Ciencia de Bolsillo

Pyernrazjark es el Comerrocas. Este personaje de La Historia Interminable, un libro de Michael Ende que me alegro la infancia como pocos, era un roca viviente que se desplazaba en su bicicleta hecha de roca y se alimentaba de roca. Una dieta más bien dura, ¿Qué podríamos hacer para mejorarla?
Las palomitas de maíz podrían ser una buena opción. Es el alimento del cine por excelencia así que encajan bien con un personaje de ficción como este. Y tienen bastante ciencia detrás porque ¿Qué hace explotar a las palomitas? ¿Cómo conseguir que sean de buena calidad? No es un problema trivial a juzgar por la cantidad de dinero que invertimos en ellas cuando vamos a ver una película.

Cuanto pensamos en la ingeniería de los animales surgen imágenes como la exquisita y delicada red de algunas arañas, las celdillas hexagonales de las colmenas o las impresionantes torres construidas por algunas termitas. Pero creo que hay otro ejemplo más interesante, un animal capaz de fabricar de una sola vez una trampa, refugio y un medio de transporte.

Cuando era un crió veía como mi padre luchaba por evitar que los topos entrasen en su huerta y acabasen con las hortalizas. Y yo siempre me preguntaba el porqué de tanto túnel. ¿Realmente estaba justificado el esfuerzo? Años después descubrí que los auténticos topos (Talpa europeana) son insectívoros y que los herbívoros (o topillos) pertenecen a otra familia (Microtus duodecimcostatus). Eso aumentó mis dudas, ¿para que hacer túneles si no es para buscar las plantas?

En unos días se cumplen seis meses desde que comencé con esta bitácora. La verdad es que me ha proporcionado un montón de entretenimiento y bastantes alegrías, así que he decidido celebrarlo con un poco de adelanto porque me estaré de viaje. Y con un tema especial, ciencia mezclada con ficción y algunas especulaciones propias.
El tiempo es una de las variables físicas más complejas y difíciles de comprender. Podemos describir como funciona pero no comprendemos totalmente las causas. Sabemos que es posible variar el “ritmo” del tiempo. Como comentamos en el artículo sobre el G.P.S. el tiempo corre más rápido en órbita al disminuir la gravedad. Y los aceleradores de partículas han demostrado que, cerca de la velocidad de la luz, el tiempo es más lento.

Seguro que conocéis el método para calcular la distancia a una tormenta. Basta con ver el relámpago y contar los segundos hasta que llega a nosotros el sonido del trueno. Conociendo la velocidad del sonido podemos calcular la distancia. Pero, ¿Cómo calcularíamos a que distancia estamos de un punto fijo?

Imaginemos que nuestro reloj esta perfectamente sincronizado con la campana de una iglesia. Si oímos la primera campanada, y nos fijamos en cuantos segundos han pasado de la hora, podríamos calcular la distancia al campanario. Nosotros estaríamos en algún punto del círculo que rodea a ese campanario. Si deseamos saber nuestra posición exacta necesitamos tres referencias, tres círculos de diferentes radios cuya intersección es un punto como podemos ver en el siguiente gráfico de Wikipedia.

En 1958 entró en servicio el F-105, un avión de combate capaz de alcanzar los 2.200 km/h. En 2005, 47 años después, entro en servicio el F-22, el más sofisticado caza norteamericano que apenas alcanza los 2.450 km/h. ¿Dónde están los aviones hipersónicos prometidos hace tanto tiempo?
Después de hablar de los aviones a pedales ahora toca irse al otro extremo, los aviones más rápidos. Tras la Segunda Guerra Mundial, y el comienzo de la guerra fría en los años 50, se inicio una carrera entre norteamericanos y soviéticos para diseñar y fabricar aviones más rápidos que les permitiesen atacar a su contrincante antes de que pudiese reaccionar. El primer objetivo fue superar la barrera del sonido. Esto se logro primero con un avión- cohete, el X-1, y después con aviones de combate más “convencionales” como el F-100 Super Sabre en 1954. Una estupenda explicación sobre la barrera del sonido repleta de fotos y videos espectaculares puede encontrarse en este artículo de CPI.

Pensemos en las impresionantes secuoyas, árboles de más de cien metros de altura. Sus hojas deben recibir agua para poder realizar la fotosíntesis. Sin corazón ni músculos, ¿Como sube el agua hasta las hojas? ¿Y que pasa con ella, una vez arriba?
Todos hemos oído hablar de la fotosíntesis. Es el proceso por el cual las plantas reciben la energía del sol y la convierten en moléculas valiosas para su metabolismo alimentándolas y permitiéndolas crecer. Este mecanismo es la base de la vida en la Tierra pero necesita algo más que luz solar para funcionar. El agua es imprescindible dentro de esas reacciones químicas y es origen del oxígeno que las plantas desprenden. Lo complicado es hacer llegar el agua a cien metros de altura.

Estamos en 1971. Una masiva tormenta de polvo oculta casi toda la superficie del planeta Marte. Una primitiva sonda terrestre, la "Mariner 9" la ha vigilado durante semanas mientras oscurecía al sol y la temperatura de Marte descendía dramáticamente. Sus datos cambiarían la política y puede que toda nuestra historia reciente.

No, nada de lámparas mágicas en esta bitácora. El titulo hay que tomarlo de la forma más literal. Yo pensaba en una vieja lámpara de casa. Inicialmente utilizaba seis bombillas incandescentes como estas. Ahora son de bajo consumo pero ¿hasta donde se puede llegar con los 360 watios que consumían?
¿Cuanta energía puede generar un ser humano? No mucha en realidad. Primero hay que descontar la energía que consumimos simplemente para mantenernos vivos. Es el conocido como metabolismo basal. Serian unos 100 W lo que equivale a una bombilla y media.

Todos hemos visto las imágenes de un ariete golpeando las puertas de una fortaleza. El funcionamiento es simple e intuitivo. Se ha retroceder un elemento pesado ganando energía potencial y cinética de forma que al avanzar de nuevo golpee con fuerza. La inercia es suficiente para destrozar cualquier puerta. Tal vez os sorprenda saber que podemos encontrar algo similar en nuestras casas.
A la derecha tenemos la imagen típica de un ariete que he obtenido en Wikipedia. Pero hay que recordar que cualquier masa con velocidad puede provocar el mismo efecto. En particular, una masa equivalente de agua puede golpear con la misma fuerza que un tronco o una barra de acero. ¿donde buscarla?. Simple. En cualquier tubería larga como las que suministran agua a nuestras casas. De ellas surge el agua con una cierta velocidad que, si mantenemos fijo el diámetro, es la misma a lo largo de todo el tubo. Por tanto, si cerramos un grifo bruscamente tenemos muchos metros de agua moviéndose que deben parar de golpe.

Menudo tópico. Este título sirve para indicar lo imposible... ¿o no? La verdad es que el agua es capaz de sorprendernos con increíbles propiedades. Entre ellas una docena de variedades de hielo diferentes.

El agua es una de las moléculas más abundantes e importantes en la Tierra. Pero, además de abundante, es especial. Para empezar el hielo (la fase sólida) flota sobre el agua (la fase liquida) y eso es algo muy inusual. En casi todos los elementos el sólido es más denso y se hundiría. Gracias a esto el hielo superficial aísla y protege al resto del agua de la congelación. Y llegar la primavera puede calentarse, y descongelarse, más rápido en la superficie que en el fondo. Esto protege a muchas formas de vida acuática que sino morirían.