S.O.S

2012

Si los mayas supieran que sus predicciones y su calendario serían, entre otras cosas, explotadas por la industria cinematográfica, seguro que reclamarían derechos de autor.

Estoy hablando de la película 2012, del director Roland Emmerich ( Godzilla, The Day After Tomorrow, Independence Day) que he visto este fin de semana. Realmente viendo esta película no he podido apartar la visión crítica que estamos empezando a desarrollar mis compañeros y yo en las clases de física en la ciencia ficción. Os contaré el por qué.

La película comienza mostrándonos cómo se produce el alineamiento planetario y el crecimiento de la actividad solar que, según se dice en la película , ya adelantaron los mayas hace siglos, lo que provocaría que el 21 de diciembre de 2012 se produciría el fin del mundo.

Un científico que trabaja para la Casa Blanca descubre, gracias a un astrofísico amigo suyo, que trabaja en una mina en la India, que el Sol está calentando el núcleo terrestre a una velocidad alarmante .Así en la película afirman que la actividad solar esta aumentando, por lo cual se crean más neutrinos que llegan a la Tierra.

Hasta ahí todo bien…pero ¿como son capaces los neutrinos de actuar como microondas calentando el interior de la tierra?

Aqui se puede ver un video extraido de la pelicula donde se explica el fenómeno en el que se basa el film

Los neutrinos que se forman en el núcleo del sol, a una temperatura de 15 millones de grados centígrados, moviéndose a la velocidad de la luz, alcanzan la superficie solar en tres segundos. Inundan el universo formando una corriente, pasando a través de la materia sólida, aparentemente sin ningún tipo de interacción con esta. Los neutrinos son tan pequeños que pasan a través de la tierra. Estas partículas tan evasivas son tan pequeñas que su interacción con otras formas de materia es mínima. Los neutrinos son partículas eléctricamente neutras.Pueden pasar a través de la tierra e incluso a través del plomo, sin dejar rastro. Esta es la razón por la que fue tan difícil detectarlos.

Por tanto, es cierto que los neutrinos atraviesan nuestro planeta constantemente, pero de ahí a que puedan crear un efecto microondas que caliente el núcleo de la Tierra creo que es algo imposible.

La verdad es que esta película da para mucho, algo que veo evidente , y corríjanme si me equivoco, es que si nos encontrásemos ante la destrucción de la tierra y se fundiese el hielo de los polos, me parece a mi que no existe tal cantidad de agua para que se inunden la base, las colinas( y en la película por poco la cima) del Himalaya.

Por último me gustaría hablar sobre el supervolcán de Yellowstone. Un supervolcán no tiene la misma estructura que un volcán normal. Los supervolcanes, comienzan a formarse cuando el magma asciende desde el manto y crea un depósito en ebullición en la corteza de la Tierra. Esta cámara aumenta de tamaño hasta alcanzar unas dimensiones enormes, creando una presión colosal hasta que, finalmente, entra en erupción. Este tipo de explosión lanza ceniza, polvo y dióxido de sulfuro a la atmósfera reflejando los rayos del sol y creando una ola de frío (invierno volcánico) que dura años. En la realidad si existe una gran caldera en Yellowstone; para clasificar a un volcán como un supervolcán se ha tomado como referencia una erupción de magnitud 8 en el Índice de Explosión Volcánica. Una erupción de esta magnitud emite más de 1.000 kilómetros cúbicos de magma .En la película se dice que el interior de la tierra está a 1700ºC por lo que el manto es mucho más fluido, y por tanto lo más normal es que la lava empezara a salir por los volcanes del resto del planeta y no por un supervolcán.

El magma de Yellowstone sería lanzado a más de 50 kilómetros de altura en la atmósfera, cubriendo un radio de miles de kilómetros, matando toda clase de vida con la ceniza, la lava y la fuerza de la explosión. Mil kilómetros cúbicos de ceniza volcánica – mortal al inspirar – cubrirían la tierra, con una gruesa capa, hasta miles de kilómetros de distancia.

Además el flujo proclástico (http://wapedia.mobi/es/Flujo_piroclástico) de un volcán normal, suele viajar a unos 300 km/h, así que una explosión de un supervolcán irá a velocidades superiores, por lo que sería imposible que una persona escapase de la zona saliendo intacta. Pero eso no es lo que vemos en la película, uno de los protagonistas escapa con su hija en una caravana en las últimas ; incluso les da tiempo a llegar a la avioneta y hacer el paripé de esperar por el “fugitivo” que accidentalmente se cae en una de las grietas que se van formando en el suelo.No sólo eso las ondas de choque producidas por tal explosión como mínimo dejarían sordo a todo ser vivo relativamente cercano, y en el caso de la película no solamente tiraría a las personas ,si no que además la mataría.

