La humedad en el aire

Cuando leí esta pregunta tuve bastantes dudas sobre cómo podía contestarla, pero después de leerla dos o tres veces, me di cuenta de que era realmente mucho más fácil de lo que parecía al principio. Tuve que preguntar a Rico de dónde era puesto que su pregunta tendría más o menos sentido dependiendo de su ubicación en el mundo, pertenece a una zona con clima mediterráneo.

Alguien podrá dudar de si su procedencia influye para la pregunta que ha hecho, y la respuesta es sí. No en todas las zonas del mundo el aire se comporta igual, y además el clima mediterráneo es una excepción dentro de las franjas climáticas del mundo puesto que es el único cuyos inviernos son húmedos y sus veranos son secos.

Es evidente que cuanto más calor haga, más se evaporará el agua. La lógica nos dice que cuanta más agua se evapora más húmedo estará el aire. Pero en este caso la lógica nos traiciona. Ya que cuanto más caliente está el aire más humedad es capaz de absorber. Esto parece una estupidez pero no lo es.

La humedad en el aire es relativa. Para cada temperatura el aire puede tener una cantidad de moléculas de agua. La explicación de esto es compleja y está relacionada tanto con parámetros físicos como químicos. Para no hacer demasiado complicada la explicación vamos a suponer que lo único que afectase al aire al calentarse fuese el grado de excitación de las partículas. Como ya comenté en el artículo de la olla a presión, cuando se alienta una sustancia las moléculas que la componen se mueven más rápido que cuando está fría esa misma sustancia. Bien, si calentamos el aire las moléculas que lo componen se moverán más rápido. Al moverse más rápido ocupan más porque se dilatan o lo que es lo mismo, en el mismo espacio habrá menos moléculas de aire.

Esto es fácil de comprender con el ejemplo del globo aerostático. ¿Qué es lo que hacen para que el globo aerostático ascienda? tan sólo calentar el aire. Cuando se calienta el aire que hay dentro del globo este se hincha, pero dentro hay exactamente las mismas moléculas de aire lo que pasa es que se mueven mucho más deprisa y por ello ocupan más espacio.

Ahora bien, si hay muchas menos moléculas en el mismo espacio será posible meter moléculas de agua dentro de ese espacio. Eso es exactamente lo que pasa. Cuando el aire se calienta deja mucho más espacio para las moléculas de agua que se quieran unir a la fiesta de baile que se dan las moléculas de aire.

La humedad en el aire se mide en tantos por ciento. Cuando un aire tiene el 0% de humedad quiere decir que puede adquirir muchas moléculas de agua, este aire, tan seco es ideal para secar la ropa, puesto que al pasar por una zona húmeda robará muchas moléculas de agua. Sin embargo un aire con el 100% de humedad no puede absorber ni una sola molécula de agua. Pero esta humedad es relativa no absoluta. Como ya he explicado la humedad que puede contener un aire depende de la temperatura, es decir, que un aire con 100% a 8ºC, si lo calentamos a 35ªC tendrá las mismas moléculas de agua pero podrá absorber muchas más. Este es el principio del secador, calienta el aire circundante para que pueda absorber este aire la mayor cantidad de humedad. Eso sí, si un aire está saturado en humedad (100%) y lo enfriamos, ¿qué pasará? Justo el fenómeno contrario, en vez de absorber agua de las cosas húmedas, se depositarán gotas de agua en todas las zonas frías, esto es a lo que se llama el rocío, por el día se calienta el aire y absorbe mucha cantidad de agua, pero por la noche al enfriarse el aire no puede soportar tener tal cantidad de agua (es decir no cabe tanta agua) así que lo deposita sobre la hierba o sobre los coches.

Esto no responde a la duda de Rico, pero se acerca a ello. El aire es seco en verano en todas las zonas donde no hay suficiente humedad para que sea húmedo. Por ejemplo en el Caribe, o en Alicante el aire en verano es extremadamente húmedo, mientras que en el Sahara o en el desierto de Atacama es muy seco, y ávido de humedad. si lavas la ropa en el Sahara se secará más rápido que si lo haces en el Caribe, aunque la temperatura sea la misma. Esto también explica que la ropa se seque antes en la calle aunque haga más frío, puesto que si dejas la ropa dentro el aire de la casa se cargará de humedad y no será capaz de arrancar las moléculas de agua de la ropa, mientras que en la calle es muy difícil saturar de humedad el aire...

