domingo, 15 de octubre de 2017

Ciencia de la cocina en Cope Navarra

Este curso que comienza voy a colaborar de vez en cuando en un progama de cocina de Cope Navarra. De la mano de Carlos Marañón "el perolas", comentaré alguna cuestión de ciencia de la cocina de vez en cuando. Coemnzamos el pasado 12 de septiembre con los misterios de hervir agua:


jueves, 5 de octubre de 2017

La ciencia que mueve el mundo

Con motivo del 30 aniversario de la Universidad Pública de Navarra nos invitaba el Consejo Social a algunos profes a reflexionar sobre el futuro que nos viene a medio plazo. A mi me cuesta hacer predicciones (sobre todo si son sobre el futuro, como decía Bohr), pero si tengo claras algunas cosas sobre dónde estamos:

- Visitando Numancia y viendo la recreación de una casa de los romanos en el 200 AC me sorprendió lo familiar que resultaba. En mi infancia, en zonas rurales había muchas casas iguales a esas. Desde el tiempo de aquellos romanos hasta el tiempo de mis abuelos la vida del día a día apenas cambió.

- En los últimos años (un par de siglos como mucho, algo ínfimo en escala de milenios) el mundo se ha disparado en cualquier magnitud que queramos medir: esperanza de vida, número de personas, riqueza, consumo energético por habitante,...

- Lo que ha permitido ese despegue hacia un nuevo mundo (claramente mejor a mi juicio) es la ciencia. No tanto los resultados científicos y tecnológicos como la forma de pensar que ese avance requiere. Cederle la vara de mando a la naturaleza (a través del experimento) no es algo menor. Ya no la tienen los dioses, ni siquiera los hombres.

- Mantenernos en ese "nuevo mundo" de vidas largas y agradables va a requerir perseverar en el pensamiento crítico y las decisiones basadas en la evidencia, así como potenciar unos sistemas de ciencia públicos potentes.

Ese discurso a grandes rasgos es el que me sugiere la amable invitación de mi Consejo Social y que expongo con las siguientes imágenes (con tan poco texto que si no escribía lo anterior se hacían inútiles):

martes, 3 de octubre de 2017

Ser humano hoy (Euskonews)


Me invitan en Euskonews a contestar la pregunta que están haciendo en 2017 a un buen número de gente. Nada menos que
Zer da gizakia izatea gaur egun?
¿Qué es ser humano hoy?

La dirección del sitio es esta, y a continuación dejo también el breve texto que escribí como respuesta:

 Ser humano hoy es poca cosa. Hoy sabemos lo gigantesco que es el universo y lo minúsculo de nuestro hábitat en comparación. Hoy conocemos muchos detalles de los procesos evolutivos y que, en realidad, no somos la cúspide de la misma sino una rama más del enorme árbol de la vida. Sabemos que la velocidad de la luz es un límite inalcanzable. Sabemos, gracias al teorema de Gödel, que no se puede construir un sistema lógico cerrado y completo. El avance del conocimiento científico en los últimos siglos ha ido apartando a la humanidad del centro del universo en el que una vez se creyó (y en el que aún se creen algunos de nuestros congéneres).

Aquel centro del universo que disfrutaron nuestros antepasados era una ficción. Pensar que todas las estrellas y planetas giraban entorno nuestro era de los pocos consuelos disponibles al ver como las enfermedades y el hambre diezmaban las poblaciones. La esperanza de vida era de unos escasos 30 años y había que gastar prácticamente todo el tiempo disponible en luchar por subsistir un día más.

El ser humano hoy ha sufrido ese doble desplazamiento gracias al conocimiento, a la ciencia. En el plano material los niveles de bienestar, salud, alimentación y ocio son los más altos de la historia. El mismo conocimiento que nos ha llevado a ese bienestar nos muestra que quienes lo disfrutamos somos unos animales más en un pequeño planeta en los confines de una galaxia de entre tantas. Nada más y nada menos.

domingo, 1 de octubre de 2017

Los rangos de la percepción

Hace unos días publicaba como colaboración de Naukas en el Cauderno de Cultura Científica el siguiente texto:


Los seres humanos somos sensibles a diversas magnitudes, tanto externas como internas. De entre ellas recibimos información de dos tipos de ondas: las de presión en el aire que nos rodea (sonido), y ondas electromagnéticas que llegan a nuestros ojos (luz). Para poder hacerlo disponemos de unos detectores considerablemente sofisticados. Tantos los oídos como los ojos poseen unas prestaciones verdaderamente notables, pero limitadas a unos determinados rangos de frecuencias. Si consideramos la amplitud de los espectros electromagnético y sonoro, podemos llegar a pensar que somos prácticamente sordociegos, como dice una figura que ha dado muchas vueltas por internet (figura 1). ¿Es esto realmente así?

