Es cosa sabida que cuánto más se sumerge un submarinista, cuanta más profundidad alcanza, mayor es la presión que siente sobre su cuerpo.
Si la presión del aire a nivel de mar se toma como unidad, es decir, la llamamos una atmósfera; cada 10 metros que el submarinista se sumerja, la presión hidrostática aumentará una atmósfera. Por ejemplo, si desciende a una profundidad de 30 m estará sometido a una presión de 4 atmósferas.
A grandes profundidades los pulmones se comprimen y se reduce su volumen. Y si los pulmones han llegado a su mínimo y ya no se pueden comprimir más, la sangre sale de los vasos sanguíneos e inunda los pulmones formando un edema.
En fin, que si sigue bajando más la palma.
Pero más allá de los 1000 m de profundidad, mas allá de los 2000m (con una presión de más de 200 atmósferas) y hasta los 6000 m, nos encontramos con unos peces llamados abisales, por ser así llamada la franja de profundidad oceánica que ocupan.
Pero ellos no mueren aplastados, obviamente están adaptados a su entorno. Pero… ¿cómo?
La mayoría de peces abisales son pequeños para ofrecer poca superficie corporal y poseen cuerpos blandos y huesos (espinas) pequeños. Y no tienen oquedades que se puedan rellenas con ningún tipo de gas, como podría ser el caso de una vejiga natatoria.
En realidad sus tejidos están repletos de grandes cantidades de agua a la misma presión que la del entorno. Por eso, por esa igualdad de presión interior/exterior, no mueren aplastados.
Nota sabionda: Otra característica definitoria de estos peces es que generan su propia luz. Este fenomeno llamado bioluminiscencia lo consigen gracias a colonias de bacterias que desprenden luminosidad.
Nota sabionda: Los peces dragón pueden generar luz roja y luz azul. La luz azul la utilizan para atraer a sus víctimas y la luz roja, que solo puede ser vista por los de su especie, la utilizan para rastrear presas sin miedo a ser detectados por sus depredadores.
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Eso. ¿Por qué mi imagen mueve la mano derecha cuando yo muevo la izquierda o me guiña el ojo izquierdo cuando yo guiño el derecho? ¿Por qué hace este giro?
Aunque pueda parecerlo, el espejo no gira nada. Si miramos el espejo de frente nuestra imagen no aparece boca abajo. Algo que sí hace si lo colocamos en el suelo y nos colocamos de pies junto a él.
Y esto es así porque el espejo no invierte las cosas de izquierda a derecha o de arriba a abajo dependiendo de su ubicación, invierte las cosas del frente hacia atrás. No rota nada, invierte una dirección.
Cuando nos colocamos ante un espejo, los rayos luminosos reflejados por nuestro cuerpo llegan a su superficie y se vuelven a reflejar, viajando en sentido contrario del espejo a nosotros. Así, nuestros ojos captan una imagen que es simétrica a la nuestra. Nuestro delante y nuestro atrás se han invertido. Si miramos hacia el norte nuestra imagen mira hacia el sur, simplemente.
Y al igual que ocurre con una persona de carne y hueso que nos mire frente a frenta, su brazo izquierdo está situado a nuestra derecha y su brazo derecho a nuestra izquierda.
Ahora bien, el espejo no nos ofrece una imagen plana, sino con profundidad, como si la imagen se formara tras la superficie pulida. Cuanto más hacia atrás tengamos un objeto más hacia adelante se verá su reflejo.
Por ello, una persona miope o corta de vista verá la imagen del espejo correctamente enfocada cuando esta corresponda a objetos cercanos y la verá borrosa cuando la imagen corresponda a un objeto muy atrás a sus espaldas.
Y esto es porque no tiene mayor importancia si el espejo está a más o menos distancia, lo verdareramentre importante es a qué diatancia se encuentra el objeto reflejado de la superficie del espejo.
Para poder ver en el espejo un objeto situado tras nosotros, la luz reflejada es ese objeto debe viajar hasta el espejo, reflejarse en él y llegar hasta nuestros ojos. Cuanto más lejano esté el objeto la luz tendrá más camino a recorrer y presentará unos rayos más paralelos, lo que dificulta la visión del miope, cuyos ojos captan mejor los rayos de luz que divergen, como los de un objeto cercano, y peor los rayos de luz más o menos paralelos, como los de un objeto lejano.
Nota sabionda: Un miope verá más borroso un objeto lejano en el espejo, que si se gira y lo observa directamente.
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El pelaje rayado es muy bonito, sin duda. Pero la estética no es el motivo, algo causó que el proceso evolutivo de las cebras les llevase a desarrollar este peculiar diseño.
