Artículos de Vicente Torres

Vicente Torres ZúñigaVicente Torres Zúñiga | http://vicente1064.blogspot.com/

Investigador en tecnologías fotónicas y optoelectrónicas, profesor universitario. Apasionado de la divulgación científica y nuevas tecnologías. Editor del blog “El Tao de la Física

El canto del quetzal en las escaleras de las pirámides mayas

Son varias las pirámides de la civilización maya que presentan fenómenos acústicos curiosos e intrigantes. Por ejemplo, dar aplausos frente a sus escaleras exteriores produce un eco parecido al canto del quetzal, un ave emblemática y mística para los mayas.

La siguiente capsula breve, en español, es del Discovery-Channel:

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Efectivamente, este fenómeno acústico también lo presentan otras pirámides mayas; tal como la pirámide del adivino en Uxmal (lo que me consta), y este video evidencia el efecto en la zona arqueológica de Tikal:

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Al dar un aplauso frente a una pared grande, vertical y plana el sonido es reflejado con menor intensidad, lo que escuchamos le llamamos eco.  En contraste, como menciona J.A. Cruz Calleja y amigos, cuando aplaudimos frente a estas escalinatas, el sonido es reflejado por una superficie periódica; así el eco es generado por una repetición continua del sonido del aplauso. Leer más »

El inventor de juguetes científicos construidos con desechos caseros: Arvind Gupta

El día del niño es una celebración internacional importante, en México la celebramos el 30 de abril.  Tradicionalmente en esta fecha se les regalan juguetes a los niños.  Sin embargo, no hay una razón por la cual estos deban ser caros.  Por el contrario, los juguetes deberían ser económicos y fomentar la curiosidad de los chiquillos, tal vez detonar su vocación, ¿y por qué no?, acércalos a la ciencia.

Ante el potencial que tienen los juguetes en la vida de los niños y frente a la crisis económica, hay quien deposita su fe en pequeñas acciones positivas en lugar de una retorica vacía.  Tal es el caso de Arvind Gupta, un hindú inventor de juguetes y popularizador de la ciencia para los niños. Él crea simples juguetes empleando materiales caseros y de desecho, ilustrando los principios científicos y de diseño práctico, tal que son fáciles de construir para cualquier persona.  De hecho, yo he empleado tales ideas para ilustrar adecuadamente principios físicos para estudiantes preuniversitarios: ley de Boyle, aspersor con popotes, entre otros ejemplos.

Utilizando libros que la UNESCO patrocina y en múltiples videos de un minuto es que este movimiento de creadores de juguetes científicos se difunde internacionalmente.  Como muestras de su trabajo deseo presentar estos videos (español, menos de 2 min.) sobre la construcción de un molinete con popotes y cinta adhesiva;  y también la construcción de un aerodeslizador con un CD y un globo.

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Ciertamente en nuestra sociedad hay muchos niños que no pueden contar con una educación formal, mucho menos a una que tienda a desarrollar su pensamiento científico o de proyectos tecnológicos.  Como muchas otras personas, esto también lo observó Arvind Gupta en su país; sin embargo, ha utilizado su conocimiento técnico para crear juguetes científicos en base de desechos y materiales a la mano. Poniendo énfasis en el principio de científico, la creatividad y la imaginación. Pues la diversión esta en el juego, no en el juguete.

Finalmente, en el siguiente video TED, el mismo Arvind nos cuenta un poco de su vida, su proyecto y nos muestra una serie de sus juguetes construidos con material casero.

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Apple apuesta por usar pilas de hidrógeno.. ¿le puede salir agua a tu futuro smartphone?

De acuerdo al diario The Telegraph, la compañía Apple ha solicitado recientemente (en dos documentos) a la oficina de patentes de E.U. el uso de pilas de hidrogeno.  Esta filtración de información es factible y bien podría brindarnos futuros laptops y smartphones mucho más ligeros y delgados de los que ahora contamos.  Ahora bien, en palabras llanas: ¿qué es un pila de hidrogeno?

Una pila de hidrogeno es…

Actualmente, las pilas que regularmente utilizamos funcionan a base de reacciones químicas para producir energía eléctrica.  Lamentablemente en el proceso también producen desechos químicos muy tóxicos y difíciles de degradar.

