Blogia
vgomez

SABÍAS QUE...

SABÍAS QUE... POR QUE O XABÓN FAI ESCUMA?

Era extremadamente tímido, solitario e misóxeno. Dicíase que non vía a ninguén, nin sequera aos seus familiares máis próximos e que se comunicaba coas súas serventas a través de notas escritas. Os seus contemporáneos dicían del que era un excéntrico, quizais agora, e coa axuda do manual de diagnóstico de trastornos mentais DSM-V, haberiámoslle etiquetaxe de Síndrome de Asperxer. O seu nome era Henry Cavendish (1731-1810) e pasou á Historia da Ciencia como un dos químicos máis importantes.

Un dos seus descubrimentos máis coñecidos tivo lugar en 1766. Ese ano Cavendish observou que cando mesturaba partículas de zinc con ácido clórico xerábase un gas ao que bautizou como ’aire inflamable’, e ao que agora coñecemos como hidróxeno.

Comprobou, tamén, que se poñía aquel composto gaseoso en contacto co aire xerábase auga. Desta forma, Cavendish descubriu que a auga estaba formada por dous partes de hidróxeno e unha de osíxeno, converténdose así na primeira persoa en formular a composición da auga.

Pasaron case tres séculos daquel experimento e nestes momentos sabemos que as moléculas de auga atráense entre si e forman o que denominamos «tensión superficial». Isto tradúcese en que as moléculas «máis expostas» atópanse máis unidas, actuando a modo de coraza en relación ás máis internas.

Se nos fixamos agora no xabón, as súas moléculas son cadeas longas de átomos que teñen unha cola que repele a auga (hidrófoba) e unha cabeza que é soluble nela (hidrófila).

Por ese motivo, cando o xabón entra en contacto coa auga fórmanse micelas, isto é, esferas nas que todas as cabezas están en contacto coa auga e todas as colas orientadas cara ao interior. Son estas micelas as responsables da formación da escuma jabonosa.

Agora ben, as cabezas hidrófilas poden reaccionar cos ións de calcio e magnesio presentes na cal da auga. Ambas as substancias químicas teñen carga positiva, polo que se a auga ten moito cal vai existir unha gran interacción, que acabará fracturando as micelas. A derivada última deste fenómeno é que o xabón forma menos escuma e necesítase unha maior cantidade de xabón para atrapar a sucidade.

Esta explicación desmonta un mito moi popular que atribúe aos xabóns e deterxentes que fan máis escuma unha mellor calidade como produto de limpeza, cando a realidade é que a escuma que se forma depende da cantidade de calcio e magnesio presente na auga.

Un concepto moi utilizado cando se fala da calidade da auga é a ’dureza’, a cal garda unha relación directamente proporcional á presenza de magnesio e calcio que hai disolto na auga.

A dureza da auga depende en último termo das formacións xeolóxicas que atravesa antes de ser captada. Así, por exemplo, as augas subterráneas que pasan por acuíferos calizos teñen maior dureza que aquela que pasa por acuíferos silicitados.

Isto explica por que ao longo e ancho da xeografía española atopámonos diferentes tipos de dureza da auga, desde unha auga moi branda, como a de Vigo, ata outra moi dura, a da cidade de Málaga.

FONTE: Pedro Gargantilla/abc.es/ciencia      Imaxe: grupoakua.es

SABÍAS QUE... POR QUE MANTEMOS O EQUILIBRIO NUNHA BICICLETA?

Medidas de seguridade para facer ciclismo / freerkset.live

Foi en 1818, hai máis de douscentos anos, cando o alemán Karl von Drais, patentou o seu Laufsmachine, un aparello de dúas rodas que podía virarse cunhas manillas e que se movía grazas ao impulso dos pés. Durante moito tempo esta primitiva bicicleta foi coñecida, simplemente, como velocípedo.

A bicicleta, mirémolo por onde o miremos, baséase nas leis da física. Co permiso dos académicos da lingua poderiamos definila como unha máquina que segue todos os capítulos dun libro de física. Nela conceptos como o peso, o rozamento, a enerxía cinética e potencial gravitatoria, o traballo, a potencia e as velocidades lineais e angulares son básicos para manter a súa estabilidade.

Desde hai máis de 150 anos os físicos están a dar voltas á bicicleta para gañar estabilidade. Na súa procura permanente de modelos máis aerodinámicos non se cansan de analizar tres parámetros básicos: a xeometría en xeral, a distancia entre os eixos e o ángulo que forma a pinza respecto ao cadro.

Fai xa máis dunha década, no ano 2007, un grupo de científicos da Universidade Tecnolóxica de Delft publicaron un artigo en Proceedings of the Royal Society no que explicaban o modelo de maniobrabilidade e estabilidade da bicicleta en base a vinte e cinco factores diferentes.

