En 1931 se descubrió una mandíbula perteneciente a una persona que vivió en el año +600. Tres de sus incisivos inferiores han sido sustituidos por conchas y el hueso ha crecido en torno a los «implantes». Es el primer caso conocido de «osteointegración»




(Peabody Museum of Archeology and Ethnology de Harvard, Cambridge, Massachusetts.)

La mandíbula de la foto fue encontrada por el Dr. Wilson Popenoe y su esposa en Honduras en 1931.

Como puede verse hay tres dientes que han sido sustituidos por trozos de concha a los que se les ha dado forma para que entren en la mandíbula en los huecos dejados por las raíces.

Se estima que la mandíbula es del año +600.

Durante mucho tiempo se dudo de si era un adorno puesto después de la muerte o si era una prótesis hecha a una persona viva. En 1970 el profesor brasileño Amadeo Bobbio sometió a la mandíbula a una serie de radiografías y comprobó que el hueso había crecido en torno a los implantes de conchas, lo que le hizo llegar a la conclusión de que se habían hecho en vida de la persona.

Por lo tanto se trataría del primer implante con «osteointegración» del que tenemos noticia.

Una interesantísima historia de las prótesis dentales en arqueología puede verse en:

Portal brasileño de medicina (en portugués).

Escola Tecnica de Prótese Odontológica (También en portugués)

Hay datos de prótesis en:

Mayas
Fenicios
Etruscos
Egipcios
Romanos
Japoneses
y más.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

Los implantes dentales son pequeñas piezas de titanio que sustituyen a las raíces dentales naturales. Descubrir que el titanio se integraba en el hueso fue un caso de serendipia

La historia comienza en Suecia, en el Departamento de Anatomía de la Universidad en Gothenburg, a principios de la década de los 60.

Una década antes, en la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, se estaba estudiando la circulación de la sangre en vivo. Para ello inventaron una nueva técnica de microscopía que incluía una micro-cámara que permitía ver el flujo de la sangre en los capilares. Por su forma la llamaron «cámara de oreja de conejo». Se trataba de un sistema con fibras ópticas que permitía iluminar y visualizar el interior del cuerpo, que, entre otras cosas, llevaba un recubrimiento de titanio.

En 1952 el cirujano ortopédico sueco P. I. Brånemark estaba estudiando la cura y regeneración del hueso y para hacerlo adoptó la cámara de oreja de conejo de la Universidad de Cambridge.

Para sus estudios utilizó conejos vivos.

En una ocasión en la que Brånemark y su equipo llevaban varios meses con la cámara introducida en el fémur de un conejo, al intentar sacarla, descubrieron, con sorpresa inesperada (serendipia) que la cámara no salía.

Un estudio posterior demostró que era debido a que el hueso había crecido y se había integrado con el titanio.

Inmediatamente se dio cuenta de que eso era muy importante. El titanio no solamente no era rechazado por el organismo sino que, además, el hueso crecía en torno suyo y en pocos meses titanio y hueso formaban una sola pieza. A ese fenómeno se le dio el nombre de osteointegración.

Brånemark pensó que este hecho podría ayudar enormemente a la cirugía de rodilla y de cadera. Pero los experimentos eran difíciles. Era mucho más fácil hacerlos en la boca por su accesibilidad. Y dada la enorme cantidad de personas a las que les falta alguno o varios dientes, pensó que podía ayudar a muchas personas.

Y así se creó la técnica de la implantología dental, que, como ya hemos dicho consiste en introducir en el hueso de la mandíbula un tornillo de titanio y esperar a que se osteointegre. Una vez que titanio y hueso forman una pieza, sobre el tornillo se puede poner una corona que sustituya al diente perdido.

Por supuesto que desde el primer descubrimiento, en el que influyo la serendipia, siguieron multitud de experimentos controlados y sistemáticos que nada tenían de casualidad.

Parece ser que la primera operación de implantes dentales tuvo lugar en 1965. Y hoy es una técnica perfectamente establecida.








