por segundo (m/s) o kilómetros por hora (km/h) y Galileo en puntos por tempos (p/t). Un ejemplo de este tipo de movimiento es el que lleva a cabo una nave espacial con los motores apagados fuera de toda influencia gravitatoria de planetas y estrellas. Éste, que parece el más simple y en la naturaleza es raro, es el único al que le prestó atención Aristóteles.

El segundo movimiento es el uniformemente acelerado. En este caso, la aceleración es el aumento (o disminución) de la velocidad dividido por el tiempo en que se produce o, dicho de otra manera, el espacio recorrido por el cuerpo es proporcional al tiempo al cuadrado. Un ejemplo de este movimiento es el de una piedra que cae sobre la superficie terrestre. A la aceleración que imprime la gravedad se la suele llamar g, precisamente en honor a Galileo, y de aquí la fórmula e= gt2/2. A muchos lectores les aburren las matemáticas, pero no deben preocuparse, porque a Galileo le pasaba lo mismo.

Galileo leyó el lenguaje en que estaba escrito el libro del universo: las matemáticas. Pero las matemáticas del insigne profesor de la Universidad de Padua eran extraordinariamente rudimentarias: cuatro reglas y poco más. Por ejemplo, no utilizaba decimales, sino sólo los llamados números naturales: los enteros positivos. Por ello, por no preocuparse demasiado por las matemáticas, los textos de Galileo se hacen singularmente farragosos cuando trata de explicar los cálculos que ha hecho. Por ejemplo, todo lo hizo a base de proporciones, o sea, «si un cuerpo se mueve a tal velocidad... y otro a tal otra... la relación de tal y cual entre el primero y el segundo es el doble que si...». Un lío. Hoy día es cosa de niños, o sea, que se aprende en la más tierna infancia, aquello de que e=vt en el movimiento uniforme y e=at2/2 en el acelerado.

Para demostrar los errores de Aristóteles, a Galileo le bastó con tirar bolas desde una torre. Pero recuerde el lector que desmintió a Aristóteles, sí, pero las bolas no llegaban todas a la vez como él decía. Aquello le hizo pensar que tenía que estudiar el movimiento mucho más a fondo. Para Galileo, nunca se insistirá demasiado, estudiar significaba medir. Tenía que medir las distancias recorridas por las bolas y el tiempo que tardaban en hacerlo. Pero ¿cómo se mide exactamente la altura de la torre de Pisa con una regla de latón? ¿Y el tiempo que tarda la bola en caer con dos depósitos de agua o, lo que es peor, tocando el laúd? Entonces se le ocurrió lo del plano inclinado, uno de los experimentos más bellos de la historia.

El plano inclinado de Galileo no era más que un tablón de unos siete metros a lo largo del cual un carpintero le hizo una muesca a modo de canal. Este canal y sus bordes estaban muy bien pulidos e incluso engrasados para evitar el rozamiento lo máximo posible. El tablón se colocaba formando un cierto ángulo con el suelo. Aunque Galileo cambió este ángulo de inclinación muchas veces, no es del todo necesario. Galileo hacía marcas a distintas distancias y soltaba una bola desde cada una para que cayera rodando a lo largo de la muesca. Mientras tanto, abría el grifo del agua o se ponía a tocar el laúd. (Creo que le hubiera sido más fácil cantar la melodía.) En cuanto la bola llegaba al extremo inferior del tablón, o sea, al suelo, cerraba el grifo o dejaba de tocar. Traducía la cantidad de agua o las notas musicales a tempos y tomaba nota. Después de repetir la operación muchas veces para disminuir el error, cogía todas sus anotaciones y a la vista de ellas meditaba profundamente.

Galileo descubrió que el movimiento de la bola se puede descomponer: el movimiento horizontal por un lado y el vertical por otro. Los dos son uniformemente acelerados. Acababa así, sin saberlo, de poner las bases del concepto de vector.

