Como este año es el Año Internacional de la Química, una de las profesoras de las Aulas Hospitalarias del Hospital Universitario Central de Asturias (HUCA), Mar Estévez, se puso en contacto conmigo y me invitó a dar una pequeña charla sobre química a los alumnos de este singular centro, así que  allí estuvimos una lluviosa tarde del pasado mes de noviembre.

He de decir, como ya les comenté a los protagonistas de esta historia, que pocas veces he gozado de un público tan participativo, alegre, entregado y entendido. Durante más de una hora (el tiempo pasó volando) todos disfrutamos (quien esto escribe sobremanera) de una tarde de química, amistad y buen rollo. ¡Fantástica tarde!

Desde aquí, y transcurrido un tiempo desde la experiencia, me gustaría decir algunas cosas:

• Cum Laude para el equipo que trabaja en las Aulas Hospitlarias. Además de entusiasmo (desbordante) poseen humanidad, sensibilidad y capacidad didáctica para regalar. Algunas, además, son capaces de hacer pequeñas obras de arte como la exposición dedicada al Año Internacional de la Química o el magnífico dibujo de Propanáin que se muestra debajo.

• Gracias, gracias y más gracias a todos y a todas los que estuvisteis allí esa tarde por vuestra entusiasmo y vuestra capacidad de asombro. No la perdáis nunca.
• La Química,  la Física , la Historia, la Literatura … el conocimiento en general,  nos pueden mostrar cosas tan nuevas y sorprendentes que siempre merece la pena dedicarles un poco de tiempo y esfuerzo.
• No sé lo que vosotros podéis haber aprendido, pero yo he aprendido cantidad de cosas que no se me olvidarán fácilmente.

Un enorme abrazo a todos.

En la mañana del 8 de abril de 1982 Dan Schechman  (Premio Nobel de Química 2011) no podía creer lo que estaba viendo a través del microscopio electrónico. El patrón de difracción de una mezcla de alumnio y manganeso  (ver foto que encabeza el post) exhibía una simetría que los libros de texto consideraban imposible. Según todos los tratados de cristalografía un cristal no puede presentar simetría de orden cinco o diez. Las configuraciones correspondientes a esos órdenes muestran que el espaciado entre los átomos no es el  mismo, lo que hace imposible este tipo de simetría (para más información ver FisQuiWeb). Cuando comentó su descubrimiento alguno de sus colegas lo ridiculizaron, incluso su jefe le ofreció un libro de cristalografía con la recomendación de que se lo leyera, y poco después, ante el empecinemiento de Schechman, incluso terminó pidiéndole que abandonara el grupo de investigación.

La publicación en las revistas científicas tampoco fue un camino de rosas. En algunas ocasiones el artículo fue devuelto a vuelta de correo. Por fin Physical Review Letters accedió a publicar el artículo que cayó como una bomba entre los cristalógrafos: podían existir cristales en los que no hubiera una repetición periódica de un determinado patrón.

La gran pregunta, no obstante, era averiguar cómo se colocaban los átomos en el interior de un cristal para dar semejantes patrones de difracción.

La respuesta vino de una dirección inesperada: los llamadaos mosaicos aperiódicos, ya conocidos por los árabes y de los cuales hay espléndidas muestras en La Alhambra. En ellos no existe ninguna estructura a partir de la cual pueda obtenerse la totalidad del mosaico mediante traslaciones o rotaciones.

Los cristales de Schechman tampoco eran periódicos por lo que recibieron el nombre de cuasicristales.

Los cuasicristales, además de mostrar una estructura sorprendente, poseen propiedades desconcertantes: son muy resistentes, antiadherentes y poco conductores del calor y la electricidad.

Los cuasicristales nos han mostrado, además de su extraña estructura y propiedades, que en el mundo de la ciencia nada se debe dar por sentado, ni ninguna proposición tiene el rango de verdad absoluta.

Los neutrinos, esas partículas con masa prácticamente nula, sin carga y difícilmente detectables, casi fantasmales, están de moda.  Un experimento realizado en el CERN parece haber detectado neutrinos cuya velocidad excede a la de la luz (ver post más abajo). La noticia saltó a las primeras páginas de los periódicos y los titulares se hicieron eco de la enorme trascendencia del descubrimiento. Pero ¿por qué este hecho tiene tanta relevancia?

El razonamiento que aquí se sigue está extraído del magnífico libro “Construyendo la Relatividad“, de Manuel F. Alonso y Vicente F. Soler que debería leerse todo aquella persona que tenga algún interés en comprender los conceptos fundamentales implicados en le Teoria de la Relatividad.

La T. Especial de la Relatividad (TER) se asienta en dos postulados básicos:

•  El valor de la velocidad de la luz es constante e independiente de que haya sido emitida por un cuerpo en reposo o en movimiento.
• La velocidad de la luz es un valor límite superior a la velocidad de cualquier objeto.

Partiendo de estos postulados Einstein llega a la conclusión de que espacio y tiempo no son magnitudes independientes, sino que están relacionados entre sí formando lo que se llama el continuo o entramado espacio-tiempo (tetradimensional) y no son conceptos absolutos, tal y como se suponía en la física newtoniana, ya que dependen del sistema de referencia desde el cual se midan.