Aunque los arqueólogos han descubierto que los mayas utilizaron como prótesis dentales conchas de moluscos y, al menos en un caso se produjo la osteointegración... pero esa es otra historia. Tal vez la próxima.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

El 3 de noviembre de 2007 se celebró una competición en la que varios coches sin conductor debían circular autónomamente, por por su cuenta y riesgo, a través de una ciudad con el tráfico habitual. Debían recorrer 100 km en seis horas o menos, debían salir indemnes, sin choques, y cumplir las normas de tráfico.
La ciudad elegida era una base militar estadounidense.
DARPA son los proyectos avanzados de defensa.
Pueden verse más detalles del concurso aquí

El equipo vencedor fue el «Tartan Racing» de la Universidad Carnegie Mellon.
El segundo fue el equipo de la Universidad de Stanford. Y el tercero fue del «Tecnológico de Virginia».
Sin duda un triunfo de la Inteligencia Artificial.
Nos acabamos de enterar de que el coche vencedor, el de la Universidad Carnegie Mellon, que se ha llevado dos millones de dólares por su hazaña, utilizaba un ordenador con 12 procesadores Intel Core Duo, que el programa se había realizado en C++ y tenía algo más de 200 000 líneas de código y que el sistema operativo era Linux Ubuntu 6.06.

Nota de prensa de Carnegie Mellon

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

Recientes estudios genéticos apoyan la idea de que el gato fue domesticado antes de lo que creíamos y que pudo jugar un papel decisivo en el desarrollo de la civilización

¿Qué tienen en común el gato y el trigo? Poco. Pero la historia de la vida—y de la humanidad—da unas vueltas extrañas. Tanto que, al final, resulta que ambos nos han ayudado a crear la civilización.

El estudio

Empecemos por el principio, por el estudio genético. Este salió publicado en el número de Science del 29 de junio de 2007. El director del mismo es Carlos Driscoll, doctorando de la Universidad de Oxford, aunque realizó su estudio, con 979 gatos, en el Laboratorio de Diversidad Genética de Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos, en Frederick, Maryland (U.S. National Cancer Institute's Laboratory of Genomic Diversity, in Frederick, Md). Lo que hacen en ese laboratorio con relación a los gatos puede verse aquí

El abstract del artículo, con todos los autores, puede verse aquí

Y un buen resumen periodístico puede verse en la revista Forbes

El equipo de Driscoll utilizó DNA recogido de gatos de todo el mundo. La idea era comparar los genomas de los domésticos con los salvajes, ver cuáles eran los más perecidos, y determinar de cuáles procedían y cuando ocurrió la domesticación.

Las conclusiones, en palabras de Driscoll, son que «La domesticación de los gatos se completó hace 3 600 años, aunque el proceso comenzó mucho antes... Probablemente comenzó hace 12 000 años».

Para los arqueólogos es tremendamente difícil saber si un gato era doméstico o salvaje. Las diferencias son mínimas y no se ven en los huesos. Se han encontrado momias de gatos en tumbas egipcias lo que hace pensar que eran domésticos, pero poco más.

Sin embrago, el estudio del genoma nos cuenta una historia mucho más precisa.

El equipo comparó los genomas de 979 gatos domésticos encontrados por todo el mundo y los compararon con los gatos auténticamente salvajes que quedan: Felis silvestris silvestris en Europe; Felis s. lybica en África y Cercano Oriente; Felis s. ornata en Asia Central; Felis s. cafra del desierto del Sahara, y Felis s. bieti del desierto Chino.

El resultado, según Driscoll, es que «todos los gatos [domésticos] están relacionados, y vienen del mismo sitios, del Cercano Oriente y probablemente los gatos domésticos actuales proceden del gato salvaje nativo de esas áreas: Felis silvestris lybica.

En el estudio fueron más lejos y también analizaron los genomas de los gatos silvestres y descubrieron que todos procedían de una antecesor común y que empezaron a diversificarse hace 100 000 años, mucho antes de lo que se pensaba. El antecesor común es el Felis silvestris
El trigo
El trigo salvaje, del que procede nuestro trigo doméstico, crece libremente en el sureste de Turquía, en Karacadag, entre el Eufrates y el Tigris. Parece ser que el trigo original era el Triticum monococcum.


