Electricidad estática. El pararrayos.

La materia está constituida por átomos, en los cuales podemos encontrar dos partes bien diferenciadas: el núcleo y la corteza. En el núcleo podmemos diferenciar a su vez dos tipos de partículas, ambas estáticas, sin movimiento, los neutrones, a los que consideramos partículas con masa pero sin carga eléctrica y los protones, partículas dotadas de masa y de carga eléctrica positiva. En la corteza es donde se encuentran los electrones, partículas en movimiento, de masa despreciable y dotadas de carga negativa. De acuerdo con este modelo la carga eléctrica de un cuerpo resultará de la diferencia entre en el número de protones (+) y electrones (-) del mismo.
Los materiales con los que tratamos en nuestra vida diaria están formados por átomos y moléculas que son eléctricamente neutros porque tienen el mismo número de cargas positivas (protones en el núcleo) que de cargas negativas (electrones en la corteza). El fenómeno de la electricidad estática requiere de una separación sostenida entre las cargas positivas y negativas, la cual puede producirse por alguna/s de la/s siguiente/s causa/s: por contacto, por presión, por temperatura y por la presencia próxima de un objeto cargado.
La chispa asociada a la electricidad estática está causada por la descarga electrostática y su manifestación natural más importante es el rayo. De su formación y origen y de la forma de "domesticarlos" mediante el pararrayos, invento del estadounidense Benjamin Franklin, trata la siguiente infografía realizada por Eroski Consumer.

Glosario eléctrico

La electricidad es un fenómeno físico, una forma de energía, algo sin lo que nos es prácticamente imposible imaginar nuestra vida de hoy (prueba y verás), es algo muy sencillo porque convivimos con ella a diario y a la vez difícil porque nos cuesta definirla. Lo primero para comunicar una idea, bueno, más bien lo segundo porque lo primero ha de ser la idea (aunque ¿sin vocabulario sería capaz de articularla? Bueno esto es un lío, voy a abandonar esta digresión), es dotarnos de un léxico que nos permita expresar nuestro pensamiento, algo que nos permita entendernos al hablar de esta rama de la física. Muchas de las palabras que vamos a utilizar ya las conoces, otras las aprenderemos en clase, de otras ni hablaremos pero, por si acaso, por si tu curiosidad es más grande que mi esperanza en ella, aquí te dejo un diccionario de terminología eléctrica para su consulta:

Además, si lo que queremos es aprender algo sobre la Historia de la electricidad, os recomiendo que hagáis uso de los siguientes enlaces, bien el que nos lleva al IES de Monreal del Campo, bien el que nos enlaza con Acedor.

La tecnología y la desaparición de las abejas

Llevamos ya tanto tiempo oyendo hablar de la desaparición de las abejas, son más de cincuenta años ya, que hasta parece un milagro que quede alguna en nuestros días. Sin embargo, el problema de la desaparición de las abejas, concretamente la de una de sus especies, la apis mellifera, no resulta, a tenor de las opiniones de los científicos, asunto baladí porque, de haberse confirmado su desaparición, tampoco estaríamos aquí nosotros. 

El asunto de la desaparición de esta especie de abeja, no parece en principio un tema directamente relacionado con la tecnología (luego, cuando hablemos de cuáles son los factores implicados en la misma, veremos que no es del todo así) sino más propio de las Ciencias Naturales pero, lecturas recientes de artículos de prensa y en la web, el hecho de que defensores y detractores de la tecnología, usuarios de ella en mayor o menor medida, todos tenemos el vicio de comer (también abundaremos en la relación de las abejas con esta costumbre humana) y que no hace demasiado tiempo conmemoramos con un post dedicado a alguna de las frases célebres de Einstein el aniversario de su nacimiento, me ha vuelto a la cabeza una frase del genio alemán que no incluimos en el artículo: “Si la abeja desaparece de la superficie del planeta entonces el hombre sólo tendrá cuatro años de vida. No más abejas, no más polinización, no más plantas, ni más animales, no más hombre”.

Te dejo aquí una infografía prestada por Eroski Consumer para que tengamos un mayor conocimiento de qué son, qué tipos hay, cuál es la estructura social y qué papel tiene cada individuo dentro de esa estructura:

Hoy en día parece que el ritmo de desaparición de las abejas aumenta de forma alarmante pues, deliciosa miel aparte, desaparición de una especie y de su papel en los diferentes ecosistemas aparte, la mayoría de los alimentos que consumimos y otras plantas que nos resultan indispensables para la obtención de productos químicos (farmacéuticos, por ejemplo), no serían posibles sin la polinización de estos insectos: se estima que el 84% de los cultivos comerciales depende de la polinización de las abejas, que de las cien especies de cultivos que proporcionan el 90% de la comida mundial, más del 70% se polinizan gracias a las abejas.

