lunes, enero 21

El Calor

Por estos días el hemisferio Sur se encuentra en la estación mas "calurosa" del año, el Verano... 

(Parque Quebrada de Macul, Santiago, Chile)

Hace mucho calor!, el problema, es que no puede hacer calor... si es agradable a la vista (como no)... pero conceptualmente decir que "hace calor" es un insulto a la termodinámica. 

Por definición la estación de Verano va desde el  21 de Diciembre al 21 de Marzo, empezó cuando se produjo el "Solsticio de Verano" y termina con el "Equinoccio de Otoño", por solsticio se debe entender la posición de la Tierra cuando el planeta se encuentra en un punto donde la radiación es máxima (o mínima). La luz como el calor se transmiten por radiación, es decir, no necesitan de un medio para propagarse cruzan el espacio y entran en la atmósfera, hasta llegar a nuestras plantas, a nuestras costas, a nuestras ventanas, a nuestro cuerpos y a nuestros atardeceres.


(Parque Quebrada de Macul, Santiago, Chile)

Con la llegada de la luz del Sol se produce un aumento de la temperatura, y el Verano como estación se caracteriza por que las aguas del mar o de los ríos se encuentran levemente a una temperatura mayor y así en general con los días.

Si vamos a hablar de temperaturas, cada una tiene un patrón de medida bastante particular, así de las "mas conocidas" nos encontraremos con la escala grados Celcius, la escala de grados Fahrenheit y la escala absoluta o Kelvin (notese que no se habla de grados en esta última).

La escala Celsius se basa en los puntos de cambio de fase del agua, así a la temperatura denominada como 0º se produce la transición entre sólido a líquido o viceversa  la escala Celsius se graduó en 100 partes iguales, por lo que es una escala centigrado, correspondiendo los 100º a la temperatura que ocurre el cambio de fase de líquido a gas o viceversa, al utilizar esta unidad para indicar la temperatura de un día de verano por ejemplo se indicará 32ºC. 

La escala Fahrenheit, debía basarse en "algo" de lo que hubiera mayor cantidad en el planeta, de esa manera Fahrenheit basa el 0º de la escala en el cambio de fase de agua con sal, correspondiendo el punto de congelación del agua a 32ºF y el de ebullición del agua a 212ºF.
Para obtener aproximadamente los grados Fahrenheit en Celsius, se puede aplicar la siguiente formula:



Ahora, surgía la pregunta... ¿será posible hacer una escala de temperatura universal?, pues bien... al pensar en esto y sabiendo que en general, los cuerpos se dilatan con el aumento de la temperatura, podemos realizar la siguiente observación.

Imagine que tiene un globo inflado, y a este globo va aumentando la temperatura... 
¿que ocurrirá con el globo?


al aumentar la temperatura también lo hará de manera proporcional el volumen del globo, si esta recta fuera en sentido contrario, es decir, si disminuyera la temperatura  el globo no dilataría, pero tampoco podría contraerse hasta desaparecer... TEORICAMENTE.

(aún sabiendo que "Cuando alguien dice teóricamente  quiere decir, realmente no" Dave Parnas... y no lo digo por que sea experimental, sino solo por que lo dice Parnas). 

Si se pensara en un volumen cero, es decir, que ni siquiera hubiera una molécula este volumen sería cero, y la temperatura a la que ocurriría eso (repito teóricamente), sería a -273,5ºC. 
(Imagen tomada de http://www.cec.uchile.cl)

Entonces a esta temperatura se le llamó el cero absoluto o cero Kelvin, no esta graduada por que hay un límite inferior, pero no hay un límite superior de temperatura. 




Hablamos de temperatura... ¿y el Calor?