Una herramienta muy útil para entender algunos de los conceptos y consecuencias de la T. de La Relatividad son los llamados diagramas de Minkowski. La versión bidimensional de los mismos nos ayuda, al situarnos en sólo dos dimensiones, a entender conceptos que podemos después extrapolar al continuo espacio-tiempo tetradimensional. En estos diagramas en el eje de ordenadas se sitúa el tiempo (t) y en el de abscisas la posición espacial (x), aunque normalmente por un problema de escala se multiplica el tiempo por la velocidad de la luz (c). De esta manera en el eje y representamos el espacio recorrido por la luz en el tiempo considerado (ya que espacio recorrido y tiempo empleado son proporcionales: x = c t).

La historia de un punto (dónde está y en qué instante) quedará entonces registrada por una línea en ese diagrama. Por ejemplo, algo que permanezca estático se indicará con una línea paralela al eje de los tiempos. Si se mueve, esa línea se irá inclinando a derecha o izquierda de la vertical (hacia adelante o hacia atrás), tanto más cuanto mayor sea su velocidad.

Un cuerpo que se mueva a la velocidad de la luz se situará a lo largo de una línea cuya pendiente sean 45 ⁰(punto verde). Cualquier velocidad inferior a la luz vendrá representada por una línea de menor inclinación respecto de la vertical (punto azul). Las líneas que representen movimientos con velocidades superiores a las de la luz (punto rojo) no son posibles según la TER. Esta es, precisamente, la línea que sigue el poco respetuoso neutrino que aparece en la ilustración que encabeza el post.

El universo accesible para un suceso quedará entonces en el interior de las dos líneas (un cono en un espacio tridimensional) que representan la velocidad de la luz hacia arriba del suceso y hacia abajo del mismo. El acceso al sector superior implica viajar en el sentido positivo del eje de ordenadas (tiempo creciente), es decir, representa el futuro accesible, ya que sucesos contenidos en este área pueden tener estar relacionacionados causalmente. Esto es, uno (el que suceda antes, por ejemplo la aplicación de una fuerza) puede ser causa del otro (el que suceda después, aparición de una aceleración). Un punto situado en el exterior del sector señalado, nunca será accesible, Es decir, no puede relacionarse causalmente con otro situado en el interior del cono, no puede existir ningún tipo de interacción entre ambos, puesto que implicaría viajar a velocidades superiores a las de la luz. Obsérvese que también es posible (al menos teóricamente) viajar hacia el pasado (tiempo decreciente), siempre que lo hagamos a una velocidad inferior a la de la luz. Por eso el sector que agrupa todos los posibles viajes se denomina pasado accesible

Los diagramas de Minkowski permiten deducir también qué es lo que pasa en dos sistemas de referencia que se estén moviendo con velocidad constante uno respecto del otro (aquí está el quid de la cuestión). El origen de un sistema que se desplace hacia la derecha con determinada velocidad tendría una historia descrita por la línea azul situada por encima de la que representa v =c (eje de ordenadas). Como la velocidad de la luz debería de ser exactamente igual a la de un observador en reposo, el eje de abscisas debería de ser simétrico al de ordenadas respecto a la línea v=c. Luego ambos ejes formarían una especie de V cuya bisectriz sería la línea v =c y podríamos obtener el valor de x y t para cada sistema proyectando la posición del punto sobre ambos ejes.

En el siguiente diagrama se representan dos sucesos. El suceso F representa la fecundación de una persona y N el nacimiento. Como se ve el nacimiento no se produce en el mismo lugar en el que ha tenido lugar la fecundación, ya que ha habido un desplazamiento (a velocidad siempre inferior a la de la luz, desplazamiuento en el interior del cono de luz). La fecundación es la causa del nacimiento y, en consecuencia, siempre debe ser anterior a éste (Principio de Causalidad: la causa siempre precede al efecto).

La primera cosa que llama la atención es que el intervalo temporal (t_N-t_F) para el sistema en reposo y ( t’_N-t’_F)  para el sistema en movimiento, no es el mismo. Es menor para el sistema en movimiento. Otro tanto se puede argumentar para los intervalos espaciales (x_N-x_F) y ( x’_N-x’_F). Esto es, exactamente, lo que predice la TER. El tiempo transcurre más lentamente para un observador en movimiento y las longitudes se acortan.

La pregunta clave es ¿puede existir un sistema en el cual N (el nacimiento de una persona) pueda ser anterior a F (su fecundación)? De ser así se burlaría el Principio de Causalidad y se llegaría a un absurdo. La respuesta es negativa, siempre que se cumplan los postulados de la TER. Para que fuera posible debería de ser posible viajar a velocidades superiores a las de la luz. Un viaje de este tipo está representado en el siguiente diagrama, donde el suceso representado por el segundo punto rojo se ha desplazado fuera del cono de luz (v>c).  En este caso, y en el sistema en movimiento, el nacimiento (¡increíblemente¡) es anterior a la fecundación, el Principio de Causalidad se viola.

Si se pudiera viajar a velocidades superiores a las de la luz se violaría el Principio de Causalidad y, entonces, serían posibles situaciones absurdas en las que alguien viaja al pasado y mata a su padre, con lo cual se imposibilitaría su propio nacimiento. O que (como se cuenta en una película bastante popular) en el viaje al pasado conozcas a la que después sería tu madre, te enamores y te cases con ella. ¿Es posible que una misma persona sea su propio padre?  Pues bien, esas partícuas fantasmales, los neutrinos, parece ser que han transitado por este territorio hasta ahora vedado. Una física en la que no se respete el Principio de Causalidad no parece que tenga muchos visos de ser viable. La grieta sería demasiado profunda, el edificio se derrumbaría como un castillo de naipes. Esperemos que los neutrinos nos hayan engañado con una salida nula.