(El de la derecha, el chiquitín, es el monococcum)
No parece difícil pensar que los cazadores-recolectores se dieran cuenta de que las semillas de Triticum monococcum al caer al suelo en épocas adecuadas daba origen a la planta del trigo. Una vez que esto ocurrió, el que poco a poco fueran interviniendo cada vez más en su «cuidado», con lo que se llega a la agricultura, no parece improbable.
Uno de los primeros cuidados a los que sometieron al trigo fue eliminar las malas hierbas. Lo que ellos querían era trigo, no otra cosa, por tanto, las «otras cosas» las eliminaban.
Al eliminar las malas hierbas, el trigo se encontró compitiendo consigo mismo por conseguir la luz del Sol. Por tanto, aquel que más crecía tenía más posibilidades de sobrevivir. El trigo doméstico se hizo más grande que el salvaje. Y no sólo eso, la velocidad de crecimiento también era una ventaja. Los que germinaban primero tenían más posibilidades de capturar la energía del Sol que necesitaban. Eso produjo una carrera para germinar primero. La germinación depende de la reserva de nutrientes. De ese modo tan sencillo—eliminando las malas hierbas—se favoreció las plantas de trigo más grandes en altura y con granos con más nutrientes—más gruesos, con más azúcares.
Por otra parte, debemos tener en cuenta que en estado natural había muchos trigos que germinaban en tiempos distintos. Incluso había trigos que estaban «durmientes» dos o tres años hasta que ocurriese algo particular. De ese modo, ante una catástrofe puntual, digamos una inundación o una sequía, estos trigos durmientes eran capaces de sobrevivir. Cuando la humanidad empieza la agricultura se acostumbra a sembrar siempre en el mismo mes, digamos en junio. Todos los trigos que no germinan en junio se eliminan. De ese modo se consiguen trigos domesticados que germinan todos a la vez en el mismo mes.
Saber el mes se convirtió en algo importante y, sin duda, es una de las motivaciones principales para el desarrollo de la astronomía.
Ni que decir tiene que en el entorno natural los trigos «artificiales» tienen problemas. Al ser más altos se doblan más fácilmente con el viento,... el que todos germinen a la vez no les permite una diversidad genética que favorezca a los «trigos durmientes» que tardan dos o tres años en germinar y con ello puede sobrevivir a una catástrofe puntual. Es decir, los trigos domesticados tienen ventajas en un entorno de agricultura asistida por los humanos—quitar malas hierbas, plantar siempre en junio, regar en caso de sequía, levantar los tallos en caso en lluvia, etc.—, no en estado salvaje.

¿Y todo esto qué tiene que ver con los gatos?
Una de las claves del desarrollo de la agricultura, y de las ciudades, es que hay una producción de grano que no se come inmediatamente en las semanas de la recogida. Se guardan para alimentar a la ciudad durante todo el año.
Para guardarlo hay que hacer silos seguros, que son tan difíciles de construir que no es una obra individual sino una obra colectiva. Inmediatamente los silos comunitarios llevan a la necesidad de desarrollar un sistema de escritura y de contabilidad. Para saber qué había dejado depositado en el silo cada agricultor.
Seguro que aquí tenemos una de las fuertes motivaciones para el desarrollo de la escritura y de la aritmética.

¿Y los gatos?

¡Paciencia, paciencia! Ya llegamos.
Uno de los problemas que surgen en todos los silos de grano es que aparecen unos «simpáticos» roedores que se comen el grano y lo ensucian con sus deposiciones. Se llaman ratas.
Si nos fijamos en un hórreo de los que hay en la costa cantábrica veremos varias cosas:
1.Está separado del suelo. Elevado mediante pastas. Fundamentalmente para evitar la humedad. Con la humedad el grano empieza a germinar, no se conserva y puede adquirir enfermedades (hongos).
2.Encima de las patas que lo levantan hay una placa de piedra. ¿Os habéis preguntado para qué es?