Figura 1.- “En la gran perspectiva de las cosas somos prácticamente sordociegos”. Esta figura ha dado muchas vueltas por las redes sociales (originalmente publicada en Abtruse Goose)

Hay tres características de la propagación del sonido que hay que tener en cuenta para comprender el interés evolutivo de percibir un rango particular de ondas sonoras. Por una parte, la atenuación del sonido es mayor cuanto más alta es la frecuencia o, visto al revés, los sonidos de bajas frecuencias son capaces de viajar distancias mayores. En segundo lugar tenemos que la reflexión del sonido es eficaz cuando choca con objetos del tamaño de la longitud de onda del mismo (o mayores). Por último, la capacidad de las ondas de rodear obstáculos (la difracción) también ocurre cuando las longitudes de onda y los obstáculos son de tamaños parecidos.

Así pues, los animales como murciélagos o delfines que utilizan el eco para localizar objetos (ecolocalización) tendrán que utilizar ondas de altas frecuencias (pequeñas longitudes de onda, por tanto) de forma que puedan resolver objetos pequeños y no verse afectados por la difracción. En cambio, los animales que utilicen el sonido para advertir la presencia de depredadores podrán beneficiarse de la difracción, de forma que les llegue información del peligro aunque haya obstáculos en el camino (piedras, matorrales, etc). Finalmente, hay animales que han desarrollado sistemas de comunicación a muy larga distancia, y para ello necesariamente han de emplear ondas de frecuencias muy bajas.

A lo anterior hay que añadir que los tamaños de los dispositivos para producir y recibir sonidos también están en proporción con la longitud de onda de los mismos. Así, solo animales grandes podrán acceder a los sistemas de transmisión a largas distancias, ya que las ondas de bajas frecuencias tienen longitudes de onda grandes. Es el caso de los elefantes y algunos cetáceos. Por el contrario, animales pequeños que usan la ecolocalización, como los murciélagos, perciben sonidos en un rango de 20 a 200 kHz. Sus sonidos más graves a nosotros nos resultan imperceptibles por ser demasiado agudos.

Se suele considerar que el intervalo audible para los humanos se extiende entre los 20 y los 20.000 Hz, aunque en condiciones de laboratorio algunos individuos perciben un rango algo más extenso; y en condiciones normales no pasamos de los 15.000, especialmente los adultos. Si nos fijamos en las longitudes de onda que corresponden a dicho intervalo (figura 2), vemos que está centrado en los tamaños de las personas, extendiéndose desde los 17 mm a los 17 m. Este intervalo es muy adecuado para controlar el entorno en un radio de unos 20 m. Resulta especialmente valiosa la difracción que permite que podemos oír personas en otra habitación aunque no podamos verlas.


Figura 2,. Espectro sonoro.

En el caso del intervalo visible, las restricciones son más severas, y de hecho las variaciones entre distintos animales son mucho más pequeñas que en el caso del sonido. El intervalo visible del espectro electromagnético está determinado por tres condicionantes. En primer lugar, es el principal componente de la radiación que nos envía el Sol. Nuestra estrella emite un espectro de radiación correspondiente al de la emisión de un cuerpo negro a 5900K que tiene pequeñas partes de ultravioleta e infrarrojo, flanqueando el grueso de su emisión, que es visible (figura 3).


Figura 3.- Espectro solar.

En segundo lugar, la atmósfera que recubre nuestro planeta es opaca a la mayoría del espectro electromagnético (figura 4). Si tomamos el rango de longitudes de onda que va desde un nanómetro hasta un kilómetro, catorce órdenes de magnitud, solo hay dos ventanas de transparencia. Una es para las ondas de radio (entre un centímetro y veinte metros, aproximadamente); y otra es en el visible y el infrarrojo, aunque con muchos altibajos debidos a la absorción de los distintos gases de la atmósfera. Es decir, de los catorce órdenes de magnitud considerados, solo dos y medio atraviesan la atmósfera. De hecho, cuando hemos querido observar el cosmos en otras zonas del espectro, ha sido necesario colocar los correspondientes telescopios en satélites. La observación terrestre se limita al visible y la radio (y las ondas de radio son demasiado grandes para que puedan resultar aprovechables por los animales).


