Todos lo hemos visto en muchas películas: el héroe de turno se zambulle en el agua y los malos malosos se dedican a dispararle desde la orilla. El héroe bucea rodeado de una lluvia de balas.
¿Peligroso? Ciertamente, per no tanto como a primera vista parece.
Las armas de fuego han sido diseñadas para dispararse al aire libre y no bajo el agua. En el medio acuático funcionan mal principalmente por tres razones:
-el agua es mucho más densa y ofrece mayor resistencia al movimiento.
-los cañones de las armas de fuego dotan de giro al proyectil y este giro aumenta el rozamiento y facilita el frenado.
-el diseño de las balas está determinado por el medio aéreo.
Una vez puntualizado esto… ¿a qué profundidad debe bucear nuestro héroe para que las balas no sean letales?
Para conocer este dato se ha de considerar el calibre del proyectil, la densidad del agua y el coeficiente de frenado, pero de manera general se puede decir que una bala común disparada con un arma ligera (una 9mm por ejemplo) deja de ser letal a una profundidad entre 2,5 y 3 metros.
Esto teniendo en cuenta que la bala penetrara en el agua según una trayectoria perpendicular a la superficie. Pero cuando los malos disparan desde un muelle o un embarcadero, la trayectoria no es perpendicular, sino que forma un ángulo de unos 20º, o puede que 30º.
Es decir, que entrando en diagonal y para llegar a la misma profundidad, el camino a recorrer por el proyectil es mucho mayor. Un cálculo trigonométrico concluye que zambulléndose a un metro de profundidad, las balas dejan de amenazar la vida de nuestro héroe.
Así que… ¡menos lobos!
Nota sabionda: Los rusos inventaron una pistola submarina que no usa balas ordinarias sino un híbrido entre una bala y un arpón, con forma de cuello de botella y sin giro sobre su eje. Están fabricadas en un acero blando que permite la deformación sin que la bala estalle y su radio de efectividad se amplía a los 17 metros.
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Hay diferentes métodos para mantener los alimentos conservados durante más tiempo del que se mantendrían en condiciones aptas para el consumo si no aplicásemos ninguno.
El secado al sol es uno de los métodos más antiguos de conservación de alimentos. Y también lo es el congelado, usado de antiguo en las zonas más septentrionales del planeta.
El otro es la salazón: curar con sal carnes, pescados y otras sustancias para su conservación.
Todos ellos tienen un punto en común que es la eliminación del agua para que los microorganismos no proliferen. Claro que en el caso del frío no se elimina el agua, pero el hielo ya no es utilizable.
Sin entrar a tratar estos otros dos métodos en profundidad, vamos a pasar a ver la salazón.
La sal retira el contenido acuoso de los alimentos mediante un proceso conocido por ósmosis. Cuando dos soluciones acuosas con diferente concentración de soluto se encuentran separadas por una membrana semipermeable, se genera un trasvase de agua desde la zona de más baja concentración o hipotónica, hacia la de alta concentración o hipertónica, buscando el equilibrio.
Sencillamente, la sal retira el agua de los alimentos reduciendo al límite el factor conocido como la actividad de agua.
La actividad de agua (aw) es la relación entre la presión de vapor del agua del alimento y la del agua pura a la misma temperatura. O sea, mide el agua disponible en un alimento. Y como la sal reduce este valor por debajo de un 0,60 no permite crecer prácticamente nada, pues muy pocos microorganismos y ningún patógeno crecen a aw menor que 0,7.
Pero éste no es el único mecanismo conservador de la sal. Como la concentració salina es mayor en el exterior que en el interior de los propios microorganismos, éstos pierden agua de manera alarmante hasta morir deshidratados. La sal es un eficaz enemigo de los microorganismos, que no soportan una elevada salinidad.
Nota sabionda: Algunas bacterias son inmunes a la sal, como algunas bacterias del género Sarcina. Por suerte no son patógenas.