Original en:

http://www.lne.es/sociedad-cultura/2011/09/24/neutrinos-tramposos-o-veloces/1133346.html 

Un experimento del CERN afirma haber detectado neutrinos que podrían haber viajado más rápido que la luz. De confirmarse este hallazgo, sería algo realmente revolucionario. Quizá no tenga muchas aplicaciones prácticas inmediatas, pero de alguna forma cambiaría nuestra forma de entender el Universo. No obstante, afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias y también sutiles interpretaciones.

Richard Feynman afirmaba: «Allí, al fondo, hay sitio de sobra». Efectivamente, en las intimidades de la materia hay sitio de sobra, incluso para los errores. El experimento afirma que las diminutas partículas viajaron 730 kilómetros -la distancia que separa el CERN de Ginebra de un laboratorio italiano- y que lo hicieron 60 nanosegundos más rápido que la luz, que emplearía un tiempo de 2,4 milisegundos. Pero mientras la llegada de los neutrinos a Italia puede establecerse con suma precisión, no sucede lo mismo con su salida en el CERN.
Los neutrinos podrían «haberse escapado de los tacos de salida». Son partículas casi sin masa, a las que no les gusta interaccionar con nada y escapan rápidamente de todo, por lo que podrían haber protagonizado una «salida nula». No sería la primera vez.

Las supernovas son explosiones de estrellas. Cuando se produce una de esas violentas explosiones, la materia se rompe en trozos muy pequeños como neutrinos. Éstos deben escapar de la estrella que explotó casi de inmediato, puesto que apenas se «relacionan» con el resto de la materia, son partículas «muy poco sociales». A la luz, sin embargo, le lleva unas tres horas escapar de la supernova. Y esto fue lo que se midió en año 1987, cuando millones de neutrinos llegaron a nuestro planeta tres horas antes que la luz de la difunta estrella.

Volviendo al símil atlético, también cabe la posibilidad de que los neutrinos hayan cambiado de calle y hayan atajado. Los teóricos postulan la existencia de otras dimensiones. Es posible que los neutrinos hayan optado por una dimensión diferente y que hayan viajado algo menos de 730 kilómetros. De ser así, no es que hayan viajado más rápido que la luz, sino que han recorrido menos distancia. Por supuesto, también es posible que los neutrinos ni hayan protagonizado una salida nula ni hayan atajado y que realmente hayan sido los más rápidos. De momento, todo son conjeturas un tanto arriesgadas en un mundo subatómico, donde las leyes de la física son diferentes de aquellas a las que estamos habituados. Ya hay quien pone en tela de juicio la teoría de la relatividad de Einstein. De momento, no tiremos los libros de Física a la papelera, seamos prudentes. En cualquier caso, sea lo que sea, ¡se abre otro fascinante capítulo en la historia de la Física!

El 2011 ha sido declarado Año Internacional de la Química, así que para celebrarlo acepté la invitación del C.P La Vallina en Luanco y hasta allá me fui una mañana a explicar qué es eso de la Química y qué hacen los químicos. Allí me encontré con un público expectante. Nada más entrar y contemplar aquel  semicírculo de caras mirándome e interrogándome ¿qué vas a hacer? recordé una frase del Informe Rocard sobre la enseñanza de las ciencias “… el contacto positivo con la ciencia en una fase temprana juega, en la ulterior formación de actitudes  hacia la ciencia, un papel crucial” y yo allí, muy a mi pesar, iba  a jugar, seguramente, algún papel en ese primer contacto.

Les presenté a Propanín, les encantó. No podían suponer que a  base de unir átomos podían obtenerse moléculas semejantes, así que aquello nos dio pie para comentar que lo que hacen los químicos, para lo que estudian, para lo que investigan y a lo que dedican su vida, es a unir átomos para formar nuevas sustancias que nos faciliten la vida. Bueno… algunas veces también los compuestos químicos nos la complican, pero es que a menudo los químicos no tienen la culpa de la mala utilización de la química por otras personas.

Después separamos mezclas, sublimamos yodo (y entendimos por qué yodo en griego significa “violeta”), comprobamos como el magnesio (un metal) arde con una llama de brillo cegador,  descompusimos el agua en sus elementos y comprobamos como el hidrógeno puede explotar combinado con el oxígeno del aire (así entendimos un poco mejor lo que está sucediendo en Fukushima), obtuvimos plomo de un compuesto similar en su apariencia a la sal común (nitrato de plomo (II)), entendimos por qué el nombre latino del mercurio (hidrargirium) significa “plata líquida”, logramos que un billete ardiera sin consumirse y nos los pasamos de miedo tratando de hinchar un globo. ¡Increíblemente había gente (y no precisamente la más débil) que era incapaz de hincharlo!

Todos pasamos un buen rato. El resultado de los experimentos era, en ocasiones, asombroso. Había quien decía que aquello era magia, pero no. Aquello era ciencia. Todo tenía su explicación y ésta, algunas veces, resultaba tan sorprendente como la propia experiencia… Y es que la ciencia proporciona la oportunidad de descubrir cosas y en el descubrimiento puede haber mucha emoción.

Como final una foto de grupo para tener un recuerdo del día. ¡Muchas gracias chavales por vuestra curiosidad y entusiasmo!

Zircaloy es un acrónimo de zirconio y allow (aleación en inglés), y es el nombre del material empleado para construir las vainas que contienen el material fisible empleado en las centrales nucleares.

El zircaloy es una aleación que contiene un 95 % de zirconio y un 5 % de otros metales, tales como niobio, hierro, cromo, niquel, estaño… etc. La aleación resultante es dúctil, dura y presenta una gran resistencia a la corrosión. Además, el zirconio tiene una propiedad sumamente interesante para su uso en reactores nucleares: presenta una tendencia muy baja a absorber neutrones.