Segundo descubrimiento. Si la bola se deslizara sin rodar, o sea, si no hubiera rozamiento entre la bola y el tablón, se cumpliría exactamente que la velocidad con que llega al suelo es proporcional al tiempo, v=at; sólo a partir de entonces, o sea, rodando la bola por el suelo, es cuando únicamente se cumple la regla de Aristóteles, porque si no hubiera rozamiento el movimiento sería uniforme y la bola se desplazaría indefinidamente a la misma velocidad. Si la bola no fuese ligeramente frenada por el aire de la habitación, se cumpliría exactamente que e=at2/2. Así, Galileo acababa sin saberlo, de inventar los modelos físicos: condiciones ideales que permiten formular leyes exactas que después se someten a aproximaciones sucesivas para reproducir la realidad. La aceleración que imprime la Tierra a los objetos que caen es siempre la misma, independientemente del peso de los mismos, y es (en nuestras unidades), aproximadamente, de un aumento de la velocidad de 10 m/s cada segundo, o sea, 10 m/s2. Esta es la g de Galileo.

Muchos otros descubrimientos siguieron a este experimento: la expresión matemática de fenómenos, lo fructífera que es una medición precisa, etc., etc. (Pags. 76-81)

"De Árquímedes a Einstein", Manuel Lozano Leyva, Debate 2006

¡Pero si es natural!

La palabra «natural» vende. Bastan algunas frases como «beneficios naturales», «sabor natural» o «vitaminas naturales» sobre una etiqueta para que las ventas se disparen, ya que mucha gente asume que las sustancias naturales son de alguna manera superiores a las sintéticas, y están deseando pagar más por los supuestos beneficios. Los consumidores también tienden a pensar que la creación de sustancias naturales no comporta ningún tipo de proceso industrial. En ambos casos están equivocados.

La equiparación de «natural» con «seguro» y «sintético» con «peligroso» es una de las mayores falacias científicas. Una breve reflexión revela rápidamente que la naturaleza no es benigna. Las toxinas producidas por las bacterias en los alimentos son perfectamente naturales, pero pueden ser mortales. Uno de las sustancias causante de cáncer más poderosa es la aflatoxina, el producto del moho. Ricino, una proteína encontrada en semillas de aceite de ricino es probablemente el mayor veneno químico que jamás haya sido aislado. Un bocado de la seta amanita phalloide puede ser mortal. El cianuro que se genera de forma natural en la yuca puede matar. El virus VIH no fue creado por el hombre. Los simples rayos del sol pueden causar cáncer de piel y las algas tóxicas pueden envenenar a los peces o a las personas que las comen. La hiedra venenosa o el escozor de las ortigas pueden provocar unas «experiencias naturales» sumamente desagradables. Y ni siquiera hemos hablado de las picaduras de abejas y escorpiones o de la mordedura de las serpientes.

Sin embargo, persiste el mito de que determinadas sustancias producidas por la naturaleza son superiores a aquellas fabricadas en el laboratorio. La vitamina C natural extraída del escaramujo, el fruto del rosal silvestre, alcanza un precio mucho más elevado que la vitamina C hecha en el laboratorio a base de glucosa, aunque ambas son idénticas, su estructura molecular es la misma y no hay forma de distinguir una sustancia de la otra. El condimento de vainilla natural extraído de la semilla de vainilla es mucho más caro que su análogo sintético, el cual se puede obtener a partir de residuos de pasta de papel.

Quizá no suene muy apetecible, pero el componente sintético llamado vainilla es idéntico a la vainilla que se encuentra en la semilla. Está comprobado que la versión artificial no tiene exactamente el mismo sabor que la natural pero esto se debe a que el sabor natural es menos puro, ya que contiene otros compuestos que se generan en la semilla de vainilla junto a la misma vainilla.

Para los fabricantes, el atractivo de la vainilla natural está en la gente que prefiere pagar más dinero por ella. Para muchos consumidores el atractivo radica en los supuestos beneficios para la salud de un producto natural y en que el suministro mundial de vainilla natural no es suficiente para cubrir la demanda. Madagascar, Tahití e Indonesia son las potencias mundiales en producción de vainilla, pero no pueden producir suficientes semillas. La industria de los condimentos ha respondido a esta situación de manera intervencionista produciendo vainilla sintética, aunque el margen de beneficio es considerablemente inferior al que se obtendría si los productores fuesen capaces de crear un condimento que pudiera etiquetarse como «condimento de vainilla natural».