Nas súas conclusións defendían que a velocidade ideal, para que unha bicicleta sexa o máis estable posible, está ao redor de 14-20 quilómetros á hora, por encima aumenta a posibilidade de envorcar e por baixo diminúe a estabilidade.

Todos comprobamos a dificultade que entraña manter a liña recta cunha bicicleta e que cando se nos inclina cara á dereita bastará que nós fagamos o propio cara a ese lado para que as rodas queden xusto debaixo de nós e reorientemos a traxectoria. Este bamboleo, tamén o sabemos, é moito máis visible nos principiantes, especialmente nos nenos, e pasa practicamente inadvertido nun ciclista avezado.

A experiencia tamén nos demostra que cando queremos virar temos que facer un fenómeno contraintuitivo, é dicir, que se pretendemos ir á esquerda o que facemos é mover levemente o guiador á dereita para provocar unha inclinación á esquerda que, finalmente, lévanos onde queriamos. Este fenómeno foi observado por vez primeira a finais do século XIX polo enxeñeiro William Rankine.

Outro aspecto importante para manter o equilibrio é o deseño da bicicleta. A través do método de ensaio e erro chegouse á conclusión de que a columna de dirección, a pinza, debe estar inclinada.

A pinza é a peza dobre que sostén a roda dianteira e que se conecta co guiador, debe estar situada de forma que a roda frontal entre en contacto co chan nun punto que se atope lixeiramente por detrás. A distancia entre eses dous puntos é o que se coñece como «trail», o cal é un factor crave para dar estabilidade á bicicleta cando montamos sen mans ou cando nos inclinamos sobre a bicicleta.

Os investigadores tamén comprobaron que canto máis grande sexa o ángulo que forma a pinza cara a adiante, máis estable será a bicicleta cando se desprace en liña recta, pero está claro, maior será a complexidade para cambiar de dirección.

Un xiroscopio é un dispositivo estabilizador. Basicamente poderíase dicir que é un conector que fai máis difícil cambiar a orientación do obxecto sobre o que actúa. O xiroscopio é moi útil en navegación, en satélites, en contornas onde se require precisión ou unha certa inmunidade fronte a influencias externas.

Para realizar a súa función debe dispón dun elemento circular que se fai virar rapidamente. Mentres o fai, e grazas ao principio da conservación do momento angular, impide que se produzan cambios bruscos no eixo de xiro.

Coñecendo todo isto durante moito tempo pensouse, con bo criterio, que o movemento giroscópico debía ser esencial para manter o equilibrio na bicicleta.

Con todo, cando se realizaron modelos de estudo para coñecer a súa importancia a conclusión foi sempre a mesma: non é un variable determinante, polo menos na bicicleta.

FONTE: Pedro Gargantilla/abc.es/ciencia

SABÍAS QUE... PORQUE VOLVEMOS Á LÚA?

A pregunta expúxose hai xa máis de medio século e volve estar de actualidade agora, cando estadounidenses e chineses prepáranse para regresar ao único satélite natural da Terra. Por que volver? As dúas potencias fano, eta vez, coa intención de quedar durante estancias máis longas que as breves visitas dos primeiros astronautas nos 60 e 70. O interese xeopolítico nesta carreira é indiscutible.

Pero hai máis razóns. Como sempre, o ansia, implícita na natureza humana, de chegar sempre un pouco máis aló. É famoso o motivo que deu George Mallory para tentar a ascensión ao Everest: “Porque está alí”. Quizá esa mesma razón podería xustificar en parte a épica dos primeiros voos Apolo, pero hoxe esa sensación de aventura evaporouse para deixar paso a motivacións máis prosaicas.

A Lúa é un excelente laboratorio científico. Esa pode ser outra xustificación para os novos exploradores. Aínda quedan moitas incógnitas que despexar sobre a súa orixe, a súa evolución e con ela, a das primeiras épocas do sistema solar. A ausencia de atmosfera e de campo magnético ofrece unhas condicións especialísimas para realizar observacións astronómicas desde a súa superficie. E a cara oculta sería un lugar perfecto onde instalar radiotelescopios, a salvo das perturbacións electromagnéticas xeradas na Terra. Claro que a simple curiosidade científica quizá non xustifique o enorme custo da empresa.

Queda outra motivación máis material: o interese mercantil. Hai algo de valor na Lúa que a faga interesante comercialmente? Unha resposta obvia é auga. Por suposto, na maior parte do satélite a súa existencia (sólida ou líquida) é imposible: no baleiro e coa calor do día, calquera placa de xeo sublimaríase e os gases escaparían ao espazo.

Pero nas rexións polares a situación é diferente. Ao contrario que na Terra, a órbita e o eixo da Lúa están moi pouco inclinados con respecto á eclíptica. Alí case non existen estacións. Nos polos, os raios do Sol inciden sempre moi tanxenciais e non alcanzan o fondo dalgúns cráteres profundos. Sumidos nunha noite eterna, neles rexístranse temperaturas que nunca soben dos 150 graos baixo cero, suficiente para permitir a conservación indefinida de xeo.