La comunidad científica parece de acuerdo en agrupar los motivos de desaparición de las colmenas en grupos, en algunos de los cuales, desgraciadamente, el desarrollo tecnológico tiene no poco que ver: 

1. Insecticidas: El uso de pesticidas neonicotinoides, extendido desde los años noventa para el control de plagas en los cultivos, ha afectado de forma negativa a las colonias de abejas y abejorros 
2. Productos químicos: Diversos estudios han demostrado que algunas sustancias pueden afectar al sentido de la orientación, la memoria o el metabolismo de las abejas.  
3. Hongos y parásitos: La presencia del hongo nosema ceranae en las colmenas mata a las abejas y estimula la aparición de ácaros y otros parásitos, como escarabajos que dañan las colmenas.
4. La contaminación del aire reduce la potencia de los mensajes químicos que emiten las flores y a las abejas y otros insectos les cuesta más localizarlas. Este factor se retroalimenta pues si las abejas no encuentran flores no comen y su número disminuye y, al decrecer su población, las flores no reproducen.
5. Cambio climático: La alteración en el tiempo de floración de las plantas, la cantidad y época de lluvias, las sequías, etc. afectan a la cantidad y calidad del néctar.
6. Especies invasoras: Las abejas de otras regiones, como la africana, introducida en Estados Unidos, o la asiática, introducida en Europa, dañan a las especies autóctonas.
7. Campos electromagnéticos: Las emisiones del tendido eléctrico y de los repetidores televisivos o telefónicos podrían confundir a las abejas en su camino hacia el alimento o en el de vuelta a la colmena.
8. La actividad solar. Al parecer, la actividad de de encontrar fuentes de polen y regresar a la colmena es facilitada por la danza que realizan las abejas y este baile está influenciado por factores como la polarización de la luz del sol y las variaciones del campo magnético terrestre.

Enunciado el problema, conocidas las causas, los siguientes pasos tienen que llevarnos a encontrar una solución. Y es que la tecnología, bien entendida, está para eso, para encontrar soluciones a los problemas, no para crearlos.

Principio de Pascal

Blaise Pascal  fue matemático, físico, filósofo, escritor y francés. Sus contribuciones a las matemáticas y las ciencias naturales incluyen el diseño y construcción de calculadoras mecánicas, aportes a la teoría de la probabilidad, investigaciones sobre los fluidos y la aclaración de conceptos tales como la presión y el vacío. Nos interesan aquí dos puntos de su biografía: la invención de la roue pascaline y el principio sobre fluidos que lleva su nombre, el "principio de Pascal".

La  «rueda de pascal» o Pascalina (ver figura) está considerada como una de las calculadoras más antiguas de las que se tiene noticia. Inicialmente solo permitía realizar adiciones, pero en el curso de los diez años siguientes fue mejorada hasta ser capaz de realizar, oh là là, restas. Pascal la hizo patentar y encargó su distribución y venta a una pequeña empresa de su propiedad, sin embargo, no se cumplieron sus expectativas de hacerse rico con este invento pues, las máquinas,  que eran trabajosamente confeccionadas una a una y a mano, eran demasiado caras como para poder venderse en volúmenes mayores y solo llegó a fabricar cincuenta, de las que únicamente nueve han llegado a nuestros días.

En cuanto al principio de Pascal, puede enunciarse así: la presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables, se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido. Este principio tiene aplicaciones como las prensas hidráulicas, los elevadores y los frenos hidráulicos.

Aquí os dejo una infografía descargada desde la página Banco de Actividades del MEC:

Por último te dejo con una aplicación sobre el Principio de Pascal publicada por la Editorial Santillana:

El hundimiento del Titanic

Para los amigos de los números redondos ahí va la fecha: a las 23:40 horas del 14 de abril de 1912, el Titanic impactaba con un iceberg al sur de Terranova. Unas horas después, a las 2:20 del día siguiente, desaparecía para siempre en las aguas del océano Atlántico Norte, es decir, mañana se cumplirán 100 años del naufragio más famoso de  la historia.

