Física

Vaya por delante que soy el primero que apoyo el ahorro de energía. Y que pienso que el kilovatio más ecológico es el que no es necesario generar. Así que mientras usaba el ordenador para escribir esto recordé un detalle poco conocido sobre los ordenadores personales que todos utilizamos. ¿Qué genera más calor por mm2, un chip o una placa de cocina?  

Por sorprendente que parezca es el chip. Lo cierto es que el chip genera ¡¡¡40 VECES!!! más calor por unidad de superficie que una plancha de barbacoa.(1). Aunque la superficie del chip sea pequeñita y no de para hacer un huevo frito seguro que es mejor no tocarla. Generalmente se utiliza una potente refrigeración por aire para evitar que la temperatura del chip se acerque a los 70º C que es temperatura máxima de funcionamiento del fabricante. Es una limitación importante. De hecho algunos expertos aumentan la velocidad del procesador y su rendimiento a cambio de consumir más energía, generar mucho más calor y utilizar una refrigeración especial. Así pueden disfrutar de un  ordenador con mayor capacidad. Es el proceso conocido como “overclocking”

Un procesador moderno consume, él solo, unos 100 W de media. Y el resto de componentes del ordenador, especialmente la tarjeta gráfica también consumen bastante. Pero, por simplificar, centrémonos en el chip. Imaginemos a alguien que mantenga su ordenador encendido 24 horas al día para descargar música y películas de Internet, navegar y jugar.  Y que tiene instalado un programa como   SETI@Home para tener al procesador ocupado todo el tiempo.(2) Generaría 2,4 kWh/día como calor. Ese es un despilfarro que debe acabar. Pensemos en millones de ordenadores repartidos por casas, oficinas y empresas procesando con alegría y liberando ese calor tan necesario en invierno.

Comparémoslo con un panel solar térmico. España recibe una radiación media de entre 3,2 a 5 kWh/dia/m2.(3) Un  panel típico puede aprovechar entre el 70 y el 80 por ciento de esta energía para generar agua caliente. Mirando esas cifras, parece interesante utilizar mejor el calor del procesador. Tendríamos una fuente de calor equivalente a un panel solar de un metro cuadrado con las ventajas de ser totalmente predecible, con un mínimo impacto visual (fuera de casa, porque dentro...) y optimizando el consumo energético. Millones de ordenadores equivalentes a millones de metros cuadrados de paneles solares para estos fríos y oscuros días de invierno. Ya tenemos  frigoríficos con conexión a Internet   ¿Alguien se anima a crear un precalentador de agua con conexión a Internet? ¿Algún experto en “modding” que quiera llevar la refrigeración por agua de su ordenador a un nuevo nivel?

La sábana santa es una reliquia cristiana venerada en la catedral de San Juan Bautista de Turín (Italia). La tradición dice que fue el sudario utilizado para amortajar el cuerpo muerto de Jesús. La iglesia católica ni lo afirma, ni lo niega. Y, tarde o temprano, la ciencia tenia que aparecer para intentar determinar cual era su antigüedad y si realmente podía proceder de esa época.

Al mas puro estilo C.S.I. se han aplicado múltiples pruebas para intentar determinar la antigüedad de la misma. Desde la reconstrucción de la imagen representada en dos y tres dimensiones hasta el análisis de las posibles manchas de sangre. Desde el estudio del material de la sábana (lino) y como está tejido hasta la composición de cualquier residuo hallado sobre la misma como el polen. Un buen resumen de los estudios y sus diversas conclusiones puede encontrarse en la entrada Sudario de Turín de Wikipedia

Pero sin duda una de las pruebas más conocida es la llamada prueba del Carbono-14. El Carbono-14 es un isótopo del carbono-12 que es el más común. Es un elemento radiactivo natural que se genera cuando los rayos cósmicos chocan contra la atmósfera. Tras el choque se desprenden neutrones que vuelven a chocar contra el nitrógeno atmosférico dando lugar al carbono-14. Este se desintegra con una vida media de 5730 años, volviendo a convertirse en nitrógeno. Las dataciones de antigüedad utilizando este método se basan en que los seres vivos, tanto plantas como animales, lo incorporan al alimentarse y lo incluyen dentro de sus tejidos. Tras la muerte deja de acumularse y continúa desintegrándose. De esta forma, calculando la cantidad inicial y la residual podemos saber cuanto tiempo ha transcurrido desde su muerte. En este caso, cuando fue recogido el lino con el que se tejió la sábana santa.