Figura 4.- Opacidad de la atmósfera

Por último, la energía de los fotones del rango visible es compatible con las moléculas orgánicas que componen los seres vivos. Energías mayores (ultravioleta y más allá) rompen enlaces e impiden la estabilidad molecular; mientras que energías menores interaccionan poco, y es difícil imaginar detectores basados en estas moléculas, como sí ocurre con el visible.

Tras estas consideraciones, podemos poner en perspectiva la figura del comienzo. Es verdad que en el universo hay ondas a las que no somos sensibles, pero o bien no las hay en la superficie del planeta, o bien son muy poco relevantes para animales como los humanos. Al menos así ha sido durante miles de años, hasta que en las últimas décadas la ciencia y la tecnología nos han permitido medirlas. A día de hoy disponemos de instrumentación capaz de extender el rango original de nuestros sentidos y hacerlo prácticamente ilimitado.

jueves, 28 de septiembre de 2017

Invitado a hablar de discapacidad en Trabajo Social

Un año más la profesora Sagrario Anaut me invita a hablar de discapacidad y diseño para todos en una asignatura de Trabajo Social. Me parece muy interesante que la interdisciplinaridad que tanto reclamamos empiece en el grado.

Las transparencias a utilizar en la charla son estas:



sábado, 23 de septiembre de 2017

El engaño de FitzRoy

A comienzos de este año 2017 me regalaron un "juguete científico" muy sorprendente, un vidrio de tormenta. Empecé a tirar del hilo a ver que era eso y por qué había adquirido relevancia. Resulta que es un sistema que produce (y disuelve) unos preciosos cristalitos y al que se atribuye, falsamente, la capacidad de predecir el tiempo. Tanto tirar del hilo acabé con una historia como para contarla en Naukas 17. A contiuación dejo el material:

El vídeo, gracias a EITB, está AQUÍ

Y las imágenes:


martes, 5 de septiembre de 2017

Cuentahistorias científicas 2017

La semana que viene empezamos un curso de verano interesantísimo sobre divulgación científica. Es la tercera edición del curso, segunda en formato curso de verano.

Los detalles en el sitio de los cursos de verano, AQUI.
Un resumen gráfico de programa y ponentes:


miércoles, 23 de agosto de 2017

Nudos de corbata

(Originalmente publicado en junio de 2015 en un blog ya discontinuado)
Una de las cosas más interesantes de estudiar física es que aprendes que no hay nada que te sea ajeno, todo es objeto de estudio formal, cualquier cosa es objeto de una aproximación científica (si te sale, claro, si no lo dejas y a por otra cosa). Así que a finales del siglo pasado un par de físicos se preocuparon por los nudos de corbata ¿cuántos se pueden hacer?

La analogía entre los movimientos de anudamiento y un problema clásico en física (el del movimiento errático o random walk) les llevó a proponer un sistema formal de descripción de los movimioentos para anudar corbatas, y a partir de ahí contar todos los posibles; del ejercicio les sale 85. Es interesante ver que todos los nudos tradicionales, los que usa la gente habitualemnte aparecían en su descripción exahustiva. Un interesante logro de descipción científica formal de... una bobada, pero de un interés humano a fin de cuentas. Escribieron un libro, una página web a modo de enciclopedia de los nudos, seleccionaron los que son bonitos, en resumen, se hicieron unos expertos en nudos de corbata y siguieron con sus carreras como científicos.

Pero hete aquí que en las películas de la trilogía Matrix aparece un villano, el Merovingio, tan malote que sus corbatas llevan nudos que no están en la lista de Fink y Mao. Lo sorprendente es que son nudos bonitos, muy bonitos incluso. Pero tienen una peculiaridad, la cara frontal del nudo (la fachada) no es un trozo de tela plano, sino que puede aparece compuesto o rizado. Esta rareza no la habían tendo en cuenta los primeros investigadores. Así que quedaba un problema científico abierto ¿cuántos nudos de corbata se pueden hacer realmente?