Libros y películas han dedicado páginas y celuloide a este caso, célebre porque la caída de este titán (de donde viene su nombre) de los mares tan solo cuatro días después de su salida del puerto de Southampton en su viaje inaugural,  se une el hecho de hoy, cien años después, las cifras del trasatlántico nos siguen mareando: 269,04 metros de eslora, 28,19 de manga y 56 metros de altura (el equivalente a un edificio de once plantas), un coloso de acero que se fue al que le temblaron las rodillas y, en cuestión de horas, arrostró al fondo del mar la vida de 1500 personas.

Este gigante de los mares era propulsado por un motor a vapor de cuatro cilindros y una turbina Parsons de baja presión que, combinados, le permitían alcanzar unos desasosegantes 43 km/h (23 nudos) de velocidad punta. Para tal despliegue de potencia el motor debía ser alimentado por 20 calderas y 159 hornos que consumían entre 620 y 640 toneladas de carbón por día. El humo era expelido a través de tres grandes chimeneas (ya sé, en la foto se ven cuatro, pero la cuarta era un sacrificio estético a la simetría).

Del Canal Historia, os dejo un vídeo sobre la tecnología empleada en la construcción del buque. Eso sí, te advierto que son 43 minutos, así que cógete el "bocata".

También  algo de investigación sobre el hundimento realizada por Andalucía investiga.

En Titanic in Pictures encontraréis una buena galería fotográfica de la planificación, construcción y botadura del barco.
En el blog Alma de Herrero podéis encontrar información sobre el proceso de construcción del Titanic.

En Discovery Channel tenemos datos sobre el lujo del buque, detalles del hundimiento, de los restos, juegos de preguntas y respuestas...

Esta Wikipedia es mía

Todos sabemos lo que es Wikipedia, una enciclopedia libre y políglota con más de veinte millones de artículos en 282 idiomas y dialectos (he tenido que consultar la Wikipedia para saber esto) redactados por voluntarios de todo el mundo. Su escritura comenzó en el 15 de enero del 2001 y se auto acusa de ser actualmente la mayor y más popular obra de consulta en Internet.

Desde su fundación ha ido ganando en popularidad, uso y fiabilidad y, por consiguiente, también es cada vez mayor el número de sus detractores, que la acusan de parcialidad e inconsistencia, de poco criterio a la hora de seleccionar las fuentes de información, de proporcionar datos espurios y poco contrastados y de ser susceptible de ser boicoteada.

Sea como sea, el crecimiento de la Enciclopedia es innegable, el número de sus usuarios aumenta sin parar, cada vez es mayor el número de entradas que alberga, y todo ello, de manera sorprendente, gracias al esfuerzo de colaboradores anónimos que trabajan sin recibir nada a cambio, de forma altruista, sin compensación alguna, simplemente por el placer de ser leídos y aparecer en un inmenso escaparate, a la vista de más de 400 millones de personas. Se estima que un 1% de los lectores son usuarios activos, lo que daría para España un total de catorce mil coautores.

Wikipedia se ha convertido en una fuente de información indispensable para millones de personas, se nutre de colaboraciones anónimas (ese parece ser el secreto de su fiabilidad, la auto-regulación) y se financia a través de donativos que permiten mantenerla libre de publicidad (imagina el precio de un anuncio en un medio tan visitado), siendo este el motivo de que, de tanto en tanto, nos soliciten un aporte económico.

Sé que tú la utilizas, que cuando me entregas un trabajo de no sé cuántas líneas sobre un físico, un cartógrafo o un astrónomo la consultas, que tu último trabajo sobre la hexakosioihexekontahexafobia (si no te has convertido todavía en el campeón de tu barrio en el juego del ahorcado, no será por mi culpa), lo has sacado de allí, así que, ahora piensa, ¿qué pasaría si un día no nos funcionase el Internet? ¿o si los malvados hackers cambiasen los contenidos de los artículos por los diálogos del grupo Tricicle?

No te preocupes, los responsables de la plataforma han querido que los usuarios podamos consultar las entradas sin conexión a internet y en cualquier lugar del planeta, gracias a una iniciativa que permite la descarga de un archivo que sólo ocupa 9,7 Gb y que contiene toda la información de la enciclopedia. ¿Toda? Hombre, toda, toda, no, el “peso” de un archivo de ese tipo sería de unos 100 Gb, por lo que, para aligerar el documento, se ha prescindido de la mayoría de las imágenes, respetando, eso sí, las tablas, las citas y las fórmulas matemáticas.