(Hórreo en el Parque de Santa Margarita de La Coruña, España)
La piedra plana, encima de las «patas» era para evitar que los roedores subieran, se comieran y ensuciaran el trigo.
¿Cómo se combate a los roedores?
Con gatos.
Los gatos son excelentes cazadores especializados en cazar ratones.
Por tanto, los gatos eran un aliado excelente de los silos de los humanos.
Nada tiene de extraño que los humanos cuidasen a los gatos a cambio de que ellos cazaran ratones.
Además, ¿no son una monada?
¿Quién se resiste a querer a un animal con esta carita?

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

20 de diciembre de 2007

Las Naciones Unidas en su 62ª Asamblea General ha proclamado que el año 2009 será el «Año de la Astronomía».

En el año 2009 se cumplirán 400 años de que Galileo usase por primera vez su telescopio, lo que dio origen a una revisión completa de nuestra compresión sobre el universo y fue uno de los detonantes del comienzo de la Revolución Científica que tanto ha modificado nuestras vidas.

Más información aquí

No fue lo único que hizo Galileo aquel año, también estableció claramente que la distancia recorrida por un cuerpo que cae es proporcional al cuadrado del tiempo transcurrido y que la trayectoria de un proyectil en una parábola.

Hoy estos dos descubrimientos nos pueden parecer triviales, pero su mayor importancia estribaba en que contradecían lo que decía Aristóteles. Y con ello llevó a la «filosofía» a pensar que había que experimentar, que lo que dijeran los libros antiguos era interesante, pero si los experimentos estaban en desacuerdo con ellos, la prioridad era de los experimentos. ¡Casi nada!

A finales de 1609 Galileo con otro de sus telescopios observaba la Luna y vio que había cráteres y montañas... lo que contradecía las creencias de que los cielos eran perfectos, sin mácula... lo que significaba que la Luna tenía que ser lisa. ¡Casi nada!

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

En mi Netvibes tengo puesto como el primer tema de interés «Google News (ciencia) en español».

Cada mañana lo abro y no deja de sorprenderme. Por ejemplo, hoy:

Detenidas 63 personas por pornografía infantil - Red Aragón


Lo que me molesta es que esto es habitual: todo lo que se refiere a pornografía infantil en la Red es noticia «científica».

A los señores de Google: ¿Qué tiene que ver la pornografía infantil con la ciencia?

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

El 13 de noviembre de 2007, la Agencia Espacial Japonesa (Jaxa) liberó este vídeo donde se ve una «puesta de Tierra» desde la Luna, donde su sonda, de nombre «Kaguya», está orbitando en torno a nuestro satélite desde el 18 de octubre.

Aquí otro vídeo, en alta resolución, tomado por «Kayuga».

Aquí lanzamiento de «Kayuga».

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

Tenía ganas de ir a la isla-estado de Granada. En 1978 el Primer Ministro Eric Gairy me invitó a ir a Granada, a un gran Congreso que debía celebrarse en 1979. En la carta me decía que todos los gastos serían pagados por el Gobierno de Granada: billete de avión, estancia en el hotel,... Pero que no pagarían nada por mi ponencia. No importaba; me hacía ilusión ir a conocer Granada, uno de los estados independientes más pequeños del mundo.

Lamentablemente (no sólo para mí) Eric Gairy fue derrocado por un golpe de estado en 1979, liderado por el marxista leninista Maurice Bishop, que acabó con la idea de hacer el Congreso. (Dicho sea de paso, fue para derrocar a los golpistas por lo que estados Unidos invadió Granada el 25 de octubre de 1983).

El caso es que este otoño, he tenido ocasión de ir a Granada. No ha sido en avión, tal como había planeado Gairy sino en barco, pero he llegado.

Tenía interés en visitar lo que más pudiera de la isla; así que nada más bajar del barco alquilé un taxi, para que me llevará a ver el cráter de un volcán, unas cascadas, un parque nacional, etc.