Nota sabionda: Tan importante era la sal en la conservación de alimentos en épocas antiguas y tan alto su valor, que las legiones romanas recibían en ocasiones su sueldo o soldada en sal. De ahí que el cobro por un trabajo prestado reciba el nombre de salario.
Nota sabionda: Debido al proceso físico-químico de la ósmosis es peligroso beber agua salada.
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Se deben manipular con guantes o con una esponjita o con un plástico, como el de la funda en las que suelen venir envueltas.
¿Y eso por qué? Pues porque se reduce su vida útil, se funden antes.
Pero para saber por qué ocurre esto, antes veremos cómo funcionan las lámparas.
Las lámparas de incandescencia —las bombillas de toda la vida— constan de una ampolla de vidrio que contiene un gas inerte (argón o criptón) y un filamento de wolframio. Y es el paso de la corriente eléctrica la que hace que el filamento de wolframio alcance altas temperaturas —que oscilan alrededor de los de 2000 ºC— que dan como resultado la emisión de luz visible.
Comoquiera que el color de esta luz es algo amarillento —como corresponde a la zona de menor energía del espectro visible— se hace necesario aumentar la temperatura del filamento para conseguir una luz más blanca. Pero el wolframio puede sublimar y el filamento hacerse más delgado en algunos puntos. Y es en estos puntos en los que puede fundirse, dando como resultado un filamento roto y una bombilla oscurecida por el wolframio enfriado y depositado. Decimos entonces que la bombilla se ha fundido.
Para obtener una luz más blanca se utilizan actualmente las lámpara halógenas, que permiten que el filamento alcance una temperatura más elevada sin que el wolframio llegue a fundir.
¿Y cómo lo consiguen?
Las lámparas halógenas además de su filamento de wolframio o tungsteno, contienen una atmósfera gaseosa formada por el gas inerte y por un halógeno (generalmente yodo o bromo), que consigue que el wolframio se mantenga más estable de la siguiente manera: cuando el wolframio pasa a estado gaseoso y entra en contacto con las paredes de la lámpara se enfría, combinándose con el halógeno para formar el halogenuro correspondiente. Por otra parte, en las zonas del filamento donde haya sublimado más wolframio, el conductor disminuye de grosor y por tanto aumenta la temperatura. Y es en estas zonas donde el metal se deposita sobre el filamento reparándolo.
Este ciclo regenerador permite una temperatura mayor de lo habitual y ofrece una luz más blanca, pero requiere de un compuesto de cuarzo —que soporta mejor las altas temperaturas— para la fabricación de la bombilla.
Pero el compuesto de cuarzo no se puede tocar con los dedos, porque restos de grasa corporal quedan adheridos a la superficie. Esta fina capa adherida se calienta y presenta diferente temperatura que el resto de la lámpara. Cuando el wolframio llega al cuarzo ya no se enfría y se rompe el ciclo regenerador. Además la huella de suciedad provoca una alteración química del cuarzo que es conocida como desvitrificación y que provoca su deterioro y contribuye a que el filamento se funda.
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Entrada elaborada a partir de la información ofrecida aquí, aquí y aquí.
¿Pero de quién es esa voz? ¿mía? ¡No puede ser, no soy yo!
¿A quién no le suena es anterior comentario? A todos no ha pasado no reconocer nuestra voz en una grabación. Y no es por mal calidad del aparato, es porque nosotros oímos nuestra voz diferente a cómo lo hacen los demás. Oímos nuestra voz distorsionada, modificada.
Para comprender por qué sucede esto, primero veremos cómo hacemos para oir.
Las ondas sonoras se desplazan por el aire hasta llegar a nuestro pabellón auricular, que las recoge y las conduce hacia el interior del oído. Una vez en el canal auditivo, las ondas siguen viajando hasta chocar con el tímpano, al que transmiten su vibración. Los movimientos de esta membrana se transmiten al oído medio a través del movimiento de los huesos del oído medio (martillo, yunque, lenticular y estribo) hasta la cóclea o caracol, donde la vibración se convierte en impulso nervioso que es conducido por el nervio auditivo hasta el cerebro, que interpreta la señal.
