El fenómeno de la resonancia

En algún momento mientras estaba en la facultad, aunque no recuerdo muy bien si fue en clase o en otra actividad (probablemente fue en clase de estructuras), nos comentaron un hecho que me pareció cuando menos curioso. El hecho que se exponía como ejemplo intentaba darnos una idea de cómo responden algunas estructuras cuando se les aplican cargas de tipo periódicas. La historia que se puso como ejemplo fue el suceso ocurrido a un batallón francés que en 1850 provocó con su paso marcial el hundimiento del puente al atravesarlo y la pérdida de la compañía casi al completo. No se trataba de trolls de 2 toneladas marchando sobre el puente, de hecho con total seguridad dicho puente habría soportado cargas mayores, sin embargo había una diferencia importante, la forma periódica de aplicar las cargas. Con este post me gustaría acercarnos un poco al fenómeno tan común en la vida diaria como desconocido de la resonancia mecánica en estructuras.

No existen demasiadas pruebas de la historia del puente. Incluso hay versiones para un puente inglés y aunque el puente cayera es difícil achacárselo sólo a la marcha de los soldados. Lo importante es el fenómeno que se quiere transmitir con esta divagación, es decir, la resonancia mecánica en estructuras.

La Rance Barrage: Transformando mareas en electricidad

Después de la crisis del petróleo de los 70, los franceses apostaron fuerte para satisfacer su demanda energética y se dedicaron a construir centrales nucleares por doquier. Aunque es un país sin recursos energéticos per se, tiene un déficit eléctrico bajo, y la electricidad generada que les sobra (ya que no se puede almacenar a tal gran escala) la venden a países vecinos, como UK.

Sin embargo, aunque su mix energético está dominado por la nuclear, son pioneros en explotar otro tipo de energías, como la energía de las mareas. La Rance Barrage, o presa de Rance, es un ejemplo de ello, ya que es la primera estación de energía mareomotriz del mundo.

[Foto cortesía de bretagne.wifeo.com]

Construyendo huesos

¿De qué voy a escribir? ¿Qué tema de medicina puede resultar de interés para nuestros bizarros? Estas han sido las dos grandes cuestiones que me he planteado esta semana, pues entre cambios y vuelta a la realidad del trabajo tras las vacaciones, me he quedado en blanco. Pero como el deber es lo primero, he decidido buscar noticias de temas recientes en medicina y, como cabía esperar, han sido bastantes y muy interesantes.

A principios de Septiembre, se publicó en diversos diarios médicos online, que ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts habían diseñado “un andamio implantable de tejidos recubierto por factores de crecimiento óseo”. ¡¿Cómo?!¡¿De qué me estás hablando?!

CARRETERAS BRILLANTES

Conducir en la oscuridad puede ser un desafío para muchos, sin embargo es una parte común de la vida diaria de cualquier automovilista. La mayoría de nosotros, más aún en el sesgo poblacional joven, conducimos, no sólo por grandes avenidas bien iluminadas, sino también por carreteras alumbradas por tus faros y la luna ocasionalmente. Pues bien, la tendencia actual en carreteras se dirige a facilitar la conducción y hacerla lo más segura posible, a eliminar obstáculos y a proporcionar herramientas al conductor para que siempre llegue. Que ya bastantes factores endógenos (fatiga, sueño, visión,...whatsapp...) lleva el ser humano consigo para tener un accidente...

La idea según uno de los creadores del proyecto parte de la observación de la medusa, la cual sin estar conectada a ninguna fuente de energía es capaz de irradiar luz, extrayendo la energía del medio que la rodea y almacenándola en su cuerpo. Sólo sería necesario trasponer esta idea a los materiales disponibles en la actualidad de forma que el resultado fuera aplicable a la carretera. Casi nada.

El Canal de Panamá

Es probable que en los últimos meses hayáis tenido alguna noticia sobre el tema que ocupa esta entrada, El Canal de Panamá. Sin embargo, aunque la cantidad de información es ingente, muy poca gente conoce su realidad y la impresionante labor de ingeniería que se ha realizado para conectar nada menos que dos océanos. Sirva esta entrada para comprender un poco mejor qué es y cómo funciona el Canal de Panamá.

