Le elctricidad procedente de la química

Este tema puede ser bastante complejo para todos los lectores que carezcan de una base científica puesto que antes de saber como funciona una pila hay que saber muchas cosas. Por ejemplo qué es exactamente la corriente eléctrica. La corriente eléctrica es tan simple como un flujo de electrones que se mueven de un extremo a otro de un cable. Ahora bien, de poco nos sirve saber esto si no sabemos qué es un electrón.

Explicar los elementos que componen un átomo es muy difícil, de hecho se han invertido y se invierten en la actualidad millones de euros para conocer mejor todas las posibles partículas que componen la materia. Pero para entender este tema no se necesitan más que unas mínimas nociones muy clásicas sobre lo que es un átomo y un electrón. Una explicación clásica del átomo es la de Rutherford, y aunque se sabe que no es la correcta, es perfectamente válida para explicar este tema. Rutherford elaboró en el año 1911 una teoría sobre el átomo en el que decía que la mayor parte de la masa se concentraba en un núcleo mientras que unas partículas muchísimo menos masivas orbitaban alrededor de él, exactamente igual a como giran los planetas alrededor del Sol, con la diferencia que en vez de fuerza de gravedad aquí existen fuerzas eléctricas de polos opuestos. En concreto estas partículas de pequeña masa cargadas negativamente se les llamó electrones. Los electrones además tienen en general la capacidad de moverse de unos átomos a otros según las circunstancias de forma que una zona queda cargada negativamente (es decir el lugar donde van todos los electrones) y otra positivamente (el lugar de donde se han ido los electrones) por ejemplo si froto un globo contra un jersey los electrones se van del jersey al globo y este queda cargado de forma que es capaz de erizar nuestro pelo. También los rayos son una manifestación de que una parte ha quedado cargada positivamente y otra negativamente y los electrones se desplazan de un lado a otro.

Además para acceder al funcionamiento de una pila hay que tener unas pequeñas nociones sobre química. No contaré más que lo estrictamente necesario, ya que no hace falta más. La sal común, la de las comidas, tiene como fórmula NaCl y no es más que una de las múltiples sales que existen en la naturaleza. Muchas de estas sales se disuelven en agua como lo hace la sal común y cuando se disuelven se separan en iones. Un ion no es más que un átomo o molécula cargada eléctricamente, es decir cuando la sal se disuelve se separan sus átomos pero uno de los dos átomos se lleva electrones de más y el otro de menos de forma que uno de estos átomos queda cargado positivamente mientras que el otro queda cargado negativamente, y por lo tanto puede ser atraído o repelido por zona que estén cargadas con signo contrario o idéntico respectivamente. Es decir si sometemos a esa partícula cargada por ejemplo negativamente a una positiva esa partícula se moverán y creará una corriente eléctrica.

Por último hace falta aclarar un último concepto que es el de diferencia de potencial o voltaje. Una partícula cargada negativamente se va a sentir atraída por otra cargada positivamente, pero también por una partícula no cargada ya que ambas partículas tienden a igualarse en carga para que sea todo más estable, es decir, prefieren estar las dos partículas un poco cargadas que una mucho y la otra nada. Para mantener una corriente eléctrica necesitamos mantener una diferencia de potencial, es decir, que uno de los dos electrodos o polos de la pila estén cargados positiva o negativamente, cuanta mayor sea la diferencia de potencial más "ganas" tendrán de ir los electrones de un polo a otro. una pila normal genera 1,5 voltios es decir tiene una diferencia de potencial pequeña mientras que la electricidad de casa son 220 voltios y la de los cables de alta tensión supera a veces los 20000 voltios. Hay que tener en cuenta que el voltaje no es lo mismo que la energía, ya que se puede conseguir energía grande con voltaje pequeño pero hay que decir que la energía es directamente proporcional al voltaje, a la intensidad (número de electrones que pasan por, por ejemplo el filamento de una bombilla) y al tiempo, es decir que es más fácil producir más energía con altos voltajes.