Pues bien, cuando nosotros hablamos el sonido nos llega por el mismo camino que el resto de ondas sonoras, pero en esa ocasión también nos llega por otro camino: a través de nuestro cuerpo.
El sonido también viaja directamente desde las cuerdas vocales y la estructura ósea de nuestro cráneo hasta la cóclea, reforzándose así las vibraciones de baja frecuencia, los tonos más graves.
La voz que oímos cuando hablamos es la combinación del sonido recibido por ambas vías. Por eso, cuando escuchamos una grabación de nuestra propia voz y no oímos esa segunda señal, no reconocemos nuestra voz. Al faltar el refuerzo interno u óseo, oímos una voz más aguda que no nos es familiar.
Nota sabionda: Podemos experimentar el efecto inverso taponándonos los oídos. Solamente oiremos las vibraciones conducidas por los huesos y nuestra voz nos sonará mucho más grave.
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Al someter el hierro al fuego de proporcionamos gran cantidad de calor. Esta energía suministrada hace que los átomos del metal se muevan con mayor intensidad y vibren aceleradamente.
Pero cuando no toda la energía puede ser admitida se pierde en forma de radiación lumínica mostrando el color rojizo característico del hierro calentado en la forja.
Pero… ¿por qué rojo y no otro color?
De hecho el rojo no es el único color. La luz roja tiene una longitud de onda larga, que se corresponde con una energía baja, y es el primer color adquirido por el hierro candente. Si intensificamos el calor, si aumentamos la temperatura, obtendremos emisiones lumínicas con unas frecuencias cada vez más altas y unas longitudes de onda más cortas. Y el color cambiará del rojo al amarillo, de ahí al blanco y finalmente al azul.
Y no solamente le pasa eso al hierro, podemos observar el mismo efecto en otras sustancias que con calor se vuelven luminosas.
Nota sabionda: El color ideal para el forjado es un blanco-anaranjado. Como deben ser capaces de apreciar las diferentes tonalidades, muchos herreros trabajan en lugares de baja iluminación.
Nota sabionda: La astrofísica utiliza esta relación entre los colores y la temperatura en su estudio de las estrella.
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Cuando la corriente eléctrica pasa por cualquier conductor se genera calor a causa del rozamiento de los electrones que forman la corriente eléctrica. Parte de la energía que transportan se disipa en forma de calor. Este efecto se conoce con el nombre de Efecto Joule.
Loe electrones ganan energía cinética en su libre circulación hasta que chocan con alguna partícula de las que componen el conductor y vuelven a iniciar su movimiento hasta el próximo choque. La energía que el electrón transmite a esta partícula se transforma en vibración al aumentar su estado energético. Los contínuos choque aumentan la energía acumulada en el conductor y se irradia en forma de calor.
El calor que se acumula en el conductor y que posteriormente se irradia, es mayor cuanto mayor sea la resistencia que el conductor opone al paso de la corriente. Esta resistencia variará en función del conductor, de su tamaño, forma y grosor.
Por ejemplo, un alambre grueso y corto ofrece poca resistencia al paso de la corriente eléctrica y, por consiguiente, se calentará poco. En cambio, un alambre fino y largo opondrá más resistencia y acumulará y desprenderá más calor. Un buen conductor desprenderá poco calor y un mal conductor desprenderá más.
La solución para obtener una buena cantidad de calor a partir de la corriente eléctrica es hacerla pasar por un no muy buen conductor muy estrecho y largo. Y generalmente dispuesto en espiral o zig-zag para comprimirlo y evitar que ocupe una superficie excesiva.
Muchos utensilios y pequeños electrodomésticos se basan en este principio elemental: estufas eléctricas, tostadoras, secadores de cabello, calentadores de agua…
Nota sabionda: La ley de Joule dice que “el calor que desarrolla una corriente eléctrica al pasar por un conductor es directamente proporcional a la resistencia, al cuadrado de la intensidad de la corriente y el tiempo que dura la corriente.