Cuando imaginamos el Canal de Panamá tendemos a pensar que se trata de una enorme zanja en la tierra, excavada lo suficientemente profunda como para conectar dos océanos con el calado necesario para el paso de los buques. Nada más lejos de la realidad. El Canal está compuesto por un complejo sistema de puertos, esclusas, canales en sentido literal y el elemento más importante, y posiblemente diferenciador, el Lago artificial Gatún. Sí, resulta que en el lugar donde más se estrecha Centroamérica, además es posible represar un río de forma que genere un corredor fluvial de casi 30 km, eso sí, a 25 metros de altura sobre el nivel del mar. Bienvenidos al Canal:

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Casos industriales: el desastre de Bhopal

Tal día como hoy, en la madrugada del 2 al 3 de Diciembre, hace 29 años sucedía en la ciudad india de Bhopal el peor desastre químico de la historia. En la fábrica de pesticidas propiedad de la empresa Union Carbide se producía una fuga de isocianato de Metilo (MIC) de uno de sus tanques de almacenamiento. Este accidente, producto de una cadena de fallos, mostró una escasez de mecanismos de seguridad en la planta, que junto al factor humano dejó un saldo de decenas de miles de muertos (a día de hoy sigue sin saberse una cifra exacta) y medio millón de heridos. 

La planta de Bhopal se construyó para abastecer a la creciente actividad agrícola en los años sesenta, en el que, para aumentar el rendimiento de la producción se introducía el empleo de plaguicidas. Su ubicación estratégica le permitía abastecer rápidamente la demanda de la zona y además contribuir al desarrollo tecnológico y económico de la región, de hecho los trabajadores Indios de la Union Carbide llegaron a considerarse como un nuevo estatus social.

Los números, las unidades y algunos desastres que se podían haber evitado

Recuerdo, y probablemente muchos de los que están leyendo esto también, como durante las clases de matemáticas, física, química... una vez presentadas las unidades de medida, nos repetían una y otra vez la importancia de "acompañar" cada número con su correspondiente unidad, de asegurarnos de estar empleando un mismo sistema de medida durante el cálculo. 

Seguro que todos recordamos aquellos problemas iniciales de: "¿a cuántos metros equivalen 100 centímetros? ¿Cuántos cubos de agua de x decímetros cúbicos necesitaremos para llenar una piscina de tales dimensiones?". 

En aquellos momentos nos preguntábamos seguro qué utilidad tendría en la vida. También recuerdo pensar que, una vez sabidos los sistemas de unidades y cómo realizar la conversión, el resto quedaba como un tema de sentido común, en el que se daba por supuesto que la complejidad en el diseño y resolución de cualquier problema no vendría nunca por el sencillo procedimiento de cambio de unidades. 

Por supuesto, si hemos escrito un post sobre esto es porque muchas veces el sentido común es el menos común de los sentidos, y como esta visión cambió al ver ejemplos de lo que un "simple fallo de unidades" había ocasionado. 

El caso más impactante tiene como protagonistas a miembros de la NASA, y su error les costó la cantidad de 125 millones de dólares y seguro que muchos quebraderos de cabeza. 

La historia de las cosas, de la cuna a la cuna y el paradigma de la economía del futuro

Hay un libro que hoy me gustaría compartir con vosotros (-Sí, es que hoy me he levantado altruista. -¿Libro? ¿Pero esto no es un blog de ciencias? -El número que usted ha marcado es imaginario. Por favor multiplíquelo por i y vuelva a marcar...).

Resulta que hace ya unos cuantos años escuché en una clase de la facultad un concepto que por aquel entonces apenas se conocía por España -me atrevería a decir que hoy en día se conoce si cabe menos- pero que ha venido causando un gran revuelo en Estados Unidos y en gran parte de Europa. Nada más y nada menos que el llamamiento a la transformación de la industria humana mediante el diseño ecológicamente inteligente (que suena muy bien pero que en la práctica queda aún mejor).

Todo comenzó con el manifiesto que publicaron el arquitecto estadounidense William McDonough y el químico alemán Michael Braungart, al que pusieron por nombre Cradle to cradle ("De la cuna a la cuna" en la lengua de Cervantes), y donde resaltan el eslogan "Remaking the way we make things", que en una traducción un tanto libre vendría a decir "Rediseñando la manera de fabricar las cosas".