Parece entonces con todo esto que crear electricidad a partir de modelos químicos es bastante sencillo, basta con utilizar las sustancias adecuadas y colocarlas de la forma correcta. Un ejemplo, que he tomado de la web El rincón de la ciencia, no es muy eficiente para producir electricidad pero que al fin y al cabo la produce, y se puede hacer en casa. Tan sólo hay que coger un trozo de tubería de cobre (o una de las antiguas rubias) y conectarla con un cable a un voltímetro (para comprobar que existe electricidad y flujo de electrones) y en el otro extremo conectar un sacapuntas metálico (generalmente son de magnesio, si no esta hecho de este metal no funcionará) e introducir la tubería y el sacapuntas en vinagre. El vinagre es capaz de disolver parte del magnesio que hay en el sacapuntas pero lo disuelve en forma de ion cargado positivamente, de forma que el sacapuntas queda cargado negativamente (ya que los electrones se quedan en el sacapuntas) si embargo el vinagre no es capaz de disolver al cobre de forma que este queda como está así que los electrones viajarán por el cable para intentar igualar la diferencia de potencial.

Si en vez de tomar este experimento casero lo hacemos un poco más profesional y tomamos un electrodo de cobre sumergido en una disolución apropiada (como sulfato de cobre) y el otro de zinc sumergido en sulfato de zinc y ambas soluciones conectadas por un algodón, entonces hemos formado una de las pilas más famosas la pila de Daniell (o sea, mi pila, jejeje). El funcionamiento es el mismo pero si se me permite decirlo así, es más profesional. El zinc del electrolito tiende a disolverse en la solución de sulfato de zinc dejando electrones libres, mientras que el cobre de la disolución tiende a precipitar (es decir salirse de la disolución y depositarse sobre el electrolito) siempre que alguien le proporcione estos electrones. De forma que se crea una diferencia de potencial entre ambos electrolitos ya que el cobre quiere los electrones que el zinc expulsa y por lo tanto se genera una corriente eléctrica.

Para saber más:

La pila en Wikipedia

La batería en wikipedia

Las pilas y Matrix

El pelo, las uñas, el huevo cocido y la desnaturalización de una proteína

El pelo está compuesto principalmente de lo mismo que una uña, de queratina. La queratina es una proteína fibrosa, resistente, rica en azufre e insoluble. El color del pelo depende de otras sustancias como por ejemplo de la melanina (que es la misma que nos hace ponernos morenos) u otras proteínas que dan los colores. Por lo tanto ya sabemos que el pelo es un conjunto de proteínas.

Ahora bien, ¿por qué algunos pelos son rizados y otros lisos si están formados por la misma sustancia?. Para contestar esta duda necesito explicar un concepto un poco más complejo. Pese a que la queratina de mi pelo tenga la misma fórmula que la del lector la estructura atómica no tiene por qué ser la misma, para poner un ejemplo sencillo la diferencia entre el vidrio de nuestros vasos y el cuarzo o cristal de roca, no está en su fórmula, puesto que tienen la misma (SiO2), sino en la disposición de los átomos en cada uno de ellos. Por lo tanto, yo con el pelo rizado y un anónimo lector de pelo liso fabricaremos una misma proteína cuya disposición de los átomos es ligeramente diferente lo que confiere a mi pelo esos estupendos tirabuzones. La disposición de los átomos en estas proteínas está determinada directamente por el ADN, es decir que mi pelo rizado lo he heredado de mi padre, de mi madre o quién sabe, ¿del butanero?...

Pues yo me rizo el pelo en la peluquería dijo alguna voz en el fondo de la enorme sala de conferencias. Efectivamente, muchas personas optan por plancharse o rizarse el pelo de manera temporal. En realidad lo único que hacen es deformar el pelo, o lo que es lo mismo, la cadena de proteínas elásticamente. Como ya comenté en uno de los artículos los materiales pueden deformarse elásticamente (es decir vuelven a su posición original transcurrido un tiempo, como una goma elástica) o plásticamente (no vuelven a su posición original, como por ejemplo la plastilina). Es decir deformamos el pelo y con el tiempo el efecto de los rulos deja de existir, o el del planchado.