Respecto a que se enfríe o caliente la atmósfera, en parte te contestas tú solo. Si el aire tiene mucha cantidad de agua los cambios de estado influirán mucho en la temperatura del aire. Por ejemplo si una masa de agua va muy cargada en agua en estado vapor y se enfría este agua condensará pero al condensar desprenderá calor, ya que como expliqué en el artículo de la olla a presión, mientras se está cambiando de fase no aumenta la temperatura sino que toda la energía se usa en el cambio de fase. Para evaporar agua se necesita dar energía, pero si lo que hacemos es condensarla el agua emitirá energía sin cambiar de temperatura.

¿De dónde viene la energía que produce un terremoto? ¿Se licúa la roca con esta energía?

Pablo formuló ya hace algunos días una pregunta cuya explicación es realmente difícil (changa para los amigos). Partimos de la base de que te has leído el artículo ¿Por qué se produce un terremoto?

Antes de nada, me gustaría aclarar un concepto, el de la conservación de la energía. El principio de conservación de la energía y la masa dice: "la masa y la energía ni se crean ni se destruyen, sólo se transforman" Explicar este concepto me llevaría un artículo entero, así que si alguien tiene dudas puede preguntar por él. Pero si lo simplificamos podemos decir que ninguna energía viene de la nada, la energía tiene que venir de algún sitio.

Sobre la posible licuación de una roca durante un terremoto, siento romper el encanto, pero no. Por lo menos no de forma generalizada. Pequeñas zonas en el plano de falla se pueden fundir por el calor que produce el rozamiento (frótate las manos ya veras como calienta. Pero tan sólo cantidades muy pequeñas. Las rocas resultantes de esta pequeña fusión se llaman pseudotaquilitas. Las consecuencias que tiene un terremoto sobre los suelos, por lo tanto, son la fracturación, la desestabilización (un terremoto puede hacer que caiga una avalancha de rocas si el terreno está en pendiente), y sobre todo muchos riesgos para los humanos. Pero no la fusión.

La explicación de dónde procede la energía que produce un terremoto puede ser más interesante, aunque bastante difícil. Los terremotos se producen como consecuencia de la tectónica de placas, explicar la tectónica de placas llevaría también al menos otro artículo, pero se puede resumir en que la tierra está compuesta por varias placas que se mueven y pueden chocar entre sí, como por ejemlo la India con Asia, al chocar producen orógenos (cademas montañosas), terremotos, volcanes...

Así que podemos decir que la energía que produce un terremoto viene del movimiento de las placas, es decir, la energía cinética (debida al movimiento) de una placa, se transforma en un temblor en el suelo. A partir de este punto podríamos comenzar a leer el artículo citado antes. Pero alguien preguntará que de dónde viene esa energía cinética qué tienen las placas, puesto que si la energía ni se crea ni se destruye, alguna será la fuente de esta energía. La respuesta fácil es decir que del interior de la tierra y poner la palabra FIN. Evidentemente esta respuesta no satisface a nadie, ahora todos queremos saber de dónde (coño) viene esta energía.

El motor de las placas tectónicas es extremadamente complejo, y aún no se comprende del todo, todavía hay muchas incógnitas y controversias, explicarlo, como ya he dicho, supodría un artículo entero. Pero podemos simplificarlo mucho y limitarnos a comentar de dónde procede la energía que mueve estas plcas, podemos decir que la culpa del movimiento de las placas la tiene el calor del interior de la tierra. Y no será mentira. Así que hemos llegado a la conclusión de que la energía que produce un terremoto proviene del calor interno de la tierra, eso sí, después de múltilples transformaciones.

Que la tierra está caliente por dentro es más fácil de entender para algunos, como Pablo que lo ha visto en Lanzarote, que para otros, pero si de un volcán sale roca fundida, querrá decir que de dódne viene esa roca hace mucho calor. Ahora bien, los más curiosos, los más cotillas, los más humanos por lo tanto, querrán ´qué energía hace que la tierra esté caliente. Pues bien, la tierra está caliente por dentro debido a varias causas. Hace unos 4500 millones de años una estrella explotó, de ella salieron muchos fragementos que se unían al chocar unos contra otros como consecuencia de los choques se formaron los planetas. La energía cinética que tenían estos fragmentos se traducía en calor al chocar, de forma que los planetas comenzaron siendo calientes. La tiera se enfrío por fuera pero conserva un calor remanente dentro de ella, es decir es como un termo. Además una serie de isótopos radiactivos se alojan en el interior de la tierra, estos isótopos se "deshacen" y producen calor al deshacerse, este calor que producen ayuda a conservar el calor de la tierra. Se puede concluir que la tierra es un grandísimo termo y que además es una central nuclear pero natural. Estos isótopos proceden también de la estrella que explotó. Así que podemos decir que la energía de los terremotos procede de la energía de una estrella, anterior a nuestro Sol.