Como bien nos cuenta Pedro Gómez Romero en un artículo, en una pila de hidrogeno, la energía química se convierte directamente en energía eléctrica a través de una reacción electroquímica, alcanzando valores de eficiencia de hasta aprox. 70%, lo cual se considera alto.  El dispositivo es conceptualmente muy simple; una celda de hidrogeno individual está formada por dos electrodos separados por un electrolito que permite el paso de iones pero no de electrones.  En el electrodo negativo tiene lugar la oxidación del combustible (normalmente H2, de donde se toma el nombre de la pila de hidrogeno, aunque puede ser también metanol u otras sustancias) y en el electrodo positivo se produce la reducción del oxígeno del aire.  Las reacciones que tienen lugar son las que se indican en la figura siguiente, donde también se muestra un esquema conceptual del dispositivo.

Esquema de funcionamiento de una pila de combustible y reacciones fundamentales. | Imagen basada en la Wikipedia

De este modo, los iones de H+ migran a través del electrolito mientras que los electrones (e-) circulan a través del circuito externo; es decir, se obtienen la corriente eléctrica que puede hacer funcionar a nuestro aparato electrónico. Como material de desecho lo que se obtiene es agua pura, la cual parece que la podemos consumir.  De cierto es que contamos con sistemas excelentes de filtraje de agua, tanto que incluso algunos astronautas beben su propia orina después de ser filtrada ;) Por lo cual beber agua proveniente de una pila de hidrogeno es poco descabellado. Leer más »

Con suficiente temperatura, hasta el vidrio común es un buen conductor eléctrico (video y explicación)

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¿Qué se ve en el video?

En este experimento se muestra como el vidrio (inicialmente, es  un aislante eléctrico) se convierte en un buen conductor con la ayuda de la intensa llama de un soplete.

Primero, las dos bases de cerámica (sockets) están cableadas en serie a la corriente eléctrica de una casa. Cuando las dos bombillas incandescentes (del mismo voltaje) se colocan en las bases y se conecta la electricidad, por ambos focos atraviesa la misma cantidad de corriente, por lo cual se encienden con la misma intensidad. Leer más »

Peripecias de una hormiguita al beber en una gota de agua (video)

Nuestras actividades cotidianas dependen dramáticamente del factor de escala, de nuestro tamaño. De hecho, si midiéramos unos cuantos milímetros como esta hormiga, beberíamos agua de un modo muy curioso, del que no estamos acostumbrados siquiera de imaginar, mira el video.

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La tensión superficial es la responsable de que se formen gotas en los líquidos. La tensión superficial se basa en la fuerza de atracción intermolecular en un fluido. Esta tensión se manifiesta con la alta cohesión en su superficie al formar una membrana muy flexible. Por ello, nuestra hormiguita se encuentra bebiendo sobre una verdadera cama de agua.

De hecho, el agua es uno de los líquidos de mayor tensión superficial entre los fluidos cotidianos de nuestra casa. Sin embargo, el jabón tiene la cualidad de reducir drásticamente la tensión superficial del agua. Afortunadamente, esta propiedad permite al agua jabonosa introducirse a profundidad entre los intersticios de la ropa al lavarse.

Ahora bien, regresando a nuestra historia, si una partícula de jabón tocará esta “cama de agua para hormigas” rompería la gota, formaría gotitas mucho más pequeñas; incluso, tal vez del tamaño de la mandíbula de la hormiga. Con todo, las hormigas se pueden envenenar por beber agua con jabón (por favor, niños no hagan esa travesura).

Por su tamaño, los insectos pueden aprovechan la tensión superficial del agua para apoyarse con estabilidad, como lo hace el insecto zapatero (Gerris lacustris), el cual se desplaza por la superficie del agua sin hundirse. En contraste, los humanos somos incapaces de aprovechar de esta manera la tensión superficial, aunque algunos videos lo afirmen.

Pero, si aprovechamos la tensión superficial del agua para formar burbujas con toda clase de materiales, o para conglomerar monedas en la superficie del agua igual como lo hacen cheerios en un plato de leche, lo cual tiene aplicaciones serias en la industria química y en pasatiempos caseros, que nunca deben subestimarse ;)

Finalmente, una pregunta para pensar: ¿Cualquier fluido puede presentar efectos de tensión superficial?, por ejemplo un gas puede formar conglomerados, o ¿el polvo estelar?