Agradecidos de la invasión

Lo primero que me sorprendió fue la conversación del taxista. Nada más entrar en en coche nos dijo que la isla había sido marxista como Cuba, pero que gracias a los estadounidenses habían vuelto a recuperar la libertad. Eso mismo repitió varias veces a lo largo de las cuatro horas que pasamos con él. Yo ni quito ni pongo rey, tan sólo reproduzco lo que decía el taxista.

Nuez moscada

A lo largo del viaje vimos plantaciones de plátanos, canela, bambú y, sobre todo, de nuez moscada. El taxista insistía una y otra vez en señalarnos los árboles con sus nueces, a mi vista similares a las nueces de nuestros nogales. Por todas partes había árboles de nuez moscada. Según el taxista, Granada era el mayor productor del mundo de nuez moscada. Según wikipedia, es el segundo; el primero es Indonesia. No obstante, la nuez moscada y el macís (un poco más abajo explicaré lo que es) son las principales exportaciones de Granada.

El viaje fue interesante, aunque muy parecido a los que ya me había encontrado en otras islas del Caribe; me recordó a Martinica y Dominica.

Pero lo nuevo, lo auténticamente nuevo, al menos para mí era la nuez moscada.

Por suerte, el taxista conocía un 'museo' de la nuez moscada y nos llevó a él. Más que museo era un taller de elaboración y empaquetado de la nuez, que estaba en pleno trabajo.


(Imagen de wikipedia)

La nuez moscada tiene tres partes. La más exterior, tiene una piel verde con una carne blanca. El tamaño es similar al de una nuez clásica de nuestros nogales. Dentro está la semilla, con su cáscara, que es de color marrón oscuro; pero, lo curioso es que la cáscara de esa semilla, está recubierta de una telilla de un color rojizo (dicen que la de Granada es amarillenta, pero que la de Indonesia es mucho más roja). Técnicamente esa 'telilla' es el arilo (o arillus), una cobertura carnosa de ciertas semillas formado del funículo (punto de unión de la semilla al ovario).

El arilo de la nuez moscada recibe el nombre de macís. En la foto de más arriba, el macís es muy rojo. Las que yo vi eran más amarillentas, aunque con diversas tonalidades.




La nuez moscada es aromática y se usa para dar sabor a muchos alimentos. Por ejemplo, salchichas de cerdo, pastel de carne, mortadela de Bolonia, etc.

Como los saborizantes tienen componentes muy volátiles, se suele moler (raspar) inmediatamente antes de usar para evitar que se evaporen.

Lo curioso es que tanto la nuez moscada como el macís, una vez molido, dan aproximadamente el mismo sabor. Aunque en el museo nos dijeron que había distintos usos. Sobre todo del macís. Si estaba sin secar se usaba en unos platos, y muy seca en otros.

En los supermercados, lo venden en frasquitos, sin moler. Para evitar que los volátiles se vayan.




En las salchichas, pasteles de carne y mortadela se usa indistintamente la nuez moscada o el macís.

El proceso que hacen en la factoría es simple. Por un lado se reciben las nueces. Se quita la envoltura carnosa. Después se quita el macís y se pone a desecar. Dentro queda cáscara y la nuez.

Las nueces con su cáscara, las suben al primer piso, donde en grandes bandejas las dejan secar durante unos meses, en naves bien ventiladas. Cuando han llegado al momento óptimo, se trasladan a unas sencillas máquinas de descasarillar. Esas máquinas golpean y rompen la cáscara. Cáscara y nuez caen por un tobogán hasta la planta baja.



(Imagen de la factoría. Bandeja piso primero. Las nueces se secan)

Allí los trabajadores (en la factoría que nosotros vimos, fundamentalmente mujeres de piel negra) separan las nueces y las meten en sacos.

Los sacos con las nueces los llevan a una simple criba, que separa las nueces por tamaños. Después cada tamaño se mete en sacos distintos, se etiquetan con el país de destino. Y salen al mercado.