¿Cómo podemos, entonces, crear vainilla natural sin necesidad de cultivar semillas de vainilla? Es posible hacerlo a través de un proceso conocido comúnmente como «biotransformación». Las biotransformaciones son las reacciones que utilizan catalizadores naturales denominados enzimas. De hecho, una de las reacciones químicas más antiguas que se conocen como biotransformación es la conversión del azúcar en alcohol. Al fermentar, las enzimas cumplen muy bien esta función. Llevamos miles de años elaborando vino y cerveza por medio de estas biotransformaciones. Los mohos y los hongos son también grandes generadores de enzimas. El sabor del queso Brie, por ejemplo, es el resultado de varios compuestos producidos cuando las enzimas que están presentes en el moho se aplican a las capas superficiales del queso y reaccionan con la grasa y las proteínas de la leche.

El mundo microbiano nos proporciona muchas enzimas capaces de llevar a cabo gran variedad de biotransformaciones. Asi mismo, hoy en día existe un gran interés por encontrar microbios específicos para realizar el trabajo de las enzimas a fin de que el producto de la reacción pueda etiquetarse como «natural». Proponemos un ejemplo interesante. Uno de los sabores originales de la manzana proviene de un producto químico denominado ácido málico. Esta sustancia es también responsable de la acidez de las manzanas. En teoría, podría extraerse de ellas, concentrarse y etiquetarse como «condimento de manzana natural». Entonces podríamos usarlo en la producción de alimentos con sabor a manzana que, a su vez, se publicitarían como productos que contienen condimentos naturales de manzana. Incluso podríamos usarlo como aditivo para ajustar la acidez de los alimentos previamente procesados y también se anunciaría como natural. Pero la extracción del ácido málico de las manzanas sería poco práctica y muy cara.
Por otra parte, se ha hallado un microbio que es capaz de crear ácido málico desde el ácido fumárico, el cual se encuentra en muchas plantas. Pero no necesitamos el ácido fumárico de las plantas porque un hongo llamado rhizopus nigricans puede generarlo a partir de glucosa, y ésta puede hacerse a base de fécula gracias al moho aspergillus Níger. La fécula es abundante y barata. Así que la cuestión es que podemos generar ácido málico a través de una serie de biotransformaciones que comportan un gran tratamiento tecnológico con equipos complejos, pero el producto aún puede etiquetarse como natural, ya que las transformaciones las realizan microorganismos de manera natural.

El ácido málico puede fabricarse a bajo costo utilizando técnicas químicas corrientes, pero aunque el ácido málico creado de esta manera es exactamente como la sustancia natural, por ley no podría etiquetarse así, de modo que sólo alcanzaría una fracción de su precio. Ahora podemos ver por qué los fabricantes de condimentos buscan microbios capaces de producir vainilla a partir de una materia prima común como la fécula. Si los encuentran serán capaces de vender sus productos como naturales aunque su sabor no sea el mismo que el de la vainilla natural (ya que, como se ha explicado anteriormente, la vainilla natural contiene otras sustancias que contribuyen a formar su sabor definitivo). Nos encontramos por tanto, finalmente, en esta situación: una sustancia, por ejemplo la vainilla, podrá etiquetarse como natural o artificial en función del proceso utilizado para su producción. Al consumidor se le cobrará más por la versión natural aumentando así el beneficio de los fabricantes. Es obvio que se paga por conocer la química, tanto el fabricante como el consumidor.