En el año 1988 se analizó la sábana santa por el método del carbono-14 y se concluyó que el lino procedía de entre los años 1260 a 1390, una antigüedad que descartaba totalmente su origen en el siglo I. Esto no ha impedido que se la venere como una reliquia, tanto por los que dudan de la precisión de la prueba original como por aquellos que la ven como un símbolo, igual que un icono o la figura de un santo. De momento se niega la repetición de los análisis, así que la polémica puede seguir durante mucho tiempo.

El efecto mariposa en el billar
Tengo que reconocer que soy más bien torpe al billar. Me falta precisión en el golpe y eso se multiplica tras alguna carambola. Acierto menos que el parte meteorológico y las causas tienen cierta relación.

Hace unos años se puso de moda hablar del efecto mariposa. Se decía: “El batir de las alas de una mariposa en el Amazonas puede provocar un huracán al otro lado del planeta” Esta idea surgió en los años 60 de las investigaciones del meteorólogo Edward Lorenz, que intentando simular matemáticamente el clima, descubrió que, en situaciones especiales, una variación muy pequeña en la situación de partida podía provocar enormes cambios a largo plazo.
Podemos ver un ejemplo en la vida cotidiana si dejamos caer verticalmente una pelota de tenis sobre una superficie plana. Tras varios botes la pelota se habrá alejado del lugar en que ha caído inicialmente. Por muy liso que sea el suelo, por muy esférica que sea la pelota, las pequeñas irregularidades de ambas hacen que el bote deje de ser vertical y la pelota salga proyectada en una dirección imposible de determinar previamente. Se genera una situación caótica e imposible de predecir, aunque la gravedad sea conocida y el entorno este perfectamente controlado.
Lo mismo se puede decir de otras muchas situaciones, conocemos las reglas generales pero la realidad es demasiado compleja e interesante y no podemos predecir con certeza el resultado final. Aplicándolo al billar me consuelo pensando que mi rival puede ser mejor, mucho mejor pero no infinitamente mejor.  Las leyes físicas no lo permiten. Pero si permiten, y hasta exigen, que algún día, por el caótico movimiento de las bolas, acabe ganando. O eso espero.

La cerveza y el efecto invernadero
Tal vez os ha pasado alguna vez. Estáis con un botellín de cerveza y un amigo lo golpea en la parte superior con la base de otro. Inmediatamente, la sabrosa cerveza se convierte en una explosión de espuma intentando salir a toda velocidad.

Este efecto esta producido por el dióxido de carbono (CO2) disuelto en la cerveza. Cuando la botella esta cerrada, la concentración en el líquido y en la parte vacía están en equilibrio. Al abrirse, baja la presión  y el CO2 tiende a escapar intentando alcanzar un nuevo equilibrio que depende de la presión y de la temperatura. Para ello crea burbujas, un proceso lento y muy complejo. Otro ejemplo lo tenemos en las botellas de cava. Solemos enfriar las botellas de cava y a menor temperatura aumenta la capacidad del liquido para absorber CO2. Si esta lo bastante fría durante suficiente tiempo, la mayoría del gas será absorbido y podremos abrirla sin problemas. Pero, ¿Qué sucede si agitamos la botella de cava o golpeamos el botellín de cerveza? En ambos casos, creamos burbujas y una vez creadas su crecimiento es muy rápido y casi explosivo.

¿Y el efecto invernadero? Veréis, también el agua de mares y océanos esta en equilibrio con la atmósfera y contiene disuelta una cierta cantidad de  CO2. Por diversas razones físicas y químicas esta concentración es mucho mayor en el mar que en la atmósfera, lo que es útil para retener una importante cantidad de CO2.  De hecho, el mar retiene unas 50 veces más CO2, en diversos compuestos químicos, que la atmósfera. Y al aumentar la concentración en la atmósfera, el mar ha ido absorbiendo más y más CO2 para mantener el equilibrio.

Esta disolución en el mar también depende inversamente de la temperatura. A menor temperatura, más concentración y más cantidad de CO2  es retenida. Afortunadamente la temperatura de los mares cambia mucho más lentamente que la del aire, pero hemos llegado a un punto en el que empieza a elevarse. Pronto, aunque los científicos discrepan sobre la fecha, los océanos dejaran de retener CO2 y pasaran a liberarlo. Muy lentamente las burbujas se formarán y liberarán  en la atmósfera aumentando la concentración CO2, incrementando el efecto invernadero y, de nuevo, la temperatura. El proceso es lento, invisible y mucho menos espectacular que en la cerveza pero, a largo plazo,  las consecuencias  pueden ser igualmente explosivas.