Otra cosa más seria es hacerse lo que se conoce como la permanente, precisamente porque es casi permanente. Cuando sometemos nuestro pelo, o debería decir, una proteína a una condición específica que no puede soportar, como por ejemplo, calor extremo, la proteína se desnaturaliza, es decir, los átomos pierden su disposición original. En algunas ocasiones esto puede degradar la proteína hasta el punto de destruirla, en otras ocasiones sólo deformarla plásticamente. En el caso del pelo si la temperatura es muy fuerte, se carboniza o se quema y evidentemente queda destruido, si no nos queda un rizado perfecto digno de Llongueras. Si por ejemplo sometemos a un huevo a una alta temperatura, las proteínas que contiene se desnaturalizan y cambian su estructura atómica de forma que se endurecen y nos queda un huevo duro que podemos echar a la ensaladilla. Si por ejemplo sometemos la leche a un ácido se corta. En realidad que se corte la leche no es más que la desnaturalización de sus proteínas, que al cambiar de estructura se desligan de ciertas sustancias dejando por un lado una costra blanca (con la mayor parte del calcio y grasas y proteínas) y otra conocida como suero lácteo donde se encuentra el agua y los azúcares principalmente.

La reconstrucción de un árbol prehistórico.

¿Es posible reconstruir un árbol prehistórico? ¿Es posible que un árbol de 380 millones de años de antigüedad pueda ser reconstruido? ¿Se puede reconstruir un esqueleto de dinosaurio?

A nadie le cabe la duda de que la respuesta a la última pregunta es sí, todos hemos visto los esqueletos de dinosaurios y a todos nos parece que los huesos encajan. Lo mismo se puede decir de las plantas.

Un árbol queda sepultado por el sedimento, después de por ejemplo un deslizamiento de tierra. Si se dan las condiciones óptimas para que este árbol fosilice, entonces, muchos millones de años después, los geólogos pueden encontrar ese fósil y entonces es cuando lo pueden reconstruir. No siempre queda un fósil entero, intacto, de hecho la mayoría de las veces está roto, fracturado o plegado por la presión del sedimento y/o la posterior tectónica (plegamiento de rocas, levantamiento de montañas...) y es ahí donde está la labor difícil de un paleontólogo.

En la fotografía de la derecha podemos observar a un afortunado grupo de paleontólogos que han encontrado un gigantesco árbol fósil. Es evidente que en este caso la reconstrucción es sencilla. Sólo hay que observar el fósil para darse cuenta de cómo era ese árbol, hasta el lector menos perspicaz ve perfectamente el tronco, probablemente también se hayan encontrado restos de las hojas y ramas por lo tanto los paleontólogos no tuvieron mucho problema en la reconstrucción de este árbol. Probablemente con este magnífico ejemplar sean capaces de decirte cómo vivía, en qué climas, si era de alta montaña o de llano, porque tienen todos los datos posibles.

A veces os árboles pueden aparecer, como he dicho, fracturados, entonces hay que reconstruirlos como si fuera un puzzle, encajando cada pieza donde corresponda e imaginándose cómo son las piezas que faltan.-

Pero qué ocurre si un paleontólogo tan sólo encuentra esto:

A priori parece que con tan pocos datos como puede indicar este pequeño fósil de hoja no se puede reconstruir un árbol, pero se sí se puede. La paleontología, como todas las ciencias geológicas (estratigrafía, tectónica, petrología...) parte de una teoría conocida como actualismo. El actualismo dice que los procesos actuales son los mismos que han ocurrido en el pasado. Aun así se tiene en cuenta siempre las diferentes características que ha tenido la tierra en sus distintas épocas.