Mientras que las biotransformaciones tienen un gran interés económico puesto que permiten fabricar productos mucho más comerciales, también poseen un gran interés científico, ya que permiten la fabricación de compuestos que serían muy difíciles de sintetizar mediante técnicas de la química tradicional, reduciendo además sus costes. Observemos el siguiente ejemplo. Unos de los principales componentes del sabor de los pomelos es la notcatona, el cual se encuentra en la fruta en cantidades muy pequeñas y es muy difícil de extraer. Por esta razón este componente natural se vende a diez mil dólares el kilo. Se puede disponer por menos dinero de una versión sintética hecha a partir de valenceno, sustancia que se encuentra en el aceite de naranja, pero sería muy costoso de producir a gran escala, y una producción a gran escala de notcatona tiene un verdadero interés comercial. Estudios recientes han demostrado que el jugo de pomelo tiene la capacidad de incrementar la potencia de algunos medicamentos —como la ciclosporina (usada para reducir los casos de rechazo en los transplantes de órganos); o la lovastatina, (usada para bajar los niveles de colesterol)—. La notcatona es la sustancia que con mayor probabilidad es responsable de estos efectos. En el futuro será posible prescribir menores dosis de estos medicamentos si la notcatona se añade a los mismos. Los efectos secundarios también se reducirían y como la ciclosporina se extrae de un hongo y la notcatona se obtiene mediante biotransformaciones, esta pildora de alta tecnología podría etiquetarse legalmente como «completamente natural».

El término «natural» con frecuencia se utiliza sin demasiado sentido o de una manera engañosa, pero hay que admirar la ingenuidad de algunos comerciantes cuando lo utilizan para describir sus productos. Un acondicionador de cabello llevaba una etiqueta que rezaba «todos los ingredientes naturales», incluyendo dentro de estos ingredientes la dimeticona. Este compuesto es más conocido como una silicona. Sin duda un excelente acondicionador, pero difícilmente natural. Cuando preguntaron al fabricante, explicó que este tipo de siliconas podían considerarse como naturales ya que están fabricadas a partir de arena, una sustancia genuinamente natural. Entonces, si se necesita alta tecnología y algunos productos químicos para llevar a cabo las transformaciones, ¿quién autoriza pequeñas licencias como la que acabamos de ver, en aras de mejorar la estrategia comercial?

O también, ¿qué ocurre con el «pastel de crema de limón natural» que contiene propionato de sodio, benzoato sódico y color artificial? La presencia de estos conservantes y del colorante no es una causa de preocupación pero seguramente si es suficiente para excluir la designación de «natural».

Sin embargo, un portavoz del fabricante sostiene que la etiqueta está justificada. «Natural», dice, «no describe la tarta, sino el sabor a limón». Supongo que podrían haber hecho la tarta con condimentos artificiales de limón, pero debido al interés que parece tener para el consumidor, la empresa decidió usar extractos de limón natural. Asimismo un anuncio televisivo sobre un laxante decía de él que actuaba de manera natural y no química. Y también se dice que el agua de botella carbonatada contiene «dióxido carbónico natural». Realmente nadie querría que ese peligroso sintético de CO2 contaminase su organismo, pero tal sin sentido es suficiente para que alguien lo beba. Entonces, ¿qué debería beber esa persona? Por supuesto agua natural de manantial ¿Qué importa si contiene hidrógeno sulfúrico o arsénico? Pueden ser toxinas... ¿Y qué?, si son naturales... (Pags. 67-71)

"Radares, Hula Hops y cerdos juguetones", Joe Schwarcz, Robinbook 2007

Central de ciclo combinado de Rudeshur (Irán)

Durante los años 2005 y 2006 la compañía TRANSGERMA transportó tres cargamentos para la central de ciclo combinado de Rudeshur (Irán), situada a unos 60 km al sudoeste de Teherán, desde las fábricas de SIEMENS en Alemania y otros países europeos. Estos elementos incluían turbinas de gas de 310 toneladas, generadores eléctricos de 320 toneladas y un transformador de 260 toneladas.

Los diferentes elementos fueron cargados en los puertos de Bremen, Constanza y Gijón y llevados hasta el puerto iraní de Bandar Abbas. Desde allí tuvieron que recorrer 2.000 kilómetros por carretera. Cada bloque fue transportado en dos plataformas especiales de 24 y una de 16 ejes, movidas por numerosos camiones. En Rudeshur se colocó la turbina de gas y el generador en sus fundaciones mediante una grua pórtico. El transformador se desplazó sobre su asiento definitivo y se fijó allí.