Los neutrones son “las balas” que hacen que el material fisible (normalmente ²³⁵U) se rompa en dos núcleos más pequeños (fisión) a la vez que se desprende una gran cantidad de energía, debido a que una pequeña parte de la masa se convierte en energía (E = mc²). Los neutrones, por tanto, son muy necesarios para provocar la reacción que suministra energía y no es conveniente que sean absorbidos por otros materiales.

No obstante, no todo son ventajas. La química del zirconio presenta un  lunar para su uso en reactores nucleares. De todas maneras, hasta hoy, esto tenía poca importancia, y es que lo que está pasando en Fukushima es el clásico accidente que “los expertos” afirman que nunca puede pasar.

Volvamos a la química. Si la temperatura del zirconio (Zr) es suficientemente alta puede reaccionar con el agua. La reacción es similar a la que casi todos los estudiantes tuvieron ocasión de contemplar alguna vez en clase de química cuando el sodio reacciona violentamente con el agua:

 Zr _(s) + 2 H₂O _(l) —> ZnO_2 (ac) + 2 H_2(g)

Este proceso ha sido posible en Fukushima al fallar la refrigeración del combustible con el consiguiente aumento de la tempetatura de las vainas de zircaloy.

El desprendimiento de hidrógeno es un grave inconveniente ya que este gas, en contacto con el oxígeno del aire, forma una mezcla explosiva. Son estas explosiones las que han desmantelado los edificios de los reactores de Fukushima.

Pero el problema del desprendimiento de hidrógeno no termina ahí ya que una pequeña parte difunde al interior del zircaloy y reacciona con el zirconio formando hidruros. Estos hidruros son menos densos que la aleación (lo que implica la formación de “burbujas” en su interior) y presentan menor dureza, lo que hace que las vainas que contienen el material fisible se deterioren y se vuelvan frágiles (”hidrogen embrittlement”).

El panorama, como puede verse, es más que complicado.

El agua es, químicamente, una rareza. Tiene un punto de ebullición anormalmente alto, gracias a lo cual se mantiene líquida a las temperaturas en las que la vida adquiere su máximo esplendor; tiene un elevado calor específico, lo que le permite actuar como almacén de energía suavizando las temperaturas; su estructura molecular le permite, extrañamente, solidificar albergando grandes espacios entre las moléculas, de esta manera la densidad del hielo es inferior a la del agua líquida lo que condiciona que flote sobre ella impidiendo que en invierno los mares, lagos y ríos se congelen en su totalidad impidiendo la vida en ellos. Su capacidad como disolvente es legendaria. Las reacciones químicas se producen mucho mejor y más rápido si las sustancias se encuentran disueltas, algo básico para la vida.

Nuestro cuerpo necesita el agua casi tanto como el aire que respiramos. Entre el 50 y el 70% de nuestro peso corporal es aportado por el agua retenida en nuestro organismo. La supervivencia sin agua se reduce a pocos días.

El mantenimiento de la calidad del agua en nuestro planeta y su suministro es uno de los grandes retos que el futuro nos plantea.  Aunque más del 70% de la superficie de la Tierra está cubierta de agua, sólo un escaso 3% es dulce. De los 6 420 millones de habitantes del planeta el 21,8% no tiene agua potable y cerca de un tercio carece de servicios de saneamiento. El Banco Mundial vaticina que las guerras del siglo XXI se librarán por el agua. Naciones Unidas ha identificado 300 zonas en el mundo, con 3 000 millones de habitantes, que serán escenario de conflictos por el agua en años futuros.

Este año celebramos el Año Internacional de la Química, por eso ANQUE (Asociación Nacional de Químicos de España) se ha sumado a una iniciativa de la Real Sociedad Británica de Química para realizar una gran exposición internacional que incidirá sobre la calidad del agua y su suministro en el mundo. Para ello convoca  a los estudiantes de ESO y 1º de Bachillerato a que con sus fotografías y pinturas traten de responder a la pregunta:

“El agua es un bien que todos utilizamos en nuestro día a día, ¿cómo se garantiza el uso seguro, cómo la utilizas, cuál es tu actitud?

El plazo de entrega de los trabajos finaliza el 4 de marzo de 2011.

Bases del concurso: basesagua.pdf 

 El Año Internacional de de la Química 2011 (AIQ 2011) pretende la celebración a nivel mundial de los logros de la química y su contribución al bienestar de la humanidad.
Bajo el lema  “Química;  nuestra vida, nuestro futuro”, el Año Internacional de la Química  ofrecerá una gama de actividades interactivas, entretenidas y educativas para todas las edades.
Los objetivos del AIQ 2011 son aumentar el reconocimiento público de la Química en el mundo como conocimiento fundamental para satisfacer las necesidades de la sociedad, fomentar el interés por la química entre los jóvenes y generar entusiasmo por el futuro creativo de esta rama de la ciencia.
El año 2011 coincide con el centenario del Premio Nobel de Química otorgado a Madame Marie Curie (1911): una oportunidad para celebrar las contribuciones de las mujeres a la ciencia.
En 2011 también se celebra el centenario de la Fundación de la Asociación Internacional de Sociedades Químicas, proporcionando una oportunidad para destacar los beneficios de la colaboración científica internacional.