Muchas teorías se han formulado. Muchas opiniones se han vertido. Que si podrían ser un estupendo camuflaje contra los depredadores, especialmente en entornos de hierba alta. Que si podrían tener un papel socializador al permitir a los diferentes especímenes distinguirse o reconocerse entre sí. Que podrían servir de protección contra los depredadores cuando pastan en manada, por el efecto de desorientación que la acumulación de rayas causaría en sus perseguidores. Que si, que si…
Pero las poblaciones de cebras suelen ser más abundantes en parajes en los que no predomina la hierba alta. Y otros animales se distinguen sin necesidad de un pelaje tan contrastado. Y una vez en carrera la manada se dispersa.
Así que ninguna de estas explicaciones parece satisfacer por completo, pero tampoco se pueden descartar. Ni con la posibilidad que en los últimos años ha ido ganando peso: los tábanos.
La sabana africana cuenta con una fauna tabónica especialmente rica. Unos insectos muy molestos que distraen a los animales de comer y beber adecuadamente y que propagan enfermedades que pueden causar estragos entre la población si se declara una epidemia.
Pero… ¿qué tienen que ver las rayas con los insectos?
Un estudio realizado por un grupo de científicos suecos y húngaros —publicado recientemente en el Journal of Experimental Biology— presenta la teoría de que los tábanos y otras moscas portadoras de enfermedades fueron el motor evolutivo de las rayas de las cebras. Aportando evidencias y datos experimentales.
Los colores oscuros reflejan la luz polarizada de un modo parecido al que lo hace la superficie del agua y los tábanos sienten una especial atracción por el agua, que les es necesaria tanto para beber como para depositar sus huevos en ella. Como resultado, los insectos sienten mayor atracción por los caballos negros o de pelaje oscuro, que por los blancos.
Las cebras, pues, desarrollaron unas rayas blancas sobre pelaje negro, con una disposición y anchura tales que provocan un efecto visual disuasorio en los tábanos.
Nota curiosa: De demostrarse cierta esta teoría se habría dado respuesta a la pregunta: ¿Son las cebras blancas con rayas negras o son negras con rayas blancas?
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Pues no, no se puede.
Y no se puede por el bien de las propias pinturas. De abrir las cuevas al público, los hongos y las bacterias que ha colonizado sus paredes se extenderían y dañarían de manera irreversible las pinturas rupestres.
Se ha comprobado que las paredes más próximas a la entrada de la cueva han sido colonizadas por microorganismos, que aprovechan las corrientes de aire creadas por el paso de los visitantes para desplazarse y extenderse hacia el interior, como demuestra el hecho de que algunas de estas colonias ya han afectado las pinturas de la Gran Sala de los Polícromos. Además, los cambios de temperatura y de humedad provocados por la presencia humana también contribuirían a su proliferación.
El deterioro de las pinturas desembocó en un primer cierre que se llevó a cabo en 1977 y finalizó en 1982, año en que se reabrieron las cuevas con un límite de 11.000 visitantes/año, muy lejos de las 175.000 visitas de 1973.
Con las apariciones de manchas blancas —debidas a la presencia de microorganismos que proliferan con la luz— se optó por cerrar las cuevas al público de nuevo en 2002. Las listas de espera que se iniciaron ya se han completado y no se admiten más solicitudes por la imposibilidad de garantizar una visita con tan largos plazos.
A fecha de hoy no hay fecha prevista para su reapertura, si es que esta se ha de producir.
La alternativa es visitar el museo de Altamira, uno de los museos más visitados de Cantabria que se encuentra muy cerca de la entrada a la cueva original. El museo contiene una reproducción exacta de la cueva original realizada utilizando las últimas tecnologías.
Nota sabionda: Los microorganismos ya causaron daños irreparables hace más de medio siglo en las pinturas prehistóricas de Lascaux (Francia), que han permanecido cerradas al público desde 1963.
Nota sabionda: Sobre las pinturas de Altamira, Picasso dijo: “Después de Altamira, todo es decadencia.”
Nota sabionda: Las Cuevas de Altamira son Patrimonio de la Humanidad desde 1985.
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Uno de los experimentos de química que se suelen hacer en época escolar es el consistente en generar energía eléctrica con un cítrico.
Como si de una batería se tratase, se introduce en la naranja o el limón un objeto de cobre (quizás una moneda) y un objeto de zinc (quizás un tornillo galvanizado). Estos dos objetos trabajan como electrodos, causando una reacción electroquímica que genera una pequeña cantidad de electricidad.
A estos polos se conectan sendos cables eléctricos cuyos extremos están a su vez conectados a un led.
La corriente circula a través del ácido cítrico, que actúa como electrolito, y consigue encender levemente el LED.
Comoquiera que el voltaje producido es insuficiente para encender un LED estándar por completo, se ensamblan dos o más cítricos en serie para poder iluminarlo.
A continuación un par de videos en el que se lleva este sencillo experimento a niveles insospechados: encender un rótulo luminoso y… ¡cargar la batería de un iphone!
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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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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Éste es el futuro que nos presenta la empresa Corning Incorporated.
¿Ciencia ficción o realidad?
Eso. ¿Por qué no son de otro color? ¿Por qué no rosa para ver la vida color de rosa?