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El agua no se junta con el aceite: son inmiscibles. Sus moléculas no sienten atracción entre sí, como se explica aquí.
Cuando intentamos mezclarlos se forman pequeñas gotas de aceite llamadas micelas. Si se deja en reposo las gotas se van reuniendo hasta que ambos líquidos se separan totalmente. Al hacer mayonesa batimos huevo con aceite y es la yema de huevo la que actúa como emulsionante, evitando que se unan esas gotitas de aceite. Más concretamente, la lecitina que contiene la yema es la que envuelve esas gotitas, permitiendo obtener la emulsión conocida por mayonesa.
Si no se bate bien, si se añade el aceite demasiado rápido, si los componentes están demasiado fríos o a temperaturas muy dispares… el aceite no se emulsiona y se va acumulando. Decimos que se ha cortado.
¿Y qué se puede hacer para evitar que se corte?
Utilizar los ingredientes a temperatura ambiente, agregar al aceite gota a gota al principio y una vez la salsa espese agregar en mayores cantidades, batir a un ritmo ligero o con ayuda de batidora y utilizar recipientes y utensilios secos.
¿Y cómo se puede recuperar si se ha cortado?
Poner en un recipiente una cucharadita de agua fría y agregar gota a gota la mayonesa cortada agitando continuamente con un batidor de alambre hasta terminar la salsa. O poner en un bol una yema cruda y proceder como en el anterior caso. O, más definitivo… acudir a la madre o a la abuela, que suelen tener buena mano para esto.
Nota sabionda: Una emulsión es una mezcla entre líquidos acuosos y grasos en la que la grasa está separada en minúsculas gotitas sin unirse entre sí.
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Bueno, ventanas, ventanas… se llaman ojos de buey, probablemente por su forma. Pero… ¿a qué obedece la forma?
En los barcos antiguos de madera (galeones, carabelas…) esas aberturas al exterior eran cuadradas o rectangulares y en los barcos modernos metálicos son redondas básicamente, aunque también las hay rectangulares con las esquinas muy redondeadas.
La madera es un material fibroso y bastante flexible. Un casco de madera se revela muy resistente al los embates del mar por esa flexibilidad. La madera cruje y cruje frente al embate de las olas, pero la estructura se mantiene. Así, pues no importa la forma de una abertura puesto que no ha de soportar una presión especial.
La cosa cambia cuando, desde finales del siglo XIX, los cascos se construyen de acero. La rigidez de la estructura tiene sus puntos débiles en esas aberturas. Los ingenieros navales pronto descubrieron que un agujero rectangular en la cubierta, la bodega o el caso, era una fuente de la fatiga metálica (tipo de fractura que conduce a la rotura catastrófica cuando se aplican cargas fluctuantes en el tiempo) que empezaba por las esquinas.
El casco o la cubierta podía literalmente partirse debido a las flexiones y contracciones causadas por la fuerza de las olas, porque cuando se aplica una fuerza sobre una superficie rectangular ésta se concentra en los ángulos o esquinas, aumentando la fatiga y facilitando la fractura.
Si se eliminan las esquinas redondeándolas o, mejor aún, se consigue una superficie circular, la fuerza se distribuye uniformemente y se minimiza la fatiga.
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Si tomas café con hielo como refresco, no se te ocurra añadir el azúcar al café una vez frío. Te resultará imposible que se disuelva todo el azúcar que fácilmente lo habría hecho en el café caliente.
El azúcar se disuelve mejor y con mayor rapidez en el café caliente porque el proceso de disolución se ve favorecido por el aumento de temperatura.
Eso está claro, pero… ¿por qué?
El incremento de temperatura aumenta la agitación molecular al convertirse la energía térmica en energía cinética. Entonces las moléculas del café interaccionan con mayor facilidad con las del azúcar al moverse más rápidamente.
Además solemos ayudar al proceso removiendo con una cucharilla.