El AIQ_2011 en FisQuiWeb

Queridos Reyes Magos:

Aquí os dejo mi carta para este año. Sé que la lista puede resultar un poco larga, pero confío en que Sus Majestades, con la sabiduría que dan largos años de experiencia, sepan seleccionar las más interesantes. De todas maneras cualquiera de ellas será excelentemente acogida.

Os pido:

Paciencia, para seguir en la brecha.

Humor para digerir algunas cosas que no son de risa.

Tranquilidad, que siempre viene bien.

Veinte años menos, porque no hay derecho a que en 3º de ESO mis alumnos/as tengan siempre los mismos años y yo sea cada vez más viejo.

Un laboratorio nuevo, porque el de mi instituto ya necesita la jubilación.

Más trabajo (y mejor pagado) para todo el mundo. Bueno de aquí puedes quitar a banqueros y demás gente con poco dinero.

Que el grupo de 3º C hable menos y cuando se le pregunte

Que estos rapacinos y rapacinas se den cuenta de que el único conocimiento que no se aplica nunca es aquel que no se tiene.

Que mis alumnos/as sean capaces de darse cuenta de que de lo único de lo que no se van a arrepentir en la vida es de haber estudiado cuando tenían quince años.

Que mis alumnos/as sean capaces de darse cuenta de que de lo único de lo que se van a arrepentir en la vida es de no haber estudiado más cuando tenían quince años.

Una impresora nueva, que esta ya tiene mucha mili.

Que todos/as sin excepción se den cuenta de que son gente muy importante y que por ello nunca hay que tirar la toalla.

Que, a pesar de los pesares y de lo que parece, siempre es preferible parecerse y admirar a Konstantín Novoselov (Premio Nobel de Física de este año) que a Belén Esteban (que todavía no sé lo que hizo aparte de juntarse y desjuntarse con Jesulín).

Paz, que no hay forma de convencer a la gente que matarse a palos nunca arregló (ni arreglará) nada.

Que el IES La Magdalena sea el mejor de Asturias (de momento).

Que todos tengamos presente que para conseguir que la petición anterior sea una  realidad la contribución de cada uno/a es imprescindible.

Que alguno de mis alumnos/as consiga el Premio Nobel de Química (me conformo con el de Física, en realidad me da lo mismo. Tampoco me importa esperar unos años).

Que sigan existiendo los Reyes Magos porque gracias a ellos estoy escribiendo esta carta, puede que no sirva de nada, pero a mi me está gustando escribirla.

Que al final, en junio, la frase más oída en este grupo sea: “todo aprobado, pero me lo he currado”.

En fin, queridos Reyes Magos, no os distraigo más, que la cosa ya ha dado de sí bastante. Un afectuoso saludo y, lo dicho, muchas gracias por estar ahí. Hasta el año próximo.

El Suanzes (IES Juan A. Suanzes) ya no existe. En Avilés se ha recompuesto el mapa de la oferta educativa y en las instalaciones de lo que antes era el IES Juan A. Suanzes se ha montado el Centro de Enseñanzas Integradas de Formación Profesional de Avilés (CEIFP Avilés) que engloba la práctica totalidad de la oferta de estas enseñanzas en la ciudad. Para hacer esto posible los alumnos y profesores de la ESO y Bachillerato nos hemos trasladado al IES La Magdalena que de esta forma pasa a ser un centro de tamaño medio (casi 500 alumnos) y aquí hemos empezado este curso.

Si todos los comienzos tienen su dificultad, el realizar la mudanza de todo el material de laboratorio, buscarle sitio en el nuevo emplazamiento, organizarlo,  y procurar que todo funcione el primer día de clase como si nada se hubiese movido, se comprenderá que no es nada sencillo. Creemos que lo hemos logrado y nuestro empeño es seguir trabajando en la misma dirección: hacer la asignatura atractiva y accesible incidiendo en el trabajo experimental y el aprendizaje práctico y funcional de los conceptos.

El Suanzes ha muerto. ¡Viva La Magdalena!

Es Manuel Ángel Pérez Vega, uno de los miembros del Departamento de Física y Química del IES Juan A. Suanzes y está estampando la firma de la que sería su última clase. Ha llegado la jubilación.

Manuel Ángel fue primero alumno de este centro y más tarde desarrolló gran parte de su vida profesional como profesor en sus aulas, así que en este caso el tópico de “toda una vida dedicada a la docencia” se puede concretar en toda una vida en el Suanzes.

Fue un apoyo clave cuando decidimos intentar un giro en la forma de hacer las cosas, de introducir lo que entonces se llamaban nuevas tecnologías, de decantar la balanza hacia el lado de la experimentación y de una enseñanza más práctica. Sin él nada habría sido posible.

También mantuvo el tipo en momentos difíciles, que los hubo, y siempre aportó en sus relaciones con los demás miembros del departamento, con el resto de los profesores, y sobremanera con los alumnos, la dosis necesaria de empatía y cordialidad para que las cosas fueran un poco más agradables.

Manuel también tenía una intuición especial a la hora de encontrar la solución a ese problema que nos dejaba a todos perplejos (ya se sabe, teóricamente “sabemos”, pero cuando las cosas se llevan a la práctica surgen preguntas complicadas), siempre aportaba alguna reflexión, algún detalle que mostraba el camino hacia la solución.

El lenguaje (escrito en este caso) es el vehículo fundamental de la comunicación, pero, a veces, es bastante imperfecto, tiene limitaciones importantes. Es demasiado sintético, porque ¿hay forma de explicar lo que son cerca de cuarenta años dedicado a explicar cinemática, ondas, el enlace químico o qué es una reacción química?, ¿hay manera de transmitir los afectos, frustraciones, alegrías y decepciones que eso trajo consigo? Un  profesor tiene su público, que siempre te exige. Vivimos de cara a nuestros alumnos y, como los actores, muchas veces tenemos que dar la clase como si nada pasara, pero sí que pasan cosas… y ese día toca explicar ondas estacionarias.