Varios experimentos confirmaron a existencia de xeo de auga. Algúns satélites detectárono mediante a análise de neutróns orixinados polo bombardeo dos raios cósmicos, un síntoma que apunta á presenza de átomos de hidróxeno embebidos no regolito (termo xeral usado para designar a capa de materiais non consolidados, alterados, como fragmentos de roca e grans minerais, que descansa sobre rocha sólida inalterada). Non necesariamente como auga, senón tamén como constituíntes de minerais hidratados. Outros empregaron a técnica do “radar biestático”: enviar un sinal de radio que rebote no fondo deses cráteres para ser recollida nas grandes antenas de seguimento na Terra. A distorsión que sufrían as ondas resultou máis propia de superficies xeadas que de terreos rochosos.

Estímase que na rexión austral da Luna hai uns 10.000 km2 de zonas de sombra permanente. Nelas, o xeo non forma grandes extensións como pistas de patinaxe, senón que está mesturado co regolito nunha especie de barro xeado. En proporción, de cada metro cúbico de terreo podería extraerse, no mellor dos casos, o equivalente a unha lata de refresco de auga.

Se algunha vez obtense auga lunar non irá destinada nin ao consumo humano nin a enviala á Terra. Aínda purificada, o máis seguro é que teña un sabor desagradable e, por outra banda, no noso planeta xa temos auga dabondo. A súa verdadeira utilidade será como materia prima para descompoñela en osíxeno e hidróxeno, que son unha das mesturas máis enerxéticas en motores foguete. É xusto o que consumirá a futura nave de aluaxe de Blue Origin (o proxecto de SpaceX, máis conservador, queimará metano e osíxeno).

A produción de auga lunar en cantidades industriais esixirá instalacións a gran escala, neste momento difíciles de soñar cando a mera construción dunha modesta base permanente expón tantos problemas. Pero algún día a Lúa convértese nunha especie de gasolineira espacial, eses cráteres escuros poden ser o terreo máis valioso no noso sistema solar.

No noso satélite hai outro elemento con enorme potencial económico, o helio-3 (3He). É un isótopo estable do helio que se forma na nosa estrela e chéganos arrastrado polo vento solar. Na Terra, o campo magnético e a atmosfera actúan como escudo, pero na Lúa esa protección non existe e ao longo de millóns de anos o helio-3 foi embebéndose no terreo. Todo o noso satélite é un posible xacemento. Polo menos, en teoría.

Cando helio-3 esconde a Lúa? Algúns cálculos suxiren que entre un e tres millóns de toneladas, case todo acumulado nas capas exteriores do regolito, así que a súa extracción sería relativamente fácil.

Na Terra, cantidades ínfimas de helio-3 permanecen atrapadas nas capas profundas do chan, ocasionalmente escapan nas emisións dalgúns xacementos de gas. A maior parte prodúcese artificialmente en reactores nucleares, irradiando litio ou como resultado da desintegración do tritio, un elemento utilizado nas bombas termonucleares. O progresivo desmantelamento deses arsenais reduciu a súa dispoñibilidade.

O helio-3 describiuse como o combustible do futuro nas centrais de fusión. A súa reacción con deuterio desprende enormes cantidades de enerxía dando como refugallo inofensivos átomos de helio-4 sen emisión de radiacións perigosas. O santo graal da enerxía limpa.

O helio-3 só está dispoñible en cantidades moi pequenas, apenas suficientes para algúns experimentos. Está claro, é moi caro: máis de 30.000 dólares por gramo. O consumo mundial, limitado pola restrinxida oferta, é de pouco máis de medio quilo ao ano. Utilízase para construír equipos para a industria nuclear, en especial detectores de neutróns. Tamén para alcanzar temperaturas moi baixas, da orde dunhas décimas de grao sobre o cero absoluto, de uso obrigado en instrumentación cuántica. E é cada día máis utilizado en aplicacións biomédicas de diagnóstico por imaxe con equipos de resonancia magnética e de espectroscopia de raios X.

Os analistas estiman que existe unha demanda potencial de helio-3 por valor duns 400 millóns de dólares, un pastel non só moi atractivo, senón que presenta unha clara tendencia crecente. Esa substancia pode ser escasa no noso planeta, pero con seguridade na Lúa hai xacementos de fácil explotación, xa que está absorbido nas capas superiores do regolito. O que podía parecer ciencia ficción hai dez anos é agora unha oportunidade comercial real. Varias empresas están a estudar seriamente esa posibilidade.

FONTE: Rafael Clemente/elpis.com/ciencia   Imaxe: es.wikipedia.org

SABÍAS QUE... CANDO APARECEU O PRIMEIRO RELOXO MECÁNICO?