En este film hay muchos más temas físicos a cuestionar: los tsunamis, la reversión geomagnética, coches en tiro parabólico, las condiciones físicas del planeta después del desastre…etc. Sin duda esta película da para bastantes entradas

Referencias :

.http://www.punksunidos.com.ar/blog/tag/2012/ En esta web podeis informaros sobre toda la teoría y las predicciones que recaen sobre el 2012.

Airbags

BOLSAS DE AIRE

Antes de nada introduzcámonos en la historia de los airbags.

El airbag “ nacio” en Estados Unidos y tardo bastantes años en desarrollarse completamente. De hecho, se sabe que la primera patente para su instalación en un coche se registró en Estados Unidos en 1953,ya que se suele considerar que su inventor es el estadounidense John W. Hetrik, que fue el que patentó su dispositivo en ese año. Hetrik utilizó sus conocimientos de ingeniería naval para crear un cojín inflable ubicado en el volante y el cuadro de un automóvil con el fin de amortiguar los impactos en caso de brusca deceleración.

Los primeros sistemas eran muy pesados y voluminosos. Pero en 1967, el inventor Allen Breed desarrolló un componente clave para la popularización del uso del airbag, se trata del detector de impactos de “bola dentro de un tubo”. Una bola se mantiene dentro de un tubo atraída por un imán. Cuando se produce una deceleración de suficiente entidad, la inercia de la bola supera la atracción magnética y viaja hasta el otro extremo del tubo donde cierra un interruptor que dispara el inflado de la bolsa.

En el siguiente enlace se puede ver como funciona dicho dispositivo :

http://www.youtube.com/watch?v=dZfLOnXoVOQ

En la decada de los 70 se comenzaron a comercializar en los Estados Unidos, pero de manera experimental, en General Motors y Ford. En los 80 se comenzaron a comercializar en Europa, aunque siempre en vehículos de alta gama como Mercedes Benz y Porsche. Sin embargo, en la actualidad la inmensa mayoría de los vehículos están equipados con airbags frontales.

En los primeros sistemas se utilizaba aire comprimido caliente o nitrógeno comprimido. Sin embargo, la investigación posterior demostró que el gas comprimido no puede inflar el cojín con la suficiente rapidez para ser efectivo en la amortiguación de los impactos. Actualmente se emplean una serie de detectores de impacto que disparan una reacción química que genera un gas de manera explosiva en un periodo de tiempo muy reducido (milésimas de segundo), inflando una bolsa de nylon. La bolsa sólo permanece inflada unas décimas de segundo, ya que el gas se va expulsando por unos orificios de manera controlada, absorbiendo la energía del impacto del ocupante contra la bolsa.

Vamos a estudiar cómo funcionan los “airbags” de los automóviles, aplicando nuestros conocimientos sobre Física, teniendo en cuenta que el airbag es una aplicación automovilística de la Ley de Boyle, la cual establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

El tiempo que tarda el “airbag” en ponerse en marcha desde la colisión es un factor crucial a la hora de salvar vidas. En cuanto el sensor correspondiente, detecta el choque,

pasan sólo unos pocos milisegundos hasta que el dispositivo se llena completamente de gas (normalmente, nitrógeno: 2 N (g)).

Se puede estimar la presión necesaria para el llenado utilizando sencillas consideraciones mecánicas.Para ello, supongamos que inicialmente la bolsa (fabricada en nylon o poliamida) se encuentra en reposo, y que el gas se expansiona alcanzando una velocidad final muy alta. Con ello aseguraremos que la tela, que hará de protección, recorra rápidamente la anchura h = 25 cm que tienen dichos dispositivos. En ese caso, se puede calcular el movimiento como si se tratara de un movimiento uniformemente acelerado.

Considerando los datos anteriores de velocidad y espacio obtenemos que el tiempo que tarda un airbag en llenarse es de 0,083 segundos, lo que supone que la expulsión de gases se hace con una aceleración de 7,2 Km/s².