A mí, personalmente, tu marcha me apena, creo que perdemos mucho. Intentaremos rellenar el hueco que dejas, aunque me temo que esto no va a ser posible. Hay personas difíciles de sustituir. Probablemente la opción sea no intentar sustituirlas. Es tu caso.

Voy a tener que terminar, creo que se me ha metido algo en el ojo.

Muchas gracias por todo, Manuel.

La Agenda Ciudadana es una iniciativa de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) con la cual se trata de canalizar la opinión de los ciudadanos sobre temas de ciencia e innovación y hacerla llegar a los responsables europeos.

En la web se presentan catorce retos que la ciencia y la innovación deberá afrontar en el horizonte del 2030. Cada reto está presentado (mediante un vídeo) por una persona relacionada con el mismo. Son catorce europeos cuyos descubrimientos e iniciativas nos han cambiado la vida.

La idea es que votes por uno de esos retos. Un marcador electrónico situado en el hall del Consejo Euroipeo, en Bruselas, recogerá el resultado de las votaciones.

Hasta el 26 de mayo.

En la dramática lucha que la medicina libra contra el cáncer los metales de transición se han revelado como unos valiosos aliados. Ya a finales de la década de los sesenta se observaron las propiedades que el cis-diamino dicloroplatino(II) (ver imagen), conocido como “cisplatino”, presentaba para inhibir el crecimiento celular anómalo de las células. Según las investigaciones llevadas a cabo, el platino se enlaza con uno de los átomos de nitrógeno de la guanina (una de las bases nitrogenadas del ADN) provocando una torsión anómala de la hélice del ADN que impide su replicación. El inconveniente del cisplatino está en sus efectos secundarios , su inactividad frente a determinados tumores y la posibilidad de que las células cancerosas desarrollen resistencia.

Una segunda generación de fármacos, basados en el trans-platino, evitan parte de estos inconvenientes. Además, la adecuada selección de los ligandos (heterociclos, aminas alifáticas… etc) puede hacerlos altamente selectivos hacia los distintos tumores.

Los complejos de Ga (III) también han mostrado su efectividad debido a las analogías entre el ión Ga (III) y el ión Fe (III) que permiten que el primero intervenga interfiriendo el metabolismo celular del hierro.

Los compuestos de Sn (IV) también han mostrado su eficacia para unirse a los grupos fosfato del ADN provocando la apoptosis (”suicidio” o mecanismo de muerte natural de las células cuando se detecta alguna disfunción grave en las mismas). Presentan la ventaja de una menor toxicidad y menores efectos secundarios, en especial la ausencia de vómitos.

Aunque se ha mostrado que los complejos de prácticamente todos los metales de transición pueden tener propiedades antitumorales (Pd, Cu, Fe, Mo, Au, Rh, Zr…) los que más se han estudiado son los de titanio (IV) y rutenio (II/III). Este último metal presenta una característica muy curiosa, y es la posibilidad de sintetizar macromoléculas que sirven como cápsulas que esconden en su interior medicamentos activos contra las células cancerosas. Verdaderos caballos de Troya que permiten atacar desde dentro con eficacia redoblada.

Fuente: Evolución y desarrollo de complejos metálicos con aplicación potencial como agentes tumorales. Santiago Gómez-Ruiz. Anales de Química, vol 106 (enero-marzo 2010)

Cuando un cuerpo cae en el seno de un fluido, como el aire, éste ejerce una fuerza de rozamiento que es proporcional al cuadrado de la velocidad. La constante de proporcionalidad, en realidad, engloba otros tres términos: un término adimensional (Cx) llamado coeficiente aerodinámico que varía con la forma del cuerpo, la densidad del fluido (d) y la superficie normal a la dirección del movimiento que presenta el cuerpo (S) . Así podemos escribir la fuerza de rozamiento como:

La aplicación del Principio Fundamental de la Dinámica conduce, por tanto, a la ecuación:

A medida que aumenta la velocidad del objeto que cae, la fuerza de rozamiento aumenta muy rápidamente mientras que el  peso (P = m g) permanece (muy aproximadamente) constante. Llegará un momento en que ambas se igualen. Entonces, al ser nula la fuerza resultante, el cuerpo comenzará a bajar con velocidad constante. Esta velocidad, la máxima que un objeto que cae en el aire (o en otro fluido) puede alcanzar, recibe el nombre de velocidad límite.

En la gráfica se observa como la velocidad al principio (rectángulo rojo) crece aproximadamente como si el movimiento fuera uniformemente acelerado (línea roja), pero a partir de ahí la aceleración comienza a disminuir hasta anularse, y la velocidad adquiere el valor constante correspondiente a la velocidad límite. El tiempo que tardaría en alcanzar la velocidad límite si el movimiento fuera efectivamente uniformemente acelerado con aceleración igual a “g”, se conoce con el nombre de tiempo característico (t_c )

El valor de la velocidad límite puede calcularse a partir de la ecuación (1), ya que deberá cumplirse:

Un paracaidista de 75 kg cayendo en la posición de “arco” (ver imagen más arriba) puede tener un Cx= 0,80 y S = 0,60 m². Si suponemos un valor para la densidad del aire de 1,29 kg/m³ su velocidad límite estará en torna a:

… unos 200 km/h.