La central está localizada en Esfahan y pertenece a la empresa Arian Mah-Taab Gostar Co. Está formada por tres turbinas de gas natural SIEMENS V94.3A de 250 MW. El rendimiento de la turbina es del 39,8 %. Dispone de un compresor de 15 etapas y 24 cámaras de combustión.

En su construcción han intervenido diversas empresas entre las que se encuentran Siemens, Fichtner (Alemania), Daryapala (India), Unit International (Turquía), Speedes (Emiratos Árabes Unidos), Unitransa (Irán), STFA (Turquía) y Wala Energy Engineering (Irán). El coste total de la central fue de 225 millones de euros. La central está conectada a una linea de alta tensión de 400 kV.

Estructura de acero de la central.

Esquema de la turbina SIEMENS.

Montaje de los álabes de la turbina.

sábado, 17 de enero de 2009

Las operaciones de Gaza desde el UNOSAT

La ONU ofrece información elaborada a partir de imágenes de satélite en su página Unosat. En este lugar se muestran mapas gráficos de zonas del mundo en conflicto o con graves catástrofes naturales. Entre otros mapas se pueden consultar algunos que muestran los efectos de los recientes bombardeos israelíes de Gaza.


En el siguiente mapa los cuadrados rojos indican edificios destruidos, los naranjas edificios dañados, los amarillos cráteres en carreteras y los verdes cráteres en campo abierto.

En Infoterra podemos obtener imágenes de satélite de diferentes zonas del planeta.

Imagen de La Habana.

En Space-risks también se pueden encontrar imágenes de satélite de zonas afectadas por riesgos naturales. Información de estos satélites se puede encontrar en Space-skyrocket.

Bombas atómicas

El número y la ubicación de las armas nucleares en Europa son secretos. Se estima que el despliegue de armas nucleares estadounidenses en Europa y Turquía es aproximadamente de 150-240 bombas B61. Según unas declaraciones del vicesecretario general de la OTAN, Guy Roberts, en abril de 2007, el arsenal que EEUU tiene en Europa incluye unos pocos cientos de armas nucleares.

En la fotografía se puede ver el desmontaje de una bomba de gravedad B61 en la planta Pantex cerca de Amarillo, Texas. La ojiva de la bomba se encuentra detrás del cono de ataque.

Tres vistas de una bomba de gravedad B61. Al fondo montada, en medio desmontada en sus subcomponentes principales y en primer plano desmontada en algunos de sus 5.919 elementos. La ojiva cabe dentro de la cápsula plateada en la parte delantera de la bomba.

La B61 es una bomba táctica termonuclear de gravedad que puede ser llevada a bordo de una gran variedad de aviones, incluyendo los bombarderos B 52 y B-2A y el caza F 16. Las primeras se desplegaron en 1968. Se fabricaron aproximadamente 3.000 bombas en nueve versiones diferentes, con potencias entre 0,3 y 300 kilotones. Siete de estas versiones permanecen operacionales, incluyendo la B61-11, desplegada en 1997.

En la base belga de Kleine Brogel se guardan de 10 a 20 bombas para los F-16 belgas, en la base alemana de Büchel se encuentran entre 10 y 20 bombas para los aviones Tornado alemanes, en la base holandesa de Volkel hay entre 10 y 20 bombas para los F-16 holandeses, en la base italiana de Aviano hay 50 bombas para los F-16 estadounidenses, en la base italiana de Ghedi Torre hay entre 20 y 40 bombas para los Tornados italianos y en la base turca de Incirlik entre 50 y 90 bombas para los aviones estadounidenses.

Bunker de control de un misil intercontinental norteamericano Minuteman II en 1965.

En Wikipedia se encuentra información sobre los diferentes países que poseen armamento nuclear. En Nova Online se pueden ver los diferentes modelos de armas nucleares.

En la costa de Andalucía (En Palomares) cayeron en 1966 4 bombas de hidrógeno de un B-52 americano accidentado. Las bombas eran del modelo B-28 de 1,5 megatones.