El Calor es una medida objetiva, es la relación directa con la energía. El Calor es la energía en transito desde una fuente de mayor temperatura a una fuente de menor temperatura. Por ejemplo:
- Desde de el Sol a los planetas
- Desde la llama de la cocina a una olla
- Desde el cuerpo a mayor temperatura a la ropa
- Desde un plato de comida al medio ambiente

Calor es energía en transito, en ese contexto es válido utilizar el concepto. Se mide en unidades de energía generalmente es posible usar Joule o calorías. La industria alimentaria juega mucho con este concepto, pues en muchos productos en vez de utilizar Kilo calorías (1000cal), utilizan simplemente Cal, lo cual significa kilo-calorías, pero no es correcto el prefijo. 
La dósis diaria recomendada es de 2000kcal, pero eso hay que combinarlo con hacer deporte, vida sana, caminatas y conversaciones por donde puedan ir. ;)

Amigas y amigos de las Gacetas... en la playa, esperan por ustedes y por mí ;)








Nelson Sepúlveda

jueves, diciembre 27

Medios Granulares... Grains everywhere!


(tomada de wall321.com)

Por medio, entenderemos un sistema compuesto por elementos en cierta fase característica, por ejemplo podría ser fluido como un líquido o un gas, o en un caso particular de compactación, también podría ser un sólido. Y por granos o sistemas de granos, un conjunto de partículas sólidas mayores a un micron de diámetro, esto significa que pueden ser muy pequeñas como el polvo en suspensión que pareciera ser un gas (como el smog), un conjunto de m&m, o rocas desplazándose por una montaña, sal o el azúcar son ejemplos característicos de aquello que podemos llamar medios granulares.

Si estás pensando lo mismo que yo... la respuesta es sí... 
medios granulares es casi la totalidad de lo que comemos...

(fotografía tomada de Lalyta.com)

y si sigues pensando lo mismo que yo... entonces la respuesta es... 
¿por qué no?...

Estudios sobre los medios granulares, hay reportes desde el renacimiento, es conocido el trabajo de Leonardo Da Vinci estudiando el concepto de fricción entre dos superficies, las primeras aproximaciones para un valor de aquellas cizalladas superficies porosas se la debemos a él. Pensaba que todos los cuerpos 
poseían una fricción y esta era de un cuarto de su peso 0.25*(mg). Es Charles Augustin Coulomb (Coulomb no solo estudió las fuerzas entre las cargas, también la fricción entre los cuerpos) quien establece dos tipos de fricción, estática y dinámica... pero que tiene que ver con los granos?... es debido a que todas las superficies a pequeña escala están llenas de porosidades, por ejemplo, es la porosidad de una fotografía antigua, equivalente quizás a los pixeles en una fotografía digital. La analogía anterior sería la causa de la fricción de todas las superficies, es debido a los contactos entre estas rugosidades (entre otro) presentes en cada material y característico para dos materiales.

La pregunta es por qué resulta interesante estudiar los procesos vinculados con "medios granulares", y como podemos encontrarlos en las diferentes fases pues bien, estos se pueden comportar compactos como un sólido (fotografía tomada de joseph-tavarez.blogspot.com), o comportarse similar a un fluido, como un gas (volcán Chaitén 2008), o como líquido (tomada de foro3d.com).

(En la esquina superior izquierda Volcán Chaiten, en la esquina superior derecha Reloj de arena, 
en el sofá de Izq. a Der. Marge cargando a Maggi, Lisa tocando saxofón, Culo de Bart y "algo" 
que se parece a Homero Simpson)

En el caso de Chile, este es un país que sostenta una parte importante de su economía en la industria minera, siendo uno de los mayores productores a nivel mundial en el área cuprífera esto implica una larga cantidad de problemas asociados con sistemas granulares (no mencionaré que se exporta la mayor cantidad de este elemento, por no decir la totalidad, como materia prima en vez de industrializar el país, pues eso no es el animo de este texto).

Uno de los problemas está vinculado con la minera los pelambres, la cual debe tener la cinta transportadora mas resistente del mundo (resistencia a la ruptura efectiva de 8.500 N/mm), y con un largo de 23km  debe ser capaz de transportar la carga aportada por las rocas molidas, debiendo evitar en todo el proceso cualquier problema vinculado con el efecto de las rocas en la cinta.
En el area agroindustrial, conocido es el proceso de almacenamiento de granos en silos, granos de maiz, soja, u otros. 
Los silos pueden presentar la ruptura en sus paredes, este es un efecto en el cual la formación de cadenas a lo largo de las paredes del silo, provoca que la tensión esté en las paredes y no en el fondo del silo, como podría ocurrir con un sólido, por ejemplo (efecto Janssen).