Podemos ir más allá y decir que esa estrella se produjo como consecuencia del Big Bang y los terremotos procederán del Big Bang.

El punto de ebullición del agua y las ollas a presión.

Blanca, más vale tarde que nunca, aquí está la respuesta a tu pregunta.

Antes de explicar nada vamos a imaginarnos una estupidez, que estamos en "¿Quiere ser millonario?" en la última poregunta y Carlos Sobera, levantando una ceja, nos pregunta: "¿A qué temperatura hierve el agua? A: 10ºC; B: 80ºC; C: 100ºC; D: 200ºC". La respuesta parece obvia, la C. Pero sólo lo parece, porque la respuesta correcta es: ¡A, B, C y D!

Se conoce como punto de ebullición de una sustancia la temperatura en grados a la que esa sustacia cambia de estado líquido a estado gaseoso. A todos en el colegio nos enseñaron que el punto de ebullición del agua eran 100ºC. Esto no es verdadero. Pero tampoco falso. El punto de ebullición de las sustancias no depende sólo de la naturaleza de la misma, también del medio en el que está la sustancia. Una de las variables físicas que más influyen en el punto de ebullición del agua es la presión atmosférica otra es la cantidad de sales que tenga el agua, hasta el agua mineral más pura tiene un contenido en sales (en las botellas indica la cantidad de cada una de las sales que contiene esa determinada marca de agua), pero para simplificar el problema vamos a imaginarnos que cocemos nuestros alimentos con agua destilada, pura sin ninguna sal.

La presión atmosférica es el peso del aire que tenemos sobre nosotros. Es fácil de deducir por lo tanto que cuanto más aire haya sobre nuestra cabeza, más presión hará el aire sobre ella y viceversa, es decir, tendré más presión de aire en Alicante al nivel del mar que en el pico del Teide. Esta es la razón por la que se teponan los oídos cuando se sube un puerto de montaña o cuando despega un avión. El oído, acostumbrado a una presión de aire sobre el tímpano se agarrota cuando esta presión cambia de forma brusca.

Cuando un cuerpo está en estado sólido sus partículas (moléculas) están fuertemente unidas unas a otras, por eso no fluye. Si está en estado líquido las moléculas están más "sueltas", y en estado gaseoso están tan libres que "salen volando". Cuando se aplica calor a un cuerpo las moléculas de este cuerpo empiezan a agitarse cada vez más hasta que llega el momento de cambiar de estado.

Mientras una sustancia está cambiando de estado, por ejemplo de líquido a gas, la temperatura no aumenta porque toda la energía que le estamos dando a la sustancia la "utiliza" para cambiar de estado y no para subir la temperatura. Esto quiere decir, si considermos el punto de ebullición del agua 100ºC, que nunca el agua líquida del cazo va a estar a más de 100ºC, ya que antes tiene que evaporarse y por lo tanto ya no estará en el cazo.

Y ahora por fin llega la explicación de todo. Con los datos que tenemos nos vamos a formular una pregunta: ¿Cómo cambiará de esatado (volarán las partículas) "mejor" ( a menor temperatura) el agua, cuando existe mucha presión atmosférica o cuando existe poca? o preguntado de otra manera ¿Cómo saltas más alto, desnudo o con un saco de patatas a cuestas? Así de simple el agua cambia de estado a menor temperatura cuanto menor sea la presión atmosférica, es decir con menor peso de aire sobre ella. Como ya hemos dicho cuanta más altitud menor presión y por lo tanto menor temperatura de ebullición, por lo tanto el agua de la cazuela estará a menor temperatura.

La piel humana aguanta sin quemarse hasta unos 60ºC. En el pico del Everest aproximadamente esa es la temperatura a la que hierve el agua, así que será muy difícil cocinar allí un guiso, porque ¿acaso alguien de vosotros cocina con agua que ni siquiera le quema?

Después de toda la explicación es sencillo entender como funciona una olla a presión. Lo primero es saber que el agua en estado vapor ocupa muchísimo más qu en estado líquido (porque las moiléculas se mueven mucho más) de forma que si cerramos la olla de herméticamente el vapor de agua hará un presión sobre el agua cada vez mayor por lo que el punto de ebullición cada vez será mayor, así que la temperatura que alcanzará el agua será muy grande, por eso es por lo que se cocinan antes los alimentos.

Espero que se entienda todo, si hay alguna duda espero comentarios.

La fauna de ediacara y los enigmas faunísticos del precámbrico

Antes de empezar quiero dar las dos veces las gracias a Antonio: la primera por visitar el blog y dejar una pregunta, la segunda vez porque la pregunta sea tan fácil.