(Imagen factoría planta baja. Aquí llegan las cáscaras y las nueces tras descascarillarlas)



(Lago en un cráter volcánico --Grand Etang--. Granada)

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

Colóquese una camisa sucia o algunos andrajos en un puchero o barril abierto que contenga unos pocos granos de trigo o salvado de trigo, y a los 21 días, aparecerán ratones. Habrá hembras y machos adultos, y serán capaces de aparearse y producir más ratones.

Esta receta no es de ningún brujo sino de un famoso científico que hizo importantes contribuciones a la ciencia: Jan Baptista van Helmont.

En el anterior enlace a la wikipedia podéis ver su vida y sus auténticas contribuciones. Por citar sólo algunas de las más importantes: fue el primer científico que diferenció los conceptos de gas y de aire, identificó el dióxido de carbono y el óxido de nitrógeno, aplicó la química a la digestión y a la nutrición...

Nació en Bruselas en 1577 y murió el 25 de diciembre de 1644.

Nadie duda de que era un gran científico; pero a pesar de ello creía en la 'generación espontánea' y seguro que él probó la fórmula de crear ratones que he escrito en el primer párrafo. Y también es casi seguro que los ratones se acercaron al barril lleno de ropa sucia y granos de trigo.

Para Helmont el sudor de la camisa era fundamental, pues él era el que infundía la 'fuerza vital'.

Más o menos a todos nos suena que fue Pasteur (segunda mitad de siglo XIX) quien acabó con la hipótesis de la 'generación espontánea' con un famoso experimento. Utilizó dos matraces especiales, cuyos cuellos se habían alargado enormemente y tenían forma de s, en los que introdujo cantidades iguales de caldo nutritivo (caldo de carne). La idea de Pasteur era que el aire podría pasar pero que los microorganismos se quedarían en la parte más baja de la s.

Efectivamente, así fue. Ninguno de los dos matraces demostró signos de descomposición. A continuación cortó el cuello de uno de los matraces, de forma que tanto el aire como los microorganismos pudieran penetrar. Rápidamente, el matraz cortado mostró señales de putrefacción y el otro no.



(Estos matraces se llaman de 'cuello de cisne')

(Esta imagen del excelente artículo

Pasteur había demostrado la existencia de microorganismos y que los microorganismos procedían de otros microorganismos.

Hubo un experimento anterior, de 1668, de Francesco Redi que demostró que las moscas no surgían de la carne en putrefacción como se creía. Su experimento era muy sencillo. Introdujo carne en dos matraces. Uno lo cerró con un tapón y el otro no. En el que no estaba cerrado aparecieron moscas, pero en el cerrado no. Se puede ver una buena descripción del experimento de Redi aquí.

Receta para producir abejas

Si la receta para producir ratones es divertida, lo es mucho más ésta receta para producir abejas (no es de Helmont):

Matar un toro joven, y enterrarlo verticalmente de forma que sus cuernos sobresalgan de la tierra. Después de un mes, un enjambre de abejas saldrán volando del cuerpo.

Y yo me pregunto: ¿y si el toro es viejo qué pasará?

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

En una carta de 1679 Isaac Newton decía a Robert Hooke que podía demostrarse la rotación de la Tierra, dejando caer objetos desde una alta torre. Newton afirmaba que los objetos no deberían caer verticalmente sino que debían desplazarse hacia el este. Hooke replicó, con gran enfado por parte de Newton, que no sería hacia el este sino hacia el sureste. ¿Quién llevaba razón?

Cyrano de Bergerac

Yakov Perelman en su obra 'Física Recreativa II' nos cuenta que:

Cyrano de Bergerac en su obra historia Cómica de los Estados e Imperios de la Luna (1652) entre otras cosas, un caso sorprendente que, según dice, le ocurrió a él mismo. Un día, cuando estaba haciendo experimentos de Física, fue elevado por el aire de una forma incomprensible con sus frascos y todo. Cuando al cabo de varias horas consiguió volver a tierra quedó sorprendido al ver que no estaba ni en Francia, ni en Europa, sino en América del Norte, ¡en el Canadá!