Entonces con este fósil de hojas se puede saber que esta planta era similar a un helecho (no hay más que observar el fósil) y a partir de esto se puede suponer que se reproducía por esporas como los helechos actuales (y esto se podrá corroborar si junto al fósil de hoja encontramos fósiles de esporas...) Es decir los paleontólogos observan los fósiles que poseen al máximo detalle y los comparan tanto con los organismos actuales (en este caso con los helechos) como con los fósiles bien documentados (como puede ser el de la fotografía superior) para obtener el mayor número de datos posibles e imaginarse casi a la perfección cómo era esta planta de la que apenas tenemos datos.

Muchas veces la reconstrucción de un árbol se hace con datos más fraccionarios aún, apenas unos granos de polen o un fragmento de hoja. Muchos pensaréis que entonces a veces la reconstrucción de un árbol será totalmente fidedigna (como en la foto de arriba) ya que se poseen casi todos los datos y otras veces será fruto de la interpretación al completo, es decir, pura subjetividad. Pues sí es así, estáis en lo cierto, muchas veces no queda más remedio que imaginar a partir de los pocos restos que posees cómo era aquel ser. Muchas veces se interpreta un pequeño fósil y cuando se encuentra el resto total los paleontólogos se dan cuenta de que habían fallado en su interpretación... así es la ciencia.

Fundamentos de Genética. Las Leyes de Mendel.

Últimamente la genética está terriblemente de moda, en los periódicos, revistas, telediarios y otros medios de comunicación, aparecen artículos constantemente hablando del genoma, alteraciones, mutaciones, genes, alelos... Mientras la población en general desconoce lo más simple de todo, el cómo se transmiten los genes.

Hace mucho tiempo, un señor llamado Gregor Mendel descubrió que los genes se transmiten de una forma terriblemente sencilla. Hasta ese momento nadie lo había observado con claridad porque ninguno se había parado a observar características concretas de los seres. Mendel lo hizo, primero con guisantes, después con flores y maíz.

Para empezar voy a explicar una serie de conceptos básicos que nos harán más sencilla la comprensión:

Gen: Es la unidad básica de herencia, cada ser tiene una cantidad de genes que son los que determinan las características de éste. Simplificando mucho podríamos decir que existen dos genes para el color de los ojos, otros dos para el color del pelo, otro para la longitud del dedo que se sitúa al lado del dedo gordo del pie (algunos lo tienen más largo que el gordo-piegriego- y otros más corto-pie egipcio)... Los Genes se agrupan en los organismos superiores en cromosomas.

Diploide: Casi todos los organismos son diploides es decir que tienen cromosomas iguales dos a dos, o lo que es lo mismo, contienen dos genes para cada carácter, es decir tanto Daniela (la chica que formuló la pregunta) como yo, tenemos dos genes que determinan el color de los ojos, dos que determinan el color del pelo...

Genotipo: es el contenido genético del individuo en concreto, o dicho de forma más sencilla todos los genes que tiene.

Fenotipo: es la manifestación visible de los genes, es decir, pelo rubio, ojos castaños, nariz aguileña, labios carnosos...

Cromosoma: Es el equivalente a un paquete de genes. En cada cromosoma se agrupan una cantidad de genes. Cada especie tiene un número determinado de cromosomas. La mitad de nuestros cromosomas son heredados de nuestra madre y la otra mitad de nuestro padre.

Los seres humanos somos seres diploides, tenemos 23 pares de cromosomas. Cada uno de los cromosomas tiene los mismos genes que su pareja pero no los mismos genes que otras parejas, para explicarlo mejor es como si el gen del pelo rizado o liso estuviera en la pareja número tres y del color de los ojos en la ocho. Si seguimos con este ejemplo tonto diremos que dentro de la pareja tres tenemos dos genes de tipo de pelo como ya se ha comentado, uno procede de nuestro padre y otro de nuestra madre. Antes o después alguien tendrá la duda de por qué tenemos dos genes por cada cualidad y sólo se manifiesta uno, es decir por qué si mi padre tiene los ojos verdes y mi madre azules yo los tengo azules y no uno de cada color. esto nos conduce a explicar el concepto de gen dominante y recesivo. El gen dominante es el que por una serie de características se manifiesta en el fenotipo, es decir en lo que vemos, el gen recesivo por consiguiente es el que no se expresa.