El Eurotunel

Hoy en Ciencia Bizarra os traigo uno de los mayores logros de la construcción del último siglo, una construcción que está considerada como una de las maravillas de la ingeniería moderna, estoy hablando del Eurotúnel.

El Eurotúnel es una vía ferroviaria submarina que une Francia con Inglaterra en sus puntos más cercanos, Calais y Folkestone respectivamente, en tan solo 35 minutos de transporte ferroviario, no es posible recorrerlo mediante un turismo, aunque sí es posible transportar dichos turismos en el tren. Aunque esta megaconstrucción comenzó en los años 80, el proyecto fue propuesto hace más de 200 años.

Con una longitud de casi 50 kilómetros, de los cuales 39 son submarinos, es el segundo túnel submarino más largo del mundo (sólo superado por el túnel Seikan, en Japón, que mide 55 kilómetros), y es una de las vías ferroviarias más concurridas, siendo transitada por unos 360 trenes diariamente.

Trenes: súbete en marcha

Últimamente hemos podido leer noticias acerca de cómo España aumenta los kilómetros de vías, situándose como el país europeo líder en longitud de red ferroviaria y en segunda posición mundial por detrás de China. Se están aumentando los kilómetros de vía, obteniendo mayores kilómetros de red de alta velocidad, se está invirtiendo en I+D, pero, ¿y si se llevase la idea más allá? ¿Y si además de lograr los trenes más rápidos, evitásemos que los trenes hiciesen paradas? 

Si tomamos como ejemplo un trayecto de tren estándar, de 2,5h de duración, en el cual hace una media de 5 paradas para recoger pasajeros en cada estación, estimando cada parada en 5 minutos de duración, tendríamos que el tiempo empleado en las paradas corresponde aproximadamente al 17% de la duración total del viaje. Por tanto, no es nada descabellado idear un sistema en el que el tren realice la carga y descarga de pasajeros sin necesidad de detenerse. 

Plantas Geotermoeléctricas

Más de un 40% de las plantas que generan la electricidad que llega a nuestras casas utilizan carbón u otros combustibles fósiles como fuente de energía primaria. Según un informe del 2008 de la Agencia Internacional de la Energía [IEA], la producción de electricidad es responsable del 32 % del uso global de combustibles fósiles y el 41 % de las emisiones de CO2, lo que equivale a 132 EJ (más de 36.000 TWh) de energía y 10.4 Gt de emisiones de CO2. Las plantas geotérmicas utilizan como recurso el calor de los fluidos de las capas internas de la Tierra, que están a muy elevadas temperaturas. Para ponernos en contexto, se estima que una de estas plantas puede generar más de 0.3 TWh y emite cerca del 5% de CO2 de una planta de carbón del mismo tamaño, según un informe de la Asociación de Energía Geotérmica [GEA] del 2012. Actualmente, unos 67 TWh de electricidad son producidos en el mundo a partir de energía geotérmica, explotada en más de 20 países [IEA]. Además, existe el término 'geotermoeléctrica' para denominar a las plantas geotérmicas que generan electricidad, ya que existen las que aprovechan el calor directo para calefacción.

Planta Geotermoeéctrica de Salton Sea, California [Imangen de ndktravels]

¿Tienes curiosidad? Yo también la tuve. Sigue leyendo.

Repostando Combustible... ¿en pleno vuelo?

Es ciertamente triste, pero las épocas de mayores avances tecnológicos suelen coincidir con periodos llenos de guerras, enfrentamientos... Esa necesidad por vencer al contrario, esa fuerza por demostrar ser mejor al otro, hacen que se potencien todos los recursos al alcance de la mano para ganar una de las batallas más importantes, la batalla de la tecnología.

Así fue como surgió la tecnología que os quiero presentar hoy, de la mezquindad de la guerra, así fue como se desarrollo lo que en la lengua de Shakespeare se conoce como "Aerial Refueling, Air refueling o in-flight refueling", o lo que es lo mismo "Repostaje de combustible en el aire".