La pregunta resulta fácil porque la fauna de ediacara no se razona, es. Para explicar la fotografía o los terremotos tengo que explicar muchos fenómenos antes de decir "aprietas el botón y sale la foto". Pero la fauna de ediacara es. Es así porque así son los fósiles, ni más ni menos.

Aún así hay que explicar algunas cosas antes de empezar.

Las rocas son como libros, en ellas hay escrito un código que se puede leer e interpretar, son grandes libros de historia que nos cuentan la historia de la tierra. La historia de la tierra se ha dividido en varios episodios o Eones que es como se conocen en Geología. El primer Eón, el Hádico (Hades es el infierno en la mitología griega) que abarca desde la aparición de la tierra hace unos 4500 millones de años (sí millones, a partir de aquí m.a) hasta el momento en el que comienza el arcaico, este momento no está definido por la ausencia de registro geológico, no hay rocas, no hay petrolibros de historia y casi todo lo que se puede hacer es imaginarse como fue. El siguiente eón es el Arcaico (entre 3500 m.a. y 2500m.a), de este periodo se sabe cada día más pero aún así no es muy conocido aún puesto que el registro geológico es escaso, fraccionario y encima está modificado, o sea, en la biblioteca hay pocos libros de este periodo, no son muy buenos y encima les faltan hojas. El periodo que continúa es el Proterozoico (entre 2500m.a y 542 m.a.), este periodo es mucho más moderno y por lo tanto se conoce más , aún así sigue sin ser muy concido. Y por último está el Fanerozoico (entre 542 m.a. hasta el justo momento actual, mientras lees estas palabras). Cada uno de estos Eónes se ha dividido en Eras. El Fanerrozoico por ejemplo se ha dividido en tres eras: Paleozoica (paleo: antiguo; zoo: animal es decir era de los animales antiguos); Mesozoica y Cenozoica. A su vez cada era se ha dividido en periodos por ejemplo la era mesozoica se dividió en Triásico, Jurásico y Cretácico. A los tres primeros eones se les conoce como PRECÁMBRICO (Hádico, Arcaico y Proterozoico), es decir todo lo que ocurrió antes del Cámbrico (que es el primer periodo de la era paleozoica y por lo tanto del Eón fanerozoico).

Uno de los códigos que se leen en las rocas son los fósiles. Los fósiles informan a los geólogos de mucísimos parámetros tanto ambientales (climatología de la zona, cantidad de nutrientes...) como biológicos (curso de la evolución...).

Pero fosilizar no es tan fácil. Si preguntamos al lector qué es un fósil, de repente aparecerán dudas que antes creían que no existían, un fósil es un hueso de dinosaurio, otro irá más allá, también son conchas antiguas que aparecen en las rocas... prácticamente todos los organismos son susceptibles de fosilizar (¡se han encontrado fósiles de bacterias!) pero sólo bajo determinadas circunstancias. Los organismos que mejor fosilizan son aquellos con partes duras, principalmente si estas partes duras son moléculas inorgánicas, por ejemplo los vertebrados (fosilizan sus huesos), los bivalvos (por ejemplo las almejas o las vieiras), si esta parte dura es orgánica como les ocurre a los crustáceos (por ejemplo un cangrejo) es más difícil que fosilice, y si el organismo es blando tienen que darse condiciones muy específicas para fosilizar. Como puede imaginar el lector esto es una simplificación enorme pero es válida para contestar la pregunta de Antonio.

Durante el Precámbrico el registro fósil es muy escaso, esto es debido principalmente a que los primeros organismos de concha dura que se conocen aparecieron en el último periodo del eón Proterozoico, el Ediacarense (al final del Precámbrico). Este fósil se conoce como Cloudina. Y es ese que aparece a la izquierda.


Y por fin salió el nombre, Ediacarense. Este periodo se llama así porque es característico de él una asociación faunística (un montón de fósiles para los que no amen la jerga científica) llamada la fauna de Ediacara, porque se encontró por primera vez cerca de Ediacara al sur de Australia. En la actualidad se ha encontrado esta asociación en muchos lugares del mundo. Esta fauna estaba compuesta por organismos de concha orgánica o sin concha (organismos blandos similares a las medusas y esponjas actuales) que, por decirlo de alguna manera, tuvieron la suerte de fosilizar, ya que como hemos dicho estos organismos tienen dificultades para fosilizar. Uno de los organismos de la fauna de Ediacara es la Cloudina antes mencionada, el único de concha dura. Se han hecho muchas reconstrucciones de cómo pudo ser esta fauna. A mí me gusta esta:

Links:
http://www.ucmp.berkeley.edu/vendian/ediacara.html