Como conclusión podemos decir que cuando un objeto cae en el aire, y como consecuencia del rozamiento, no cae con movimiento uniformemente acelerado. Si el tiempo de caída es lo suficientemente largo, termina moviéndose con velocidad constante. Además, esta velocidad de caída no sólo es mayor cuanto mayor sea su masa (ver fórmula de la velocidad límite más arriba), también depende de su forma (C_x) y de la superficie normal (S).

No obstante, podemos considerar que el movimiento es uniformemente acelerado al principio de la caída si el tiempo considerado no excede de, aproximadamente, la mitad del tiempo característico (t _c = v_lim/g)

 La imagen situada encima de esta línea es algo más que eso. Es un pequeña aplicación Flash en la que es posible arrastrar los elctrones situados a la derecha hacia las “habitaciones” (niveles de energía) de un hotel muy particular: el Quantum Hotel.

La distribución del Quantum Hotel es bastante singular. Su primera planta sólo tiene una habitación, que su dueño (un tipo bastante excéntrico) ha decidido identificar como “s”. La habitación (de reducidas dimensiones) admite como máximo dos huéspedes (electrones). Los niveles siguientes tienen habitaciones “p”, que admiten un número máximo de seis huéspedes o electrones ; las ”d” un máximo de diez electrones y las f un máximo de catorce electrones.

El  orden de llenado de las habitaciones tampoco es muy lógico, como corresponde a la personalidad del dueño. Para recordarlo el director del hotel ha elaborado un diagrama (diagrama de Möeller) que se puede ver en la imagen.

El juego consiste en ir “alojando” electrones siguiendo las normas que se dan.

Una vez alojados los electrones se puede resumir la distribución escribiendo algo tal como: 1s² 2s² p³,  lo que indica que en la habitación “s” de la primera planta hay dos electrones y en la segunda planta hay dos electrones en la habitación “s” y tres en la “p”.

Como se puede ver lo que se pretende es introducir la estructura electrónica de los átomos de forma amena. Puede ser útil en 3º de ESO. La experiencia demuestra que tiene éxito, así que si alguien quiere probar puede encontrar la aplicación (a tamaño natural) en FisQuiWeb

http://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/atomo/hotel.htm

El libro, cuya portada puede verse más arriba, acaba de salir. Su autor, Miguel Ángel Queiruga, es docente, y eso se nota, ya que si algo tiene de sobresaliente ¡Física sí! es su lenguaje didáctico, la manera sencilla, aunque no exenta de rigor, en la que se presentan las cosas.

Yo creo que no es un libro dirigido a profesores. El propio autor confiesa en el prólogo que va dirigido a sus alumnos y a “todas aquellas personas que deseen iniciarse en la física”. Los conceptos expuestos son elementales, básicos, desprovistos de cualquier tratamiento matemático, pero imprescindibles.

Leer el libro es hacer un rápido paseo por los contenidos fundamentales de la física: el método científico y el proceso de medida, el movimiento, las fuerzas, presión y fuerzas en fluidos, la energía, ondas… etc. No obstante, el  paseo es la mar de agradable ya que el enfoque y la discusión de los conceptos está desprovista de ese tono tan típico de los libros de texto empeñados en definir y pontificar sobre las cosas. Va al corazón, a lo que interesa; los conceptos parecen surgir de la observación del mundo y de las cosas y sirven para explicar los fenómenos que podemos ver a diario. ¿No es esto Física?

Plenamente de acuerdo con el planteamiento y la filosofía de fondo. Desde mi punto de vista ese es el camino: meter a los estudiantes en el laboratorio y sacar la asignatura del aula. O lo que es lo mismo: enseñemos Física y Química (para lo cual la experimentación y el trabajo práctico es algo esencial, irrenunciable) a la vez que demostramos que la ciencia tiene mucho que ver con lo cotidiano.

Es bastante complicado contestar a la pregunta que se plantea en el encabezamiento. Y es que el 10 de octubre de 1582 para algunas personas ¡nunca existió!

Gregorio XIII publicó el 24 de febrero de 1582 la bula Inter Gravissimas en la que se establecía que al jueves 4 de octubre de 1582, le sucedería el viernes 15 de octubre de 1582. A  partir de entonces el mundo adoptaría un nuevo calendario (que tomó el nombre del pontífice: calendario gregoriano) en sustitución del vigente hasta entonces, instaurado por Julio César en el año 46 a. C (calendario juliano). Y es que el asunto de contar con cierta exactitud el tiempo era importante para la Iglesia Católica, ya que la fiesta de Pascua se había establecido que debería tener lugar el primer domingo, después de la primera luna llena, tras el equinocio de primavera (el equinocio tiene lugar cuando el Sol está en determinado punto de su órbita llamado “primer punto de Aries”) . La determinación de la fecha en que tiene lugar dicho equinocio es, por tanto, fundamental. Pues bien, en el año 325 el equinocio había tenido lugar el 21 de marzo. En los 1257 años transcurridos desde entonces se había visto que el equinocio había ido atrasándose paulatinamente y en ese año debería celebrarse el 11 de marzo, con diez días de retraso. La razón estaba en que el Sol no invierte 365,25 días en recorrer su órbita sino casi doce minutos menos (exactamente 365,242189074 días).

El calendario gregoriano fijo la duración del año en 365,2425 días y, para corregir el atraso acumulado, suprimió los diez días comprendidos entre el 4 y el 15 de octubre.

