24 noviembre 2008

¿Podríamos alimentar una vivienda con la energía de un automóvil?

Detalle del motor del Seat 600 (por fotoposible) bajo una licencia Creative Commons
Empieza la serie "haciendo números" con esta entrada.

Para empezar necesitamos saber que potencia puede dar un coche y que potencia requiere una vivienda y expresarlo en las mismas unidades.

Una casa de dos habitaciones normalmente instala un ICP de 25A. La potencia se define como

P=IV (intensidad por voltaje)

Como la corriente que nos llega es de 220V tenemos que

P=25*220=5500W=5.5kW

Es decir que cuando en la casa hay un gran número de aparatos funcionando la potencia demandada es de 5.5 kilowatios. Ok, vamos a por el coche. Empezamos por uno no muy grande, a ver si basta. Un VolksWagen Polo 60CV.

1CV equivale a 0,736 kW Así que:

60*0,736=44kW.

Es decir: este coche, él solito, puede alimentar 8 viviendas. Un coche más potente, como por ejemplo un Touareg de 450 CV puede alimentar a 60 viviendas. ¡60 viviendas! Un complejo residencial de 6 escaleras con 5 plantas con 2 pisos por planta alimentadas por un motor que mide 1 m3.

23 noviembre 2008

Haciendo números

Abacus abstract (por aussiegall) bajo una licencia Creative Commons
¿Es posible alimentar una motoazada con energía solar? ¿Y un cortacesped? ¿Podríamos alimentar una casa con la energía de un automóvil?

Si los humanos consumiésemos gasolina en vez de comida ¿cuánta deberíamos beber a la semana? ¿cuánto costaría? ¿Cuanta energía desprende la humanidad?

Si nos dedicásemos a subir agua al ático de nuestro edificio ¿cuántos litros tendríamos que subir para hacer funcionar una casa?.

Todas estas preguntas tienen dos factores comunes. Que todas se pueden contestar a base de cálculos sencillos y que directa o indirectamente tienen que ver con la energía. El tema aquí es saber el factor de conversión.

Soy de la opinión que aunque los resultados no requieren de complicadas operaciones, los resultados nos dan un nuevo enfoque de las cosas. La idea es hacer una especie de serie que vaya contestando preguntas de estas.

Licencia

He cambiado la licencia Creative Commons a la menos restrictiva posible. Antes era una non-comercial & attribution, que impedía que alguien pudiese usar lo que aparece en el blog con fines comerciales. Ahora creo que no era la mejor opción, no veo por qué algún lector no puede beneficiarse económicamente gracias al blog.

20 noviembre 2008

Norma DIN, razón aurea y papiroflexia (I)

Fábrica de papel abandonada (porJ_O_N_A_X) bajo una licencia Creative Commons
Ayer por la noche me dediqué a partir unos folios normales (DIN A4) usados sólo por un lado en cuatro trozos con el fin de reutilizarlo como hojas de notas. De esta manera obtuve 4 trozos de papel tamaño DIN A6, que tienen las mismas proporciones que un folio normal pero son 4 veces más pequeños. Esto no pasa por casualidad.

Supón que se te encarga la labor de fabricar una hoja de papel que te sirva de estándar. Una hoja es una superficie plana, así que rápidamente te pones a pensar en figuras 2D, debido a nuestro tipo de escritura, lo mejor es un rectángulo.

Vale, ya tenemos la figura. Ahora hay que decidir su tamaño. De cara a la fabricación lo ideal es que tenga un número sencillo como 1m2. De esta manera cuando te pregunten "oye, ¿cuantos metros cuadrados de papel necesitas para fabricar 1000 hojas? rápidamente contestas "1000".

Ahora bien 1m2 es demasiado grande. Es evidente que tendrás que hacer tamaños más pequeños. Por otra parte aun no has decidido su altura ni anchura. Lo más fácil es decir 1x1 y te quedaría un cuadrado. Ahora bien, un cuadrado si lo divides por la mitad te queda un rectángulo 1x0,5 que no conserva la misma proporción que el cuadrado. Es decir, no es como la hoja inicial pero más pequeña. Para conseguirlo deberías volver a dividirlo.

El problema es que claro es 4 veces más pequeño, hay demasiada distancia. Así que decides buscar un rectángulo tal que cuando lo divides te quedan dos rectángulos iguales al primero pero más pequeños, es decir que tengan la misma proporción.