No obstante, el escritor francés consideró que este vuelo transatlántico era completamente natural. Para explicarlo dice que mientras el "viajero a la fuerza" estuvo separado de la superficie terrestre, nuestro planeta siguió girando, como siempre, hacia oriente, y que por eso al descender sentó sus pies no en Francia, sino en América.
FIN DE LA CITA

Esto hoy nos puede parecer increíble, pero es muy probable que Cyrano creyera que era correcto. De hecho, las críticas a Galileo en lo referente a que la Tierra giraba en torno a su eje, eras de esa índole: 1) si girase al elevarnos, la Tierra giraría debajo de nosotros... 2) la fuerza centrífuga haría que los edificios y casi todo saliera volando.

Hoy sabemos que la Tierra gira. Y sabemos que da una vuelta sobe sí misma cada aproximadamente 24 horas. El ecuador tiene una longitud, grosso modo, de 40 000 km. Si cada punto ecuatorial recorre 40 000 km en 24 horas, significa que va a una velocidad de 40 000/24 = 1 666 km/h.

La velocidad de un punto de la Tierra en el ecuador es de 1 666 km/h. No está mal.

En los polos dicha velocidad es cero y en el resto de la Tierra depende de la latitud. A más latitud, menos velocidad.

Claro que esa es la velocidad considerando a la tierra perfectamente esférica; pero sabemos que no lo es. La cumbre del Everest va más rápido que su base, pues la circunferencia que recorre tiene un radio de casi 9 km mayor.

Si afinamos un poco más, el radio de la Tierra es de 6 378 km. Su circunferencia es, por tanto, 40 073 Km y la velocidad es de 1 669 km/h.

Si el Everest estuviera en el ecuador y midiera 9 kilómetros, su radio, resultaría ser de 6 387 km. Su circunferencia sería, 40 129 km y la velocidad 1672 km/h. Es decir, un punto en la cumbre del Everest iría a 3 km/h más rápido que a la altura del mar.

Imaginemos una torre con la altura del Everest. Si dejamos caer una bola pesada, la velocidad inicial con la que parte es de 3 km/h superior al suelo. Si despreciamos los rozamientos de la atmósfera, esos 3 km/h harán que no caiga en la vertical del lugar donde se ha arrojado sino un poco más hacia el este.

Hasta aquí parece que llevaba razón Newton...

Y al globo de Cyrano le pasaría lo contrario. Al elevarse, parte de una velocidad 'baja' y se desplaza a una altura donde todo va más deprisa. El resultado final (si nos olvidamos de los rozamientos de la atmósfera) sería que el globo 'se atrasaría'. Es decir, se movería hacia el oeste.

Si estamos en el ecuador y sube a 9 km, se desplazaría al oeste a la velocidad (respecto al suelo) de 3 km/h.

Lamentablemente para el invento de Cyrano, hay atmósfera que arrastra al globo... y los efectos apenas se notarían.

Otra vez Coriolis

Sabemos que el efecto (fuerza o aceleración) de Coriolis, hace que todo objeto que se desplaza en el hemisferio norte intentando ir en línea recta (sobre la superficie de la Tierra), de hecho se desvía hacia la derecha. Y lo hace hacia la izquierda en el hemisferio sur. (Es una definición restringida e inexacta, pero es la que vamos a usar. Todo lo que estamos viendo: la caída de un objeto cuando la Tierra gira, también es Coriolis en sentido general).

Si estamos en el hemisferio norte y lanzamos una bola desde una alta torre ocurrirán dos cosas:

1.No caerá verticalmente. La diferente velocidad en la base y en la cumbre hará que caiga un poco hacia el este.

2.Al moverse hacia el este, automáticamente Coriolis hace que se desplace hacia su derecha, en el hemisferio norte eso significa que se desplaza hacia el sur.

Por tanto, llevaba razón Hooke: la caída sería hacia el sureste.