Aceptando que el volumen de un airbag completamente lleno es de 60 dm³ podemos calcular la presión relativa de llenado, considerando que el airbag es un cilindro de base S y altura h obtenemos una presión relativa de 16332 Pa. La presión total será la presión relativa más la atmosférica debido a que la presión relativa calculada es una presión diferencial, a mayores de la atmosférica.

Suponiendo que el nitrógeno gas se comporta idealmente, la cantidad de sustancia

de este gas necesaria para producir dicha presión absoluta y llenar la bolsa ( a temperatura ambiente) es de 2,8 moles.

Otro punto importante es cómo producir este gas. Una manera de obtener una gran cantidad de nitrógeno gaseoso consiste en provocar una pequeña detonación de una substancia sólida;de forma que inicialmente ocupe muy poco volumen, pero luego (al activarse) se expanda mucho. En el caso de los automóviles la substancia empleada es la azida de sodio: NaN3, que se activa eléctricamente cuando el coche frena bruscamente, produciéndose 3,2 moles de gas nitrógeno por cada 2 moles de azida de sodio sólida instalados en el mecanismo “airbag”. Las reacciones correspondientes son:

2 Na N (s) → 2 Na (s) + 3 N (g)

10 Na (s) + 2 KNO (s) → K O(s) + 5 Na O(s) + N (g)

K O(s) + Na O(s) + SiO (s) → vidrio (silicato alcalino)

Por ello podemos hallar la cantidad de azida necesaria que hay que introducir durante la construcción de un automóvil por cada airbag. Esta cantidad según mis cálculos es de 277 gramos por airbag.

Además debemos saber que en el interior de la bolsa, junto con la azida de sodio, existen otros productos sólidos (principalmente KNO3 y SiO2) que ayudan reforzar la reacción, y que garantizan que el resultado final no sea peligroso para nuestra salud; pues tanto la azida de sodio, como el propio sodio, son bastante dañinos cuando están libres.

Storm

Mis favoritos, los X-men. Hoy elijo a Tormenta para analizar sus superpoderes.

Tormenta es capaz de reducir o aumentar la temperatura del ambiente, controla el viento, los rayos y todos los fenómenos meteorológicos naturales. Es inmune a situaciones extremas de frío o calor, además puede volar manipulando los vientos.

Vamos a plantearnos como es capaz tormenta de generar varios rayos a la vez y si esto es posible.

En nuestro ecosistema normalmente el rayo no es un fenómeno independiente, sino que se produce siempre dentro del marco de ciertos fenómenos complejos, constituyendo la tormenta. Y digo normalmente porque existen diversos tipos de rayos menos habituales denominados “rayos secos” que son causa frecuente de incendios forestales.

Según las fuentes consultadas, un rayo puede alcanzar un potencial eléctrico de más de 100 millones de voltios, una intensidad de 20.000 amperes, viajar a unos 60000 m/s y acercarse a temperaturas de 30.000 ºC .

Por eso el peligro de un rayo no sólo reside en la electricidad, así que una jaula de Faraday no nos salvaría de todos los efectos. Se calcula que un rayo descarga en décimas de segundo una energía de varios centenares de Megajulios , manifestándose en forma de luz o calor y por eso al ionizarse el aire, se alcanza una temperatura de miles de grados.

Sabiendo que un kilowatio/hora equivale a 3,6 Mega julios y que un rayo es capaz de descargar alrededor de 800000 kilowatios/hora obtenemos que la energía aproximada que transporta un rayo es de 300 Giga Julios.

Suponiendo que tormenta lleva una vida cotidiana igual que el resto de los humanos , es decir , el aporte diario de calorías que necesita es el mismo que el que necesitamos nosotros, y que su organismo aparentemente funciona igual, podemos hallar la cantidad de calorías que necesitaría tormenta para crear ella misma los rayos.

La caloría se define como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar un ºC la temperatura de un gramo de agua destilada a una presión estándar de una atmósfera.

1 Julio equivale a 0,2389 calorías, por lo tanto se necesitan 71670 Kcal. para generar un rayo .Si tenemos en cuenta que una mujer necesita entre 1600 y 2000 Kilo calorías diarias para sobrevivir; con estos datos nos damos cuenta que Ororo Munroe (Tormenta) debería ingerir en un día lo que tarda 40 días una mujer normal, y esto solamente para crear un rayo.

Por tanto, con estos datos podemos estar seguros de que, por lo menos, si tormenta genera rayos no lleva una dieta como cualquiera de nosotros.

Entonces¿ De qué se alimentan los x-men ?