Llamaremos A al ancho y L al largo. La proporción es A/L, y esta tiene que ser igual después de dividirlo así que escribimos:


(Para los que usáis un reader A/L=(L/2)/A)

Aislamos A


A/L=(L/2)/A --> A^2 = L^2/2 --> A=L/2^(1/2)

Por otra parte el area debe ser un metro cuadrado. Por lo tanto:

AL=1 --> 1/L = L/2^(1/2) -->

L=2^(1/4)=1,1892...

Ya tenemos el largo, el ancho habíamos quedado que era 1/L = 0,841... y por fin hemos cumplido el encargo. A este papel lo llamamos DIN-A0 a su mitad DIN-A1 (que mide 0,5m2), a la mitad del DIN-A1 lo llamamos DIN-A2, etc.

Si lo pensáis bien este sistema es realmente práctico. Permite obtener fácilmente todos los tamaños ya que dividir un papel por la mitad es fácil, doblándolo de manera que coincidan las esquinas, por ejemplo.

De cara a la fabricación también va perfecto, siempre te sale un número entero de hojas sea el tamaño que sea para un número entero de metros cuadrados por ejemplo 7 metros cuadrados de papel son 56 DIN-A3.

Podríamos haber definido otra proporción. ¡Seguro! todo depende de la condición que pongamos, y esta depende del uso que le vayamos a dar, estética, que su perímetro sea el mínimo, papiroflexia, etc. Y sobre esto me gustaría hablar en próximas entradas si el tema os parece interesante. ¿Qué me decís?

04 noviembre 2008

IV 1031tensai awardds

Imagen con copyright
Hay tantos bloggers buenos por el mundo... bué, ahí van tres entradas chulas chulas.

Wilhelm Röntgen Este post pertenece al blog El tamiz, es un blog que sigue un sistema muy interesante de producción de entradas (que ojalá tuviese su misma constancia para imitarlos). Van por series, es decir deciden publicar una serie de los elementos químicos de toda la tabla periódica y empiezan por el hidrógeno y van haciendo (ya van por el argón). Otras series son inventos ingeniosos, o esas maravillosas partículas (por supuesto también hacen entradas "sueltas"). Wilhen Röntgen es el primer capítulo de una nueva serie llamada Premios Nobel. Y esta entrada es simplemente fantástica (ya me he enganchado a la nueva serie).

Cambio horario. Ganamos horas de luz?
Bueno el título es bastante descriptivo del contenido. Nera (uno de los autores del blog) se ha currado la respuesta a esta pregunta que muchos nos hemos hecho. Que tal vez hemos oído la respuesta pero nos había dado pereza buscar el por qué. El blog en el que aparece 2geek2curious es un agradable descubrimiento reciente, que como ellos mismos dicen sigue un poco la estructura de charlas de pasillo, y que a buen seguro llegará lejos.

Un exèrcit particular Siempre digo que tengo especial debilidad por el blog Centpeus, y que creo que no me cansaré de recomendar y de insistir en que aunque está en catalán hay un link en su misma página que te lo traduce realmente bien. Esta entrada es antigua y la encontré buscando a ver si Dan había escrito algo sobre el sistema inmunitario.

27 octubre 2008

Fórmulas en el blog con Latex

Foto bajo dominio publico
LaTeX es una especie de procesador de textos que a diferencia del word de MSoffice o Writer de OpenOfice.org no vas viendo el resultado a medida que escribes. Un poco como el html en el que tu escribes un código que luego se procesa.

Por qué os cuento esto. Pues porque como este blog va de ciencia es difícil que en algún momento no aparezca alguna fórmula y hasta el momento utilizaba dos sistemas:

O bien la escribía tal cual (como por ejemplo 1/(2x^2-e^(-1/pi)), que es bastante confuso)

O bien creaba la fórmula en la wikipedia o en una suite ofimática, capturaba la imagen y la subía al blog, lo cual es poco práctico porque si se realiza algún cambio hay que volver a crear la fórmula, etc.

Pero existe una cgi llamada Mimetex que te permite utilizar LaTex en tu html, y de esta manera crear fórmulas como las que aparecen en los libros. Así que a partir de ahora si la fórmula lo requiere podré utilizar esta herramienta.

Para los que tengan un blog y quieran hacer lo mismo decir que hay dos maneras posibles.

La primera es ir a la pagina de forkosh descargarse el archivo comprimido, descomprimirlo, compilarlo y subirlo a un servidor. Que es la más recomendable porque tu tienes el control de la aplicación.