Aun con la corrección introducida seguiremos acumulando un retraso de unos 26 segundos por año lo que obligará (dentro de 33.000 años) a suprimir un día (una solución sería dejar en 365 días el siguiente bisiesto)

La implantación del calendario gregoriano no se hizo en toda Europa de forma inmediata. En Inglaterra, por ejemplo, no se adoptó hasta 1752, de ahí que exista cierta ambigüedad en la fecha del nacimiento de Isacc Newton: el 25 de diciembre de 1642, según el calendario juliano vigente entonces en Inglaterra, o el 4 de enero de 1643 según el calendario gregoriano.

El señor que aparece a la izquierda es Carl Sagan uno de los mejores en el mundo de la divulgación científica. Su serie para televisión, Cosmos, emocionó a muchas personas (incluido quien esto escribe) hace ya bastantes años.

La foto de la derecha fue tomada por la sonda Voyager  desde 6 000 millones de kilómetros de la Tierra, y nuestro planeta es el diminuto punto que aparece en el centro del círculo. Las franjas son debidas al reflejo de la tenue luz solar en la propia sonda. Somos un punto azul pálido en la inmensidad del cosmos, pero dejemos que sea el propio Carl Sagan quien nos comente la foto,  todo un regalo:

“Dentro de un milenio nuestra época se recordará como el tiempo en que nos alejamos por primera vez de la Tierra y la contemplamos desde más allá del último de los planetas, como un punto azul pálido casi perdido en un inmenso mar de estrellas.”

Carl Sagan

Dedicado a los participantes en la cumbre de Copenhague 

Estamos a las puertas de las vacaciones de Navidad, y a muy pocos días de cerrar el Año Internacional de la Astronomía. Pues bien, el último número de la colección Temas (el nº 58) de Investigación y Ciencia, está dedicado a Galileo. Es un excelente número dividido en tres bloques:

Una nueva concepción del mundo, dedicado a comentar la importancia que Galileo y su obra tuvieron en la transformación de la ciencia medieval en la ciencia moderna.

El firmamento y el telescopio, centrado en la historia del telescopio, las observaciones realizadas con el cannocchiale, y la descripción del sector, intrumento inventado por Galileo.

Galileo y sus jueces, donde se comenta el famoso juicio de Galileo, sus implicaciones, los motivos que desencadenaron su condena y un artículo dedicado a comparar los procesos de Galileo y Giordano Bruno.

Una buena lectura para estas vacaciones, no cabe duda.

 NOTA: en la web oficial del Año Internacional de la Astronomía se puede leer un excelente noticia: ¡es posible consultar vía web toda la obra de Galileo Galilei!

Más información

2009, el año dedicado a la Astronomía, se nos va. ¿Qué quedará dentro de unos años? ¿Se habrá logrado que cuando miremos al cielo veamos algo más que puntos luminosos?

Además de los astros este año de recordatorio ha tenido una estrella incuestionable: Galileo Galilei… y es que el pisano da para mucho: catalejo, lunas girando alrededor de Jupiter, amores con Marina Gamba, peleas con los jesuítas y, sobre todo, el ominoso juicio y la increíble condena: “Eres sospechoso de haber mantenido y creído que el Sol es el centro del mundo y que no se mueve de oriente a occidente y que la Tierra se mueve y no es el centro del mundo…”

Kepler, sin embargo, ha tenido una atención bastante escasa. El Año Internacional de la Astronomía se extinguirá y casi todo el mundo sabrá que 2009 fue elegido como tal porque 400 años antes, en 1609, Galileo realizó sus famosas observaciones con su no menos famoso telescopio, pero pocos sabrán que ese mismo año Johannes Kepler, entonces matemático del Sacro Imperio Romano Germánico, publicó un libro (Astronomía Nova) en el que se recogían dos de las tres leyes (leyes de Kepler) que aún hoy día se siguen estudiando y gracias a las cuales se calculan las órbitas de los planetas, se ponen en órbita satélites o se predice la aparición de los cometas.

Kepler tuvo una infancia desgraciada, se crió en el seno de una familia que hoy día calificaríamos de desestructurada, casi no asistió a la escuela hasta los once años y padeció todas las enfermedades imaginables: miopía, visión doble, fiebres, viruela, llagas que se infectaban constantemente, sarna, problemas de estómago y vesícula…

Paradójicamente él consideraba que el gran descubrimiento de su vida fue el atisbar el patrón seguido por el Creador para construir el Universo: no era casual ni el número de planetas (entonces sólo se conocían seis) ni sus distancias al Sol. Sus órbitas estaban contenidas en esferas circunscritas a los cinco sólidos perfectos (cubo, tetraedro, octaedro, dodecaedro e icosaedro) que se disponían unos encajados dentro de los otros.

De Kepler tal vez podríamos decir que es el último de los astrónomos medievales (sus obras están repletas de conceptos de astrología, numerología, consideraciones sobre la armonía de las esferas y conclusiones místico-religiosas), pero su genio le llevó a sustituir los círculos perfectos (admitidos unánimemente durante 2000 años) por elipses recorridas con velocidad desigual por los planetas. Fue el golpe de gracia a la astronomía medieval, aunque sería Newton quien “subido a hombros de gigantes” (Copérnico, Galileo, Kepler…) podría ver lo suficientemente lejos y claro como para abandonar unas tinieblas que Kepler contribuyó a disipar. Rindámosle, pues, un merecido homenaje, aunque sea a finales del Año de la Astronomía.

NOTA: La web oficial del Año Internacional de la Astronomía rinde homenaje a  Kepler y su obra esta semana.

Más información:

Biografía de Kepler en FisQuiWeb