Fuego + música+ física: Tubo de Rubens 2D

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Este video muestra una versión 2-D del tubo de Rubens, que  en su versión 1-D ya les he platicado.  Básicamente, en este flamígero instrumento se hace pasar un flujo constante de gas propano en una caja metálica sellada, el gas puede salir, para producir la flama, por unos pequeños agujeros ubicados en la parte superior de la caja.  Por otro lado, en una de las paredes de la caja se encuentra una bocina conectada a una fuente de voltaje (un reproductor de música, por ejemplo).

Así, las ondas sonoras, que son ondas de presión, viajan de un extremo de la caja y se reflejan en el otro extremo. De modo que en la parte media de la caja se forman zonas de interferencia sonora. Es decir, se  forman regiones de baja y alta presión, las que son las responsables de la producción de las flamas de mayor o menor tamaño.  Por supuesto, este efecto sucede de acuerdo con el principio de Bernoulli: a mayor flujo, mayor será la presión.

Como los amantes de la fiesta se han dado cuenta,  por si mismo el tubo de Rubens  es ideal para brindar color y calor a los conciertos. De hecho, artistas como Alyce Santoro ya han experimentado con este artilugio, obteniendo excelentes resultados en sus espectáculos. Posiblemente, la versión 2-D pueda ser instalada en algunos escenarios bien acondicionados para apreciar con seguridad el efecto, ¡ya lo veremos!

Accidente al exponer un auto de lujo y olvidarse de la física de la fricción

Me he encontrado otro video en YouTube que evidencia los peligros de olvidarse del sentido común; es decir, de la física.

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Efectivamente, la física es más que ejercicios de pizarrón de vectores; la física es “qué pasa allá afuera”, y ese es el sentido de este post.

La alfombra es pesada pero tiene poca adherencia con el piso. Además de que el piloto desacelera el auto muy rápido. Esto es lo que sucede en el video, como en todo el movimiento del auto (incluyendo el frenazo), las llantas mantienen fricción estática con la superficie superior de la alfombra, de otro modo se deslizarían las llantas (lo cual siempre es altamente peligroso). Sin embargo, cómo la desaceleración fue muy rápida, la fricción estática entre superficies alfombra-piso se vence y se convierte en fricción dinámica; es decir, hay un deslizamiento. Por lo cual las modelos caen. Es oportuno mencionar que ninguna modelo natural salió lastimada en este video. :D

Son muchos los ejemplos de videos de YouTube chuscos que pueden servir para desencadenar una plática puramente científica, incluso ser el principio para comenzar una serie de ejercicios de física analítica/matemática. Y es mi sentir el signo de la divulgación de la ciencia: tratar seriamente a las anécdotas populares  y escribir para el gran público sobre los temas especializados de la ciencia.

Peripecias de una hormiguita al beber en una gota de agua (video)

Nuestras actividades cotidianas dependen dramáticamente del factor de escala, de nuestro tamaño. De hecho, si midiéramos unos cuantos milímetros como esta hormiga, beberíamos agua de un modo muy curioso, del que no estamos acostumbrados siquiera de imaginar, mira el video.

La tensión superficial es la responsable de que se formen gotas en los líquidos. La tensión superficial se basa en la fuerza de atracción intermolecular en un fluido. Esta tensión se manifiesta con la alta cohesión en su superficie al formar una membrana muy flexible. Por ello, nuestra hormiguita se encuentra bebiendo sobre una verdadera cama de agua.

De hecho, el agua es uno de los líquidos de mayor tensión superficial entre los fluidos cotidianos de nuestra casa. Sin embargo, el jabón tiene la cualidad de reducir drásticamente la tensión superficial del agua. Afortunadamente, esta propiedad permite al agua jabonosa introducirse a profundidad entre los intersticios de la ropa al lavarse.

Ahora bien, regresando a nuestra historia, si una partícula de jabón tocará esta “cama de agua para hormigas” rompería la gota, formaría gotitas mucho más pequeñas; incluso, tal vez del tamaño de la mandíbula de la hormiga. Con todo, las hormigas se pueden envenenar por beber agua con jabón (por favor, niños no hagan esa travesura).