La segunda, que es la que yo por desgracia uso, porque alojo el blog en blogger (y paso de darme de alta en un servidor sólo por una aplicación) es utilizar el suyo.

para hacerlo se escribe:

img src="http://www.forkosh.dreamhost.com/mimetex.cgi?
\int_{-\pi}^{\frac{\pi}{2}} e^x\, dx \,\!


25 octubre 2008

1031tensai revival (III)

Placebo ¿Qué es un placebo? ¿Realmente "funciona" sobre nosotros? ¿Puede nuestra mente provocar grandes cambios sobre nosotros? jejeje parezco uno de esos programas de tele que usan gancho ahora debería decir algo como el clásico "no se muevan, continuamos después de la publicidad" ¬¬ No me hagáis caso que es sábado por la tarde después de una comida con la familia, y no me llega el riego.

¿Por qué las moscas no van al cine? Este es el título de un libro que me prestó un amigo (Mérida). El capítulo que da título al libro es bastante interesante y es que ¿nunca te has preguntado cómo vería el mundo humano una mosca? eso si el libro trata diferentes temas y hay algunos que claro, no te gustan.

Puzle y combinatoria Escribí el post cuando estaba haciendo un puzzle. Y me pareció curioso que las piezas con todos los lados iguales fueran más fáciles de encajar y pensé "pues esto podría ir en el blog" al más puro estilo CPI :D :D Me acuerdo que cuando mi novia vio el borrador me dijo: "esto sin ver las piezas se hace pesado". Y tenia razón, así que las escaneé.

24 octubre 2008

Virus I

Foto de vastabajo una licencia Creative Commons
Los virus me producen a la vez fascinación y temor. Son "cosas" (no se como llamarlos) relativamente sencillas, letales, realmente no parecen obra de la naturaleza, parecen mini-máquinas. Carl Sagan en su serie Cosmos decía que lo único que hacen los virus realmente bien era reproducirse... sí pero lo hacen tan bien que uno se sobrecoge al pensarlo. Aparte, un virus no está técnicamente vivo, y una cosa que no está viva no se puede matar.

SIDA era sinónimo de pena capital hasta hace bien poco y hoy en día no es ningún chollo contraer el VIH (que no son lo mismo pero eso ya es otra historia). Hay que tomar gran cantidad de fármacos para "mantenerlo a raya".

Sin embargo el SIDA palidece frente a otra pandemia. La gripe española mató al 5% de la población mundial y un 20% fue infectada, en aproximadamente un año. Tal vez quien lea este post crea que bueno, que eso era antes de la época industrial, hace más de 100 años cuando las personas no sabían qué era un automóvil. Sin embargo esto ocurrió hace 90 años en 1918.

El mundo tiembla cuando aparece un nuevo virus (como el virus SARS) y se encienden todas las alarmas conscientes de que el primer frente contra el enemigo es la contención.

Los virus son muy buenos reproduciéndose, mejor dicho clonándose. Tanto, que pueden evolucionar muy rápido. Cada copia es un candidato a una mutación y cada mutación es una propuesta para la selección natural. Millones de laboratorios empíricos especializándose en como reproducirse mejor.

Llegados a este punto uno puede pensar que la humanidad nada puede contra un enemigo tan potente. Que es cuestión de tiempo que un virus encuentre la manera de exterminarnos. Pero la humanidad no está indefensa. La evolución lleva muchos millones de años perfecionándonos a nosotros y a nuestros antepasados.

Nosotros no necesitamos evolucionar cada vez que una nueva infección invade nuestro cuerpo. Nuestro sistema de defensa no le da tiempo a los millones de virus a los que diariamente estamos expuestos a evolucionar, lo detecta y ¿se lo carga?, no, no se puede matar un virus, más bien lo desactiva (pero eso también es otra historia). Y en esto nuestro cuerpo también es un genio.

Pero la humanidad tiene otra arma que no tiene ningún otro organismo en este planeta. Es inteligente (aunque hay quien lo duda, desde una postura un poco cínica, los logros de nuestra especie son francamente increíbles, y lo mejor de todo aun le falta para "tocar techo").

Hace recientemente poco que hemos aprendido como hacerles frente. Pero ya ha obtenido sus primeras victorias. La más conocida por supuesto es la viruela. Una enfermedad grave, nuestro sistema inmunitario 1 de cada 3 veces es desbordado y el infectado muere, no hay tratamiento conocido.