Antes de saber del color, veamos cómo funcionan.
El ojo humano no capta todo el espectro electromagnético, solamente una parte que se denomina por ello el espectro visible. Diferentes longitudes de onda pasan desapercibidas para nuestro órgano de la visión durante el día. Pero con la llegada de la noche, o simplemente en la oscuridad, las escasez de iluminación provoca un corrimiento hacia el infrarrojo de la luz reflejada. Infrarrojo que nuestro ojo no detecta, por lo que nuestra vivión es más deficiente.
Aclaremos que para que las gafas funcionen es necesaria luz (visible o no) y que la total ausencia de onda electromagnética alguna no permitiría percibir imagen.
Las gafas están diseñadas para captar la luz infrarroja y amplificarla. Cuando los fotones entran en las gafas rebotan en unos pequeñísimos tubos de vidrio dispuestos en forma de disco. Al chocar con las paredes producen fotones secundarios que son acelerados al aplicar voltaje entre las superficies de los discos. Estos fotones secundarios crean nuevos fotones adicionales en un proceso de multiplicación que amplifica la fuente de luz.
La luz enfocada es absorbida por un fotocátodo que convierte los fotones en electrones. Estos electrones emitidos son dirigidos electrostáticamente hacia la pantalla en la que se formará la imagen de manera similar a una cámara fotográfica pero sin inversión de imagen.
Esta pantalla, por cuestiones de coste, es de fósforo verde. Como aquellos monitores antiguos que acompañaban a los viejos ordenadores. Así que los haces de electrones excitan el fósforo verde de manera que se forma la imagen.
Nota sabionda: Cuando las condiciones de iluminación son muy deficientes se suele iluminar la escena con una lámpara de infrarrojos. Indistinguible para el ojo humano pero no para las gafas de visión nocturna.
Nota sabionda: Las gafas de visión nocturna amplifican la imagen, pero no permiten ver a través de la neblina o una pared. Para ello se utilizan las cámaras térmica.
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Un espejismo es una ilusión óptica debida a la reflexión total de la luz, originada cuando ésta atraviesa capas de aire de distinta densidad. Así objetos lejanos ofrecen una imagen invertida como si se reflejasen en el agua, o bien aparecen flotando en el aire o sobre la superficie del mar.
Pero… ¿cuál es el mecanismo que los forma?
Ya se apuntaba en el primer párrafo: el cambio de dirección que experimenta la luz al pasar de un medio a otro de diferente densidad, que se mide con el índice de refracción, que no es más que la relación entre la velocidad de la onda en un medio de referencia (el vacío para las ondas electromagnéticas) y su velocidad en el medio del que se trate.
Así, cuando la onda de luz incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios, y si éstos tienen índices de refracción distintos, se produce la refracción. El ejemplo clásico de este fenómeno es el de un lápiz y otro objeto semi-sumergido en un vaso con agua: la cuchara parece quebrada.
También se produce refracción cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura (y por ello densidad), de la que depende el índice de refracción. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total.
Los espejismos pueden ser de dos tipos: superiores e inferiores, dependiendo de en qué lugar se encuentra la capa de aire caliente.
¿Cómo es eso?
Los espejismos superiores se producen cuando el aire que está cerca de la superficie es más frío (y por lo tanto más denso) que el aire que se encuentra justo encima. Esta inversión térmica se suele dar en latitudes altas donde los mares son fríos y la capa de aire cercana a la superficie del mar está más fría que la superior. La luz ascendente es refractada hacia abajo por la capa cálida produciendo una imagen invertida que parece flotar en el cielo.
Los espejismos inferiores son más comunes, y se producen cuando el aire que está más cerca de la superficie es más caliente (y por lo tanto menos denso) que el aire que se encuentra justo encima. Este fenómeno se observa preferentemente en los desiertos donde el espejismo puede dar la apariencia de un lago o mar desde cierta distancia y, en un ejemplo mucho más cercano, en el asfalto recalentado de las carreteras, con la apariencia de una superficie líquida que refleja imágenes, como un charco. Pero cuanto más se avanza hacia esa zona más parece alejarse, hasta que de repente desaparece.
Veamos algunas imágenes más:
Nota sabionda: Si hace mucho calor y el asfalto de la carretera está muy caliente, incluso se puede apreciar a simple vista como asciende el aire caliente. Y la diferente densidad de ese aire ascendente provoca que llegue una imagen borrosa al observador, pues el diferente índice de refracción hace que la luz se refracte de forma continua al atravesar las distintas capas de aire y se curve.
Nota sabionda: Una cosa parecida ocurre al repostar el automóvil. Si el día es soleado se puede observar en los alrededores de la entrada al depósito, un efecto óptico, una distorsión de imagen. En este caso provocada por los gases desprendidos por el combustible. De una densidad diferente al la del aire circundante y por ello provocadores de refracción.
Respuesta a una consulta de Leonel Domínguez Quijano
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