Así que, lo siento, ya no tienes excusa, y tu próximo trabajo sobre la tensegridad estructural, tendrás que entregármelo en tiempo y hora. Ah, y no vale copiarlo literalmente de la Wiki porque me daré cuenta, créeme, y no porque sea muy listo, mi barragana y tú sabéis que así es, sino porque cuento con herramientas informáticas que me permiten detectar si el trabajo está copiado íntegramente de la red. ¿Qué no me crees? Descárgate el programa Approbo, pruébalo, y ya me contarás si se puede averiguar si un trabajo está copiado o no. Ahora que ya sabes lo fácil que resulta detectar un exceso de literalidad, en tus trabajos, consulta distintas fuentes de información, comprueba que entiendes de qué hablas, reestructura la información, vuelve a redactar el documento, reelabóralo y proporciona una bibliografía en que se cite a los autores de la información utilizada.

Wikipedia puede descargarse desde este enlace. Se trata de un archivo OpenZIM, un formato específicicamente diseñado para este tipo de actividades y que se puede leer a través del programa Kiwix, disponible para Windows, Mac y Linux.
Si todavía te planteas el debate Enciclopedia versus Wikipedia, papel frente a electrones, te invito a informarte con el debate que se planteó en Para todos La 2 de RTVE el 23 de septiembre del pasado año. 

Grafeno

El grafeno es una alotropía del carbono, esto es, una nueva estructura bajo la que se presenta este elemento químico; básicamente esta estrucutura consiste en un mosaico hexagonal plano (como un panal de abeja) formado por átomos de carbono y enlaces covalentes.

Las investigaciones sobre este material bidimensional les sirvió para obtener el Premio Nobel de Física del 2010 a Andre Geim y Konstantin Novoselov aunque no se trate de un material nuevo ya que el grafeno ha sido conocido y descrito desde hace al menos medio siglo. El enlace químico y su estructura se describieron durante la década de 1930, mientras su estructura de bandas electrónica fue calculada por primera vez en 1949. La palabra grafeno fue oficialmente adoptada en 1994, después de haber sido usada de forma indistinta con monocapa de grafito, en el campo de la ciencia de superficies.

Entre las propiedades más destacadas de este material se incluyen: Alta conductividad térmica y eléctrica; alta elasticidad y dureza; resistencia (200 veces mayor que la del acero); soporta la radiación ionizante; es muy ligero, como la fibra de carbono, pero más flexible; presenta un menor efecto Joule; se calienta menos al conducir los electrones; consume menos electricidad para una misma tarea que el silicio; genera electricidad al ser alcanzado por la luz; ... en fin, todo ventajas, o casi, porque el grafeno carece de banda de resistividad, propiedad esencial para dejar de conducir la electricidad o, dicho de otra manera, el grafeno no tiene interruptor, no se puede "apagar", cosa que si permite la utilización del silicio.

El grafeno ha sido presentado en muchos articulos y revistas como la puerta para una nueva revolución en el campo de la electrónica y los circuitos integrados, una panacea tecnológica que auguraba que iba a ser el sustituto del silicio. Hoy en día parece que este optimismo desbordado está siendo reemplazado por una posición más prudente, en la que silicio y grafeno cohabitarían en paz y armonía, como un matrimonio en el que la pasión habría sido sustituida por una convivencia armoniosa.

Te dejo un vídeo en el que se manifiesta el entusiasmo generado por este material:

Fritz Kahn. No sólo de Tecnología vive el hombre (IV)

En 1926, Fritz Kahn, ginecólogo, ilustrador y escritor, realizó una serie de ilustraciones sobre el funcionamiento del cuerpo humano, representado como una industria que funciona gracias a una potente maquinaria llena de mecanismos y engranajes. Su idea era representar el cuerpo humano mediante una serie de analogías hombre-máquina.
Su obra que llegó a alcanzar cierta notoriedad en los años veinte del pasado siglo, fue prohibida por los nazis y posteriormente plagiada y vuelta a publicar por el editor de Kahn que le añadió un capítulo antisemita.
En la actualidad la obra de Kahn ha despertado un nuevo interés especialmente entre los jóvenes historiadores y diseñadores, y son muchos los creativos de todo el mundo que se inspiran en el enfoque metafórico de las personales imágenes del doctor que, un siglo después, parecen plenas de vigencia y vigor.

Una de las obras más conocidas  de Kahn es sin duda el póster  “Der Mensch als Industriepalast” (Man as Industrial Palace, algo así como "el hombre como un palacio industrial") de la cual podemos ver una versión animada e interactiva realizada por Henning M. Lederer en el siguiente vídeo:

Puedes consultar una galería con sus ilustraciones en la web del autor.
También en el enlace de la National Library of Medicine.
Y en el de la British Library.