Pero se descubrió que se podía "entrenar" a nuestro miniejercito, eso es lo que hace una vacuna. La enfermedad no tenia tratamiento pero si se podía inmunizar a quien no la hubiese contraído. Así que se protegió a todo ser humano y se erradicó la enfermedad, hoy en día la viruela simplemente no existe. Que maravillosa especie la nuestra.

Como apéndice recomendaros el genial post de Dan (su blog sería sin duda uno de los 3 blogs que me llevaría a una isla desierta ^^), sobre cómo funciona nuestro miniejercito, está en catalán pero se traduce con el link que hay al lado

22 octubre 2008

Copas que se rompen solas

Foto de marcelgermainbajo una licencia Creative Commons
Hace unos dias un lector (Pulsar) preguntaba por qué las copas a veces se rompen "solas". No hay una única respuesta, y en general se debe a varios factores.

El vidrio del que está hecha la copa es un estado de la materia aparte, como un líquido tan viscoso que parece sólido. Aun no hay ninguna teoría satisfactoria para explicar integralmente su comportamiento. Lo que si es seguro es que el vidrio tal y como lo encontramos en una copa es un material frágil.

Los materiales frágiles generalmente se deforman poco elásticamente, más allá del límite elástico su deformación plástica es prácticamente nula (es decir no se deforma irreversiblemente) y se llega al límite de rotura.

¿Qué quiere decir esto? Pues que cuando sometemos a un material frágil a un impacto (como en un brindis) le estamos transmitiendo energía. Si esta es pequeña, la copa deformará elásticamente (pero poco), como un muelle. E igual que un muelle luego la devolverá al medio y aquí no pasó nada.

Si el impacto es mayor (como en una caída) tenemos muchas probabilidades de que se supere el límite y adiós copa.

Pero en la realidad el vidrio del que está hecho la copa no es uniforme, dependiendo de la fabricación habrá zonas con mayor fragilidad o que estén sujetas a tensiones internas, que son como la cuerda tensada de un arco, ¿que pasaría si una pequeña fuerza mueve los dedos que la mantienen tensa?

Cuando se brinda, la energía del choque se expande por el vidrio como una onda (no sé si habéis visto Matrix... :P) si la onda (o la combinación de algunos rebotes) tienen suficiente amplitud pueden producir microfracturas en estas partes más delicadas del vidrio.

Estas microfracturas se acumulan en la copa y actúan como concentradores de tensiones. Como un punto anguloso (imagina que intentas romper un "aro" en forma de cuadrado, con vértices nada redondeados bien angulosos, se rompería primero por los vértices, ¿no?).

Bueno pues esas microfracturas van disminuyendo la cohesión del material (hasta más de diez veces, es decir 10 veces más frágil), esperando algún estímulo para servir de camino a una grieta mayor.

Todo esto se acentúa mucho más en las copas de cava debido a que intentan que el vidrio sea tan fino como sea posible para ver mejor el contenido

De esta manera cuando brindásemos una vez más, o cuando hubiese un cambio brusco de temperatura (al llenarla con champán helado, al lavarla, incluso al cogerla con nuestra mano a 36ºC), al someterla a un ruido que entre en resonancia con el material... podría romperse aparentemente sola.

20 octubre 2008

Agua caliente y viejos calentadores

Foto de kk+bajo una licencia Creative Commons
Imagina que te estás duchando, y que el agua de la ducha la calienta un viejo calentador de gas. Encuentras que el agua está muy fría así que decides cerrar del todo el agua fría de manera que sólo salga agua caliente. De esta manera consigues subir la temperatura unos grados, pero aún está poco caliente. Así que le das al máximo de agua caliente y empieza a salir más agua... ¡pero está más fría!

¿Que ha pasado aquí? El termo siempre desprende la misma cantidad de calor, parte se pierde y parte la transfiere al fluido (el agua). Más o menos la cantidad transferida es siempre la misma. Ahora supongamos que ponemos el agua a tope. Lo que estamos haciendo es aumentar el caudal a por ejemplo 2 l/m (2 litros por minuto)así que en un minuto pasaran por las tuberías del quemador 2 litros. Pero el quemador siempre intercambia la misma cantidad de calor así que debe repartirlo entre dos litros de agua según esta fórmula:

Q=m·c·ΔT

donde m es la masa en gramos, c el calor especifico del agua (que en nuestro caso se puede considerar constante e igual a 1, y ΔT la diferencia de temperatura.