Además hay que tener en cuenta que aunque nosotros tengamos dos genes para cada carácter no quiere decir que sólo existan esos dos genes para ese caracter, puede haber miles y nosotros sólo tener dos, un caso sencillo es el de los ojos, pueden ser verdes, azules, marrones, color miel, negros, grises... cada uno de estos colores se manifiesta porque uno de los dos genes es dominante sobre el otro. Pero que en un caso el gen de ojos verdes sea el dominante no quiere decir que en otra combinación vaya a ser también el dominante. Por ejemplo, el gen de ojos verdes puede ser dominante sobre el de ojos azules y ser recesivo del de ojos marrones. Pero ¡cuidado!, que un gen sea e dominante sólo quiere decir que se manifiesta sobre el otro, pero no quiere decir que se transmita el primero o que se transmita mejor, o sea, que en el caso de que alguien tenga el gen de ojos marrones y el de ojos azules, tendrá los ojos marrones, pero la mitad de sus óvulos o espermatozoides llevarán el gen de ojos azules.

Pues bien, con todo esto claro podemos comenzar a explicar el mecanismo de transmisión. Un monje llamado Gregor Mendel, después de experimentar principalmente con los guisantes que cultivaba llegó a una serie de conclusiones que son conocidas como las "Leyes de Mendel". El ejemplo de los guisantes es sumamente fácil así que es el que seguiré. Vamos a suponer que existen dos variedades de guisantes los verdes y los amarillos. El color verde de los guisantes está determinado por un lo vamos a llamar "a" y es recesivo sobre el color amarillo que lo vamos a llamar "A":

Primera Ley (Ley de uniformidad): Si se cruzan dos individuos de raza pura toda la descendencia será igual, es decir, el mismo tipo de híbrido:

Como ilustra el dibujo podemos observar que los guisantes amarillos de raza pura tienen el los dos genes "A" mientras que los verdes los tienen "a". Los descendientes pese a que tienen tanto el gen "A" como el "a" sólo expresan el "A" puesto que es el dominante, es decir la descendencia es amarilla.

Segunda Ley (ley de separación de los alelos): Mendel tomó los guisantes de la generación F1 y los cruzó, para ver que ocurría al cruzar híbridos en vez de razas puras. El resultado es el estrictamente lógico. Como ya hemos dicho, pese a que los guisantes sean amarillos transmitirán el gen "a" con la misma probabilidad que el "A", así se darán estas combinaciones

Como podemos observar uno de cada cuatro descendientes (25%) tendrá los dos genes "A", el del "padre" (si podemos llamar padre a un guisante) y el de la "madre". La mitad de la descendencia (50%) tendrá el Genotipo Aa, este es el más probable de todos como muestra el dibujo, y como demuestran las matemáticas puesto que siempre habrá el 50% de probabilidades de que aparezca un gen A y el cincuenta de que aparezca uno a. Si procede del padre o de la madre es indiferente puesto que la procedencia no hace a uno u otro dominante. La tercera combinación posible es aa (la tendrán el 25% de la descendencia) que es como la primera.

Evidentemente estás proporciones sólo se cumplen con descendencias muy grandes como ocurre en los guisantes, en los hombres es raro tener más de 4 o 5 descendientes por lo tanto esos porcentajes indican la probabilidad de que los hijos tengan por ejemplo el cabello rubio. Imaginemos que en una pareja el hombre es rubio y la mujer morena. El color moreno es dominante y le damos la letra "G" mientras que al rubio que es recesivo la "g". el hombre es rubio por lo tanto el genotipo será gg. La mujer puede ser Gg o GG, imaginemos que es Gg para que no sea la misma combinación que en el caso de la primera ley. Si van a tener descendencia, la probabilidad de que el hijo sea rubio es del 50% y la de que sea moreno es del 50% también:

Tercera ley (herencia independiente): hace referencia a que se contemplen dos o más caracteres a la vez y dice que cada uno de los caracteres se transmite de forma independiente siguiendo las dos leyes anteriores, es decir que no influye un carácter sobre otro a la hora de transmitirse. Mendel observó esto en los guisantes cuando además de en el color se fijó en que existían guisantes lisos y rugosos. El gen dominante es el de guisante liso "B" mientras que el de rugoso es recesivo "b" al cruzarlos obtuvo esta tabla y comprobó que los caracteres se transmiten de forma independiente:

Ya para finalizar comentaré que no todos los genes son recesivos o dominantes sino que muchas veces la acción de ambos va conjunta, por ejemplo la descendencia de una pareja en la que uno de los miembros es blanco y el otro es negro es más que probable que sea mulata, es decir ni lo uno ni lo otros sino que los dos genes actúan a la vez. Esto ocurre en muchísimos casos como en los colores de las flores etc.

El efecto Doppler y la ambulancia que se aleja

Cuando las ambulancias se alejan su sirena suena curiosamente cada vez más graves, parecen esas cintas de cassette cuando el Walkman estaba escaso de pila. A este "efecto" se le conoce como efecto Doppler.

El sonido se transmite en forma de ondas mecánicas elásticas longitudinales, esto que suena tan técnico e incomprensible quiere decir que básicamente las ondas sonoras son como un muelle que se mueve de adelante a atrás transmitiendo el movimiento:

Estas ondas se transmiten comprimiéndolo y expandiéndolo unas contra otras las moléculas de aire, agua o del medio a través del cuál se transmita (¡por esto no existe sonido en el vacío! porque no hay ningún medio que pueda transmitir estas ondas) hasta que impactan contra nuestro tímpano que interpreta esas ondas transformándolas en lo que conocemos como música, ruido o sirenas de ambulancia; o si el sonido es muy fuerte podemos llegar a sentir el impacto contra nuestro pecho como ocurre en algunas discotecas y conciertos.

El sonido tiene tres cualidades, intensidad (es decir si es fuerte o piano el sonido), tono (si es grave o agudo) y timbre (que es lo que hace que se puedan diferenciar unos instrumentos de otros aunque toquen las mismas notas). Cada una de estas cualidades, es en realidad una cualidad de la onda. La intensidad sólo depende de la amplitud, un buen símil sería cuando una piedra cae en el agua, cuanto más fuerte cae, mayor es la onda de agua (ola) que se produce, es decir mayor es la amplitud de la onda. El timbre es bastante complicado y depende de los armónicos (o sonidos ocultos) que tiene un sonido y que no corresponde explicar en este tema. La cualidad que nos importa es el tono. el tono depende de lo apretadas que estén las ondas, es decir de la longitud de onda. Cuanto más apretadas está, mayor es su frecuencia, o lo que es lo mismo, más ondas pasan por un punto en una unidad de tiempo y más agudo es el sonido. El oído humano oye frecuencias desde 20 Hz (la onda pasa 20 veces por segundo) hasta 20000Hz, y según lo que he dicho 20 Hz sería un sonido muy grave y 20000Hz muy agudo.

La velocidad del sonido a través del aire es aproximadamente de 332 metros/segundo, es decir que avanza unos 332 metros cada segundo. Esto puede ser rápido o lento según se compare con otras velocidades. Por ejemplo la velocidad de una pelota cayendo es lenta ya que la aceleración de la gravedad es de 9,8m/s2 así que tendría que caer durante unos cuarenta segundos para alcanzar una velocidad superior a la del sonido, y eso sin tener en cuenta el rozamiento del aire que frenaría la citada pelota. Sin embargo la luz circula a través del aire a unos 300000km/segundo, es decir, para nosotros es prácticamente instantáneo, ya que en un segundo da casi ocho vueltas a la tierra y el sonido en un segundo apenas recorre cuatro campos de fútbol (de esta diferencia de velocidades ocurre que los fuegos artificiales "primero explotan" y luego se oyen, o los rayos primero se ven y después "truenan")