(Collapsing Grain Silo, image courtesy of Robert Behringer, Duke University)

Diferentes son los métodos y mecanismo para estudiar el comportamiento de los medios granulares, desde métodos ópticos  mediante acelerómetros, por diversos sensores, etc. cada experimento deberá adaptar según las características particulares de los granos, tamaño, forma, etc. Y del comportamiento a observar.

Por ejemplo la siguiente imagen cortesía del Laboratorio de Física No Lineal del departamento de Física de la Universidad de Santiago, muestra diferentes cadenas de fuerza que se propagan al someter a cizalle granos foto-elasticos, es posible observar estas cadenas por medio de polarizadores (ahondaremos sobre foto-elasticidad y polarizadores en otro post).


Si quieres conocer el trabajo que se realiza en medios granulares, se recomienda visitar los siguientes links.

Laboratorio de Física No Lineal (Usach)
Grupo del profesor R. P. Behringer (Duke University)
entre otros... 


Si uno espera el tiempo suficiente, todo fluye...




*Nelson Sepúlveda




miércoles, diciembre 26

Galería de Galileo

Los amigos de la Pontificie Universidad Catolica de Valparaiso PUCV (Chile), están trabajando en un interesante proyecto sobre la didáctica de las ciencias, en este proyecto confeccionaron un DVD con multiples actividades.

El DVD lo puedes bajar directamente desde su web (www.galeriagalileo.cl).




En las próximas semanas están invitando a un curso de capacitación de la Galería de Galileo. Los cursos son sobre indagación, el foco es el uso del material creado por el grupo de tecnología de la PUCV para la educación de la física. Los cursos serán gratuitos. los horarios: 9:30 - 12:30 y 14:00 - 17:00 Desde el 2 de Enero

Las inscripciones las pueden realizar contactandose directamente al mail de su web (galeriagalileo@gmail.com).

martes, diciembre 25

Jupiter coqueteandole a la Luna

Es martes 25 de Diciembre, 2012


Navidad... hace 370 años, en 1642 moría Galileo Galilei y nacía Isaac Newton, con estos vagos antecedentes podríamos decir que aquel año es el culmine entre el paso de la cinemática a la dinámica... una transición europea al conocimiento entre Italia e Inglaterra... casi 400 años... y la cinemática como la dinámica inundan los estudios de física, eso es un desarrollo significativo en la concepción de entender el mundo, a pesar de los paradigmas... a pesar de las creencias.

Hay un bello espectáculo en cielo esta noche, desde la Tierra, se ve la Luna acompañada por un pequeño punto... un pequeño punto 318 veces mas grande que el planeta Tierra... la luna coquetea esta noche con su lunar (Jupiter), ese pequeño punto Joviano mas allá del cinturón de asteroides, y se observa tan cerca de nuestro satélite, que es una bella contradicción. 




A pesar de ser una maravillosa vista no es un evento único .. desde el siguiente link (Conjunciones) puedes saber cuando ocurrirán diferentes conjunciones. Mira el cielo, vive, respira y sueña ciencia.

pd. Júpiter coqueteandole a la Luna, si tuvieran un hijo... también se llamaría Isaac?

viernes, diciembre 7

Southern Workshop on Granular Materials (SWGM12)

Entre el 4 y 7 de Diciembre se realiza en la ciudad de Puerto Varas, Chile, el Southern Workshop on Granular Materials, reuniendo a una selecta cantidad de investigadores a nivel mundial, vínculados con medios y materiales granulares.

Es posible observar el abstract-book y los investigadores participantes desde la pagina oficial.

Pagina oficial SWGM12

martes, noviembre 20