Si el agua nos entra a 10ºC, pasan dos litros por minuto (que pesan 2 kg, es decir 2.000g) y el calor que transfiere el termo en un minuto son 18.000 calorías (75.240 J) aislando ΔT, nos queda:

ΔT=Q/(m·c)

substituyendo:

ΔT=18.000/(2.000·1)=9ºC

es decir el agua habrá aumentado 9ºC su temperatura ahora estará a 19ºC, aun es demasiado fría pero si en vez de pasar 2 litros por minuto pasa sólo uno. Entonces:

ΔT=18.000/(1.000·1)=18ºC

y el agua estaría a 28ºC, una temperatura más adecuada para una ducha caliente

14 marzo 2008

1031tensai revival (II)

Imagen de Porphyria Poppins bajo una licencia Creative Commons
Un poco de autobombo no hace daño...

Entradas revisadas:
  • Elemental querido Watson Muchos personajes tienen citas o frases famosas que nunca llegaron a decir o escribir. Groucho Marx no tiene en su tumba el epitafio "Perdone señora que no me levante"
  • Nosotros el PCI y McDOnalds Cuando escribí esta entrada había ido a un McDonalds hacia poco me fije en la tabla de calorías que tienen en su mantel, esperando ver una burrada de calorías, pero en ese momento estaba cursando técnicas energéticas y estaba acostumbrado a ver valores energéticos mucho más altos (para mantener una vivienda normal necesitas la energía de 100 personas, para un coche de 120CV la de 882 personas)... me encanta hacer conversiones de estas :D
  • Caete siete veces, levantate ocho Cuando el Liverpool jugó la final de la Champions Leage "iba" con ellos, supongo que porque en el equipo hay muchos jugadores de aquí, disfruté muchísimo de esa final y este vídeo, la verdad, levanta el ánimo (al menos a mi)

08 marzo 2008

¿A que no adivinas que número estoy pensando?

Foto de MetalPhoeniX bajo una licencia Creative Commons
Mi novia y yo estábamos jugando con los sobrinos a adivinar que número estaba pensando la otra persona. Para los que no hayan jugado nunca se trata de que A diga un número y si no acierta B le dice si el número pensado es mayor o menor.

Jugábamos con números del 1 al 10 o si queríamos que la partida se alargase del 1 al 100, en este último caso acababan usando un montón de intentos (incluso repetían números que no se acordaban que habían dicho). En eso que les aseguré que era capaz de adivinar cualquier número del 1 al 10.000 en 20 intentos máximo. La primera vez lo hice en 12 cosa que atribuyeron a la suerte, la segunda en 14 (creo)... jajaja, bueno los niños son un publico fácil, al menos en esto.

El método no es muy difícil, es ir reduciendo el número de candidatos a la mitad cada vez. Por ejemplo
-5.000
-menos
-2.500
-menos
-1.250
-mas
(etc)

Lo que no es tan inmediato es saber cuantos intentos se necesitan de antemano como máximo. Para calcular el numero de intentos se hace el logaritmo base 2 del número de candidatos. De esta manera el número de intentos necesarios en nuestro caso es log210.000 = 13,29 intentos. Para hacerlo de cabeza contáis el número de ceros (4 en nuestro caso) y lo multiplicáis por 3, os quedará un número aproximado a la baja. Por ejemplo si el rango es de 1 a 1.000.000 es aprox 6x3=18 (en realidad 20).

Todo esto se utiliza bastante en programación en búsquedas en listas ordenadas. En realidad la mayoría de nosotros lo ha hecho, porque de las miles de personas que aparecen en la guía telefónica apenas tardamos 1 minuto en dar con el que buscamos, o con las miles de entradas que tiene un diccionario. Pensemos como lo hacemos, buscamos la palabra "pereza" abrimos el diccionario por un poco más de la mitad, nos aparece "muerte" como "muerte" va antes que pereza nos olvidamos de todas las palabras que hay antes de muerte (acabamos de reducir la búsqueda a la mitad), ahora buscamos en la mitad de las páginas que nos quedan, aparece "pardo" (uy, ya casi estamos) etc. Si nos fijamos lo que hacemos es ir acotando la búsqueda, no haciendo una exhaustiva.

Pero sólo lo podemos hacer con listas ordenadas. Si el diccionario no siguiese ningún orden preestablecido (o no lo conociésemos nosotros), estaríamos obligados a hacer una búsqueda exhaustiva, es decir, ir mirando una por una todas las palabras. ¿Como se busca en un diccionario chino? jejeje