En el nombre del progreso

¿Cuál es el objetivo de la ciencia y la tecnología? Al serles planteada esta cuestión, muchos probablemente entenderán que se trata de una obviedad y responderán sin dudar que la finalidad no es más que la de proporcionar al ser humano una vida más cómoda…”¿para qué si no tanto retorcerse los sesos?”.

Personalmente estoy bastante de acuerdo con tal visión pragmática. Si bien muchos encontramos placentero el conocimiento del porqué de las cosas, no cabe duda, por así decirlo, que la aplicación es lo que le da el “toque de gracia” a ese conocimiento.

Sin embargo, la trascendencia de algunos avances científicos y proyectos tecnológicos ha posibilitado el hecho de que hoy en día se puedan justificar grandes atrocidades, o ensayos de las mismas, en nombre de la ciencia y el supuesto desarrollo de ciertas regiones (no hay más que ver como determinados países usan el pretexto de la autosuficiencia energética para fabricar misiles nucleares).

Precisamente fue ese tipo de grosera justificación la que utilizó algún pequeño dios llegado del cielo de la energía, para decidir que tenía derecho de acabar con una buena extensión del paraíso terrenal que es la Amazonia.

Casos industriales: Explosión por nube de polvo

Normalmente nos imaginamos los accidentes industriales en plantas que operan con productos peligrosos, por eso este suceso llama la atención debido a la naturaleza de los materiales con los que se trabajaba siendo un claro ejemplo de cómo una actividad que, a priori no entraña un riesgo elevado, sin la debida operación puede ocasionar graves accidentes. 

En febrero de 2008 una explosión sacudió la refinería de Imperial Sugar, una de las mayores empresas refinadoras de azúcar de Estados Unidos, ocasionando 15 muertes y 40 personas heridas. La explosión fue provocada por una acumulación de polvo de azúcar suspendido, cuya explosión inicial produjo la suspensión de más polvo combustible en la atmósfera, que dio lugar a una serie de explosiones secundarias que se propagaron por toda la galería del silo y el túnel. El fuego resultante de estas explosiones se extendió por las instalaciones de empaquetamiento y hacia el interior de los edificios colindantes. 

Resultado de la explosión en la fábrica de Imperial Sugar (Estados Unidos) 

El Túnel de Viento

Con cierta frecuencia me invaden preguntas relativas a conceptos que escuchamos en diversos medios de comunicación o utilizamos en ocasiones. Estoy segura que en alguna ocasión os habéis preguntado cómo se sustentan en el aire los aviones, habéis fruncido el ceño al escuchar en una retransmisión de Fórmula 1 que Fernando Alonso ha elegido una configuración Aerodinámica determinada para su Ferrari o habéis puesto cara de asombro cuando un equipo ciclista gana una contrarreloj porque ha mejorado su entrenamiento Aerodinámico.

En apariencia, términos distintos los unos de los otros, en profundidad un nexo común, un concepto común, una ciencia común: la AERODINÁMICA.

 

Transhumanismo

A principios del siglo XIX la esperanza de vida se encontraba en torno a 30-40 años, actualmente la media mundial es de 67 años, situándose en torno a los 80 en los países desarrollados. En apenas 200 años el ser humano ha sido capaz de doblar su esperanza de vida gracias a las mejoras en higiene, una alimentación saludable, y una vida sana, pero también debido en gran parte a los a avances en el campo de la medicina, con el desarrollo de vacunas que han erradicado enfermedades que eran mortales hasta hace relativamente poco tiempo. Pero ¿hemos llegado al tope de las posibilidades de nuestro cuerpo? ¿Ha alcanzado la especie humana el escalón final en la pirámide evolutiva? Según el transhumanismo, no. 

El transhumanismo, también simbolizado como "H+" que hace referencia al "humano mejorado", es tanto un concepto filosófico como un movimiento intelectual internacional que apoya el empleo de las nuevas ciencias y tecnologías para mejorar las capacidades físicas, psicológicas e intelectuales del ser humano modificando aspectos indeseables e innecesarios de la condición humana, como el sufrimiento, la enfermedad, el envejecimiento o incluso en última instancia la mortalidad. El transhumanismo es un modo de pensar sobre el futuro basado en la premisa de que la especie humana en su forma actual no representa el punto final de nuestro desarrollo, sino más bien una fase comparativamente temprana.