Al hacerlo conseguimos que el proceso sea más rápido. Homogeneizamos la disolución al repartir el azúcar (soluto) más eficientemente por el disolvente (café), separando las moléculas de azúcar entre sí y favoreciendo el contacto con las moléculas de café. Aumentando además la agitación molecular por el efecto mecánico de remover la cucharilla.
Y podemos seguir añadiendo azúcar (si ése es nuestro gusto) que se seguirá disolviendo. Sin embargo, por muy caliente que esté el café, llegará el momento en que no admitirá más azúcar y el exceso precipitará en el fondo de la taza. Habremos sobrepasado el punto de equilibrio de la disolución.
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El hielo flota en el agua porque es menos denso.
Eso nos lleva a otras preguntas: ¿por qué el agua líquida es más densa que el agua sólida? ¿qué implicaciones tiene este hecho?
El estado de un cuerpo (sólido, líquido o gaseoso) viene determinado por la fuerza de atracción que las moléculas que lo componen experimentan entre sí.
Si esta atracción mantiene a las moléculas firmemente unidas en una posición fija, decimos que se trata de un cuerpo sólido. Pero no hay que olvidar que esas moléculas contienen cierta energía cinética o de movimiento que les permite vibrar en sus posiciones.
Si se suministra energía, por medio de calor por ejemplo, las moléculas ganan esa energía y vibran cada vez con más violencia, hasta que la atracción de las demás moléculas no basta para limitar ese movimiento. De manera que se rompen las ligaduras y las moléculas comienzan a moverse por su cuenta, deslizándose unas contra otras, chocando y empujándose. Se produce el cambio de estado y el cuerpo pasa de ser sólido a ser líquido.
Si se continúa aplicando calor, la velocidad de vibración aumenta y se produce un nuevo cambio de estado hacia el estado gaseoso.
De manera general, las moléculas de un cuerpo sólido están ordenadas de manera compacta. En una disposición que apiña las moléculas unas contra otras con muy poco espacio intermolecular. Así, cuando el sólido se funde y las moléculas se separan aumentando el espacio intermolecular, la sustancia se expande y su densidad disminuye.
Entonces, podemos decir que, de manera general, que los sólidos se expanden al fundirse y se contraen al congelarse.
Pero el agua no se comporta así. ¿Por qué?
Las moléculas del hielo están dispuestas en una formación especialmente laxa, en una formación tridimensional que tiene muchos huecos merced a los puentes de hidrógeno. En su caso, al calentarse y empezar a deslizarse las moléculas de agua, en vez de expandirse pasan a rellenar esos huecos o espacios intermoleculares, pasando a ocupar menos espacio en estado líquido que en sólido. Siendo, pues, menos denso el hielo que el agua.
Puede parecer un hecho baladí, pero no lo es en absoluto. Esta circunstancia resulta ser muy afortunada para la vida en la Tierra.
Cualquier hielo que se forme en una masa de agua flota en la superficie, aislando las capas más profundas del frío exterior y preservando el calor bajo la superficie. Esa capa aislante permite la vida bajo el hielo.
Además, al concentrarse en la superficie está más expuesto a los rayos solares, siendo mayor la posibilidad de que se funda por efecto del Sol.
Su fuera al contrario y el hielo fuese más denso, se hundiría y dejaría expuesta al frío al agua de la superficie, que se congelaría y se depositaría en el fondo a su vez, lejos de los rayos solares que la podrían fundir. Si el hielo fuese másn denso que el agua, las reservas acuáticas del planeta estarían casi todas congeladas sin permitir gran parte de la vida que conocemos.
Así pues, esta característica del agua la hace especialmente útil para la vida.
Nota sabionda: Al fundirse un centímetro cúbico de hielo se forman 0,9 centímetro cúbicos de agua.
Nota sabionda: Cualquier trozo de hielo flota en el agua, con una décima parte por encima de la superficie y nueve décimas partes por debajo. Ver iceberg.
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