El matemático sueco Michael Vejdemo-Johanssen se puso a la tarea en 2013 junto con 3 colegas. Llegaron a una elegante solución que simplifica la anterior codificación de los nudos (en el fondo con menos restricciones es más sencillo hacer cosas). Con ella obtienen 266.682 nudos aparentemente posibles con una corbata común. Limitan el número de operaciones, dado que la corbata no es infinitamente larga, es de suponer que con corbatas un poco más largas de lo normal el número puede volverse realmente astronómico. el subconjunto de los que realmente se asemejan a los que inspiraron el trabajo es de "solo" 24.882. Explican todo esto en un trabajo recientemente publicado en el PeerJ of Computer Science (preprint accesible en ArXiv). También ha hecho un curioso generador aleatorio de nudos (aquí), de forma que cuando entras se genera aleatoriamente uno de los muchísimos nudos decentes que generan con su sistema y te lo presenta con sus instrucciones detalladas. Así que ya no solo es el duque de Windsor el que puede tener un nudo de corbata con su nombre, ya esta al alcance de casi cualquiera.


Fuentes:
- The Physiscs Buzz
- La enciclopedia de los nudos de Fink y Mao
- El generador aleatorio de nudos de Johanssen
- Paper resumido (Nature) de Fink y Mao
- Paper técnico de Fink y Mao
- Paper técnico de Johanssen
- Paper publicado (PeerJ Computer Science) de Johanssen

viernes, 11 de agosto de 2017

La fuerza de la evaporación

(Originalmente publicado en junio de 2015. Me voy a ir trayendo aquí lo que falte de blogs discontinuados)

Es bien sabido que la evaporación enfría, y que gracias a eso el botijo enfría el agua. Sin utilizar energía externa "bombea" calor en la dirección contraria al equilibrio térmico. El botijo utiliza la energía de la evaporación para enfriar. La novedad que nos proponen Ozgur Sahin y sus colaboradores es utilizar esa energía para producir movimiento, algo mucho menos evidente.

La clave de todo el proceso está en esporas bacterianas (del Bacillus subtilis concretamente). Estas esperas son muy higroscópicas, absorben humedad del ambiente y crecen. Han sido seleccionadas por la evolución para perdurar en ambientes muy secos en espera de agua para hidratarse reactivar su metabolismo. Si su entorno vuelve a secarse antes de que se hayan activado pierden el agua a la misma velocidad que la ganaron. Son el elemento ideal para reaccionar a la humedad ambiente. Con estas esporas y diseños ingeniosos consiguen convertir gradientes de humedad relativa del aire en movimiento: "músculos" (fibras que se encongen), movimientos oscilatorios y, quizá lo más espectacular, un motor rotatorio. El elemento clave es una cinta de plástico muy fina sobre la que se depositan adecuadamente grandes cantidades de esporas.



Estos fascinantes motores que extraen su energía de gradientes de humedad relativa del aire son el resultado de una investigación multidisciplinar, desarrillada en la universidad de Columbia, en Nueva York, y han sid0 publicados en Nature Communications. Pero además de ser un resultado interesantísimo, lo han divulgado muy bien, como puede verse en este vídeo (5 min):


(Tema comentado en Grafitti el 24 de junio de 2015)

Fuentes:
El País
El artículo en Nature Communications
El vídeo 

domingo, 6 de agosto de 2017

Ciencia, estrellas y migas en Ujué

Tras el éxito del año pasado "de Ujué al cielo", este año se repite la iniciativa de un curso de verano en ese pueblo tan bonito. Más que uncurso propiamente dicho es una excusa para juntar a la gente del pueblo y alrededores y pasarlo bien con la ciencia y ver las estrellas, fugaces o no.

Y como se trata de pasarlo bien ¿qué mejor que ciencia en el bar? Así que tenemos dos pases, uno cada día. Consistirán en el formato taller (no para niños aunque si vienen algunos estupendo) con algunas experiencias demo y otra a realizar en cada mesa del bar; ya tenemos preparadas las bolsicas (que aquí habrá que llamarlas así) con el material. El primer día serán cosas más centradas en líquidos y en cosas pequeñas y el segundo en la presión atmosférica y cosas que vuelan. Entrada libre hasta completar aforo, así que...