Esto es relativamente sencillo hasta aquí, un emisor, por ejemplo un violinista, toca su instrumento desde el escenario, si la última fila se sitúa a 100 metros del violinista, tardara un tercio de segundo en llegarle el sonido que él emite. el violinista es un emisor fijo, es decir, el sonido que produce sale desde un punto estacionario, su violín, quieto en el escenario.

Sin embargo una ambulancia, coche de bomberos o galaxia, no son emisores de sonido o luz estáticos, sino que se mueven, a veces a velocidades bastante grandes comparándolas con la velocidad del sonido o incluso de la luz. Por ejemplo una ambulancia a 100 km/hora, recorre unos 28 metros cada segundo. Ahora, y haciendo un ejercicio algo complejo de visión espacial, vamos a pensar que esta ambulancia circula a 28m/segundo con la sirena encendida (el sonido 332m/segundo). Vamos a imaginar que la sirena de la ambulancia tiene dos notas una es conocida popularmente como ni y la otra como no (el tradicional ninoninoninonino) y para facilitar aún más la situación vamos a pensar que las ambulancias producen el sonido ni paran un segundo y después producen el sonido no, paran otro segundo y vuelven a empezar ni-1 segundo-no-1 segundo-ni-... Ahora entonces será muy fácil darse cuenta que las notas ni y no no se van a distribuir igual en el espacio por delante que por detrás de la ambulancia: por delante de la ambulancia los sonidos estarán separados por los 332 metros que recorre el sonido ni en el segundo antes de que se produzca el sonido no, menos los 28 metros que ha recorrido la ambulancia, es decir 304 metros los separan, así que si yo me sitúo por delante de la ambulancia y estoy quieto oiré el sonido ni y el no separados en el tiempo menos de un segundo porque el sonido va a recorrer invariablemente esos 332metros en un segundo (por lo tanto 0.91segundos en recorrer ese 304 metros). Sin embargo si el observador se sitúa por detrás de la ambulancia la distancia que habrá entre ambos sonidos serán los 332 metros que recorre el sonido, más los 28 que recorre la ambulancia, o sea, 360 metros, es decir, oiré el sonido no 1,1 segundos después de haber oído el sonido ni.

Eso sí, todos sabemos que la ambulancia emite un sonido continuo y no ni y después no. Lo que ocurre entonces es fácil de imaginar, es justo lo que representa el magnífico Velázquez que he puesto ahí encima. Las ondas sonoras por el efecto de la velocidad de la ambulancia se comprimen en la parte delantera y se estiran en la trasera. Al comprimirse las ondas quedan más apretadas y pasan más ondas por el mismo sitio en menos tiempo, es decir, el sonido se hace más agudo. Sin embargo en la parte trasera las ondas se estiran y pasan pasan menos frentes de onda por el mismo sitio en la misma cantidad de tiempo por lo que el sonido se hace más grave.

Solicito perdón

Me gustaría pedir perdón antes de nada a todos los lectores habituales (que supongo pocos) y a todos los que habéis pasado impacientes por el blog esperando que vuestra pregunta sea contestada (en realidad supongo que no muchos). En todo caso, y sin afán de justificarme, sólo quería decir que todo este tiempo he estado preparndo los exámenes finales y las prácticas de campo. De ahora en adelante, estoy otra vez disponible para intentar responder las dudas que surjan.

También me gustaría en este blog presentar a un nuevo blog hermano que va a nacer su nombre será Lógica Geológica (Sí, lo siento tenía que hacer un juego de palabras). La intención es que sea un blog sobre actualidad geológica, noticias, curiosidades, opiniones, excursiones, geoturismo etcétera.

Una vez más gracias a todos los que impacientes habéis esperado este momento.

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