Por su tamaño, los insectos pueden aprovechan la tensión superficial del agua para apoyarse con estabilidad, como lo hace el insecto zapatero (Gerris lacustris), el cual se desplaza por la superficie del agua sin hundirse. En contraste, los humanos somos incapaces de aprovechar de esta manera la tensión superficial, aunque algunos videos lo afirmen. Pero, si aprovechamos la tensión superficial del agua para formar burbujas con toda clase de materiales, o para conglomerar monedas en la superficie del agua igual como lo hacen cheerios en un plato de leche, lo cual tiene aplicaciones serias en la industria química y en pasatiempos caseros, que nunca deben subestimarse ;)

Finalmente, una pregunta para pensar: ¿Cualquier fluido puede presentar efectos de tensión superficial?, por ejemplo un gas puede formar conglomerados, o ¿el polvo estelar?

Un post lleno de mentiras sobre los científicos

La bellísima Hedy Lamarr, inventora de un sistema de torpedos. | Imagen: hedylamarr.com

Deja de engañarte con estos 3 prejuicios sobre la ciencia:

1. Los científicos son pobretones

La idea de que la ciencia no paga y está llena de sacrificios materiales es… MENTIRA. Estos son dos ejemplos concretos. Un ejemplo histórico, el principal accionista del Banco de Inglaterra y primero en medir la masa de la Tierra fue el notable físico Henry Cavendish, se le llamaba “más rico de todos los sabios y el más sabio de todos los ricos”. Mi ejemplo moderno, Nathan Myhrvold, fue postdoctorante de Stephen Hawking, su trabajo de investigación ha sido publicado en prestigiosas revistas: Science, Nature, Paleobiology, y Physical Review, además cuenta con una empresa desarrolladora de tecnológica que ha registrado más de 30,000 patentes (a toda la manera de Edison), si alguien tiene dinero y tiene historia de actividad científica ese es Myhrvold. Ciertamente, el trabajo científico es caro, por ello los investigadores son como empresarios que buscan financiamiento de diferentes fuentes, algunos llegan a crear fortunas en el proceso.

2. Los científicos son desaliñados y anti-sexys

Una maraña de pelos rebeldes, mal rasurados y camisas sin planchar es el icono de los científicos, por lo que la gente considera que los investigadores son FEOS, desarreglados, descuidados. Esa idea es … MENTIRA. Son muchos los científicos que cuidan de su persona e incluso han contado con alto atractivo. Por ejemplo, Hedy Lamarr era una hermosa actriz que desarrollo un sistema para torpedos; otro, El físico E. Schrödinger, ganador de premio nobel de física en 1933, era también bien conocido por ser un casanova, pues tenía muchas amantes a la vez; de modo similar, uno de los padres del cálculo diferencial-integral: Leibniz, cuando daba una charla científica en sus días mozos en Francia, las damas de la corte desbordaban la sala, mientras que los caballeros no podían entrar. Todo un rock-star de la matemática ese Leibniz. Podemos citar más ejemplos, pues la seducción es simplemente una cuestión de estima y actitud hacia los demás.

3. Los científicos son unos aburridos

Qué la física, matemática, y química son poco divertidas, eso es… MENTIRA. Diversión es lo que se goza, lo que te hace sonreír. Muchos son los científicos que sienten gran placer por descubrir algo nuevo, incluso algo que nadie más sabe, pues los humanos somos curiosos por naturaleza. Más aún, muchos físicos trabajan de cerca para hacer un mejor cine 3D con haces polarizados, los químicos en fabricar playeras que cambien al color y diseño a voluntad mediante oleds, y matemáticos en comprimir más y con mejor calidad tus canciones favoritas de mp3 usando la transformada de Fourier discreta. ¿Aburridos?, ellos gozan su oficio y por ello le dedican tiempo, de otro modo harían otra cosa más divertida, cómo seguro haces tu cuando te cansas de una rutina tediosa.

¿Tienes más prejuicios hacia los científicos? Yo tengo más ejemplos para derrumbarlos. Pues la ciencia como cualquier otra actividad está compuesta por toda clase de personajes. Algunos te gustaran y a otros los aborrecerás, pues así es una sociedad plural, donde los científicos son tan humanos que pueden ser cómo tú, o cómo tú quieres llegar a ser.