Buscando el silencio

El silencio tiene un lugar paradójico en la ciencia y en la conciencia humana. Nuestra propia búsqueda de la "paz y tranquilidad" no se entiende como tal sin algún tipo, por insignificante que sea, de ruido. Estar en silencio total llega a resultar extraño, inquietante e incluso molesto. Pero desagradable o no, el silencio completo es muy difícil de lograr. Por ejemplo, aislar totalmente una habitación es algo realmente complejo.

Fue precisamente la idea de encontrar esa "ausencia total de sonido", lo que llevó a un grupo de ingenieros de los Laboratorios Bell a principios de los años cuarenta, a construir la primera cámara anecoica, una sala diseñada para absorber en su totalidad las reflexiones producidas por ondas acústicas o electromagnéticas en todas sus superficies.

Jacob Kirkegaard dentro de una cámara anecoica.

La edad de oro del shale gas

Que los combustibles fósiles son un recurso limitado con fecha de caducidad es algo conocido, como lo es el esfuerzo realizado para desarrollar fuentes de energía renovables. Sin embargo, el desarrollo de nuevas técnicas para la extracción de recursos naturales fósiles, hasta ahora difíciles de alcanzar o no rentables hasta el momento, ha dado un giro al panorama energético. 

Este es el caso del gas esquisto. 

El gas esquisto, o gas pizarra (shale gas en inglés) es la denominación del gas natural presente en yacimientos de esquisto. Esta roca metamórfica, que se encuentra en zonas profundas de la corteza terrestre ha estado sometida a condiciones de elevada presión y temperatura. Por ello estas formaciones presentan una baja permeabilidad y porosidad, lo que ocasiona que para la extracción comercial del gas contenido en éstas sea necesaria la fracturación hidráulica de la roca (fracking). 

Gestión de Residuos Radiactivos

Hace unos días leyendo los comentarios de un artículo sobre Energía Nuclear me dí cuenta, que cuando de este tipo de energía se trata, da igual lo que se explique, da igual el contenido, la tónica general de los comentarios es sólo una:

"La Energía Nuclear es muy peligrosa, es precursora de enfermedades tan terribles como cáncer, malformaciones de bebés en gestación o de catástrofes tan atroces como la de Chernobil. Es algo que debemos desterrar cuanto antes y a toda costa"

¿Pero qué más sabemos sobre este tipo de energía? ¿Cómo funciona una central nuclear, cómo se desmantela cuando se procede a su cierre, cómo se gestionan los residuos producidos en este tipo de instalaciones? La Energía Nuclear, independientemente de ser pronuclear o antinuclear, es un campo muy interesante, un campo en el que merece la pena dejar a un lado los prejuicios para sumergirse en las diversas técnicas y avances que se han realizado en los últimos años. Concretamente hoy quiero hablaros de qué son y cómo se Gestionan los Residuos Radioactivos en nuestro país.

Aprovechamiento de residuos: biogás

Siempre me ha parecido muy interesante cómo un proceso, o mejor dicho, lo que consideramos residuo de un proceso (que inicialmente puede suponer un problema) puede convertirse en un recurso a utilizar, bien por el propio proceso o por otros. Esto es, ni más ni menos, que aprovechar lo que en un principio se consideraba un desecho.
Si además, a este hecho le sumamos que, mediante el aprovechamiento de este residuo se obtiene una fuente de energía, este proceso presenta una mayor utilidad.

Para ponernos en situación el desecho en este caso procede de las EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales). En una EDAR se introduce el agua contaminada, bien por uso doméstico o industrial, y tras una serie de procesos físico-químico-biológicos, obtenemos finalmente un agua que se puede utilizar bien para uso humano en unos casos (limpieza de calles, riegos en determinadas superficies) o para ser vertida al mar sin ocasionar problemas.

En este proceso se genera un residuo llamado lodo que contiene la materia contaminante presente inicialmente en el agua. Este lodo, a priori, representa el residuo principal de las EDAR, y tiene un uso principal que es como abono agrícola.
Para que este lodo se convierta en el abono empleado en los campos tiene que pasar por un proceso de estabilización: digestión aerobia con presencia de oxígeno o digestión anaerobia. Es en este último proceso de digestión donde se obtiene además como subproducto el biogás.