En hombros de gigantes

Algunos dicen que la famosa frase de Newton 'si he llegado a ver más lejos, fue encaramándome a hombros de gigantes', apareció en la correspondencia personal entre los dos científicos en 1676, y era una referencia sarcástica a la baja estatura de Hooke.

Errores de Hooke

Hooke dijo haber hecho el experimento y que funcionaba; pero no puede ser cierto; la desviación era difícilmente medible con los instrumentos de la época; y las matemáticas y conceptos para hacerlo no estaban desarrolladas. (Coriolis es posterior).

Quien si trató de hacer el experimento y obtuvo resultados positivos fue Guglielmini. En 1792 lanzó 16 bolas desde la Torre de los Asinelli de 78,3 m de altura, situada en Bolonia. Y efectivamente llegó a la conclusión de que se desplazaba hacia el sureste.

Giuglielmini estaba equivocado, en sus cálculos y en sus medidas, pero inspiró a otros a seguir con experimentos similares: Benzenberg y Reich.

Aunque el resultado final llegó inesperadamente de la mano de Foucault. Pero esa es otra historia.

Los cálculos correctos no son sencillos. Puede ver la solución del famoso físico Landau puede verse aquí.

Cálculos más sencillos e inexactos se pueden ver aquí

Landau

Mas sobre la vida de Guglielmini

Aquí
Y aquí

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

Hay una relación entre el color del lóbulo de la oreja de la gallina y el de los huevos que pone

El color de los huevos

En algunos sitios se considera que los huevos de gallina blancos son los mejores; en estados Unidos incluso hay personas que se niegan a comer huevos marrones.

Sin embrago en algunos sitios de España se considera de más calidad los huevos marrones-rojizos.

¿Quién lleva razón? Ninguno de los dos. Los huevos blancos son igual de nutritivos y tienen el mismo sabor que los marrones.

Qué determina el color de los huevos

Fundamentalmente la raza de la gallina. Normalmente las gallinas de pequeño tamaño producen huevos blancos y las gallinas grandes huevos de color; pero con excepciones.

¿Cómo puedo saber de qué color pondrá los huevos una gallina?

Pues según el libro Life's imponderables de David Feldman, el mejor modo de saberlo en mirar el lóbulo de la oreja de la gallina. Si el color del lóbulo es blanco, ponen huevos blancos; si el color es marrón, ponen huevos marrones.

Adivinanza

¿De qué color pondrá está gallina sus huevos?



¿Ven el lóbulo? Pues bien, según eso –y si hacemos caso de Feldman—esta gallina pondrá huevos blancos.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

Como último capítulo de los dispositivos para capturar la energía del viento a gran altura vamos ver los generadores eléctricos volantes

La idea es muy sencilla: se hacen volar una especie de 'helicópteros' que aprovechan la velocidad del viento a gran altura. La energía es suficiente para hacer volar el aparato y para producir electricidad.

Los 'helicópteros' están atados a tierra y el cable de unión también sirve para conducir la electricidad al suelo.

En este caso los 'helicópteros' pueden estar a alturas muy grandes, hablan de 4 km de altura.

En un trabajo publicado en la revista del IEEE Transactions on Energy Conversion Vol 22 No.1 de marzo de 2007 titulado Harnessing High Altitude Wind Power se dan los datos del diseño de un prototipo de 240 kw (prototipo sin construir). También hay fotos de un prototipo más pequeño ya construido. El artículo está aquí

Algunos datos sobre la corriente en chorro

La idea de los autores del trabajo, que puede verse en la primera hoja del trabajo referenciado en las líneas de arriba, es aprovechar la corriente en chorro, que ellos dicen que se produce aproximadamente en los 30º de latitud, tanto norte como sur.

La anchura de la 'corriente' es de unos 1000 km y los vientos a grandes velocidades y muy constantes se producen a partir de los 4 600 m de altura.

Estos vientos se deben a la fuerza de Coriolis, de la que ya he hablado en este blog y que puede verse bien descrito en la Wiki.

Así que si hay sol y la tierra gira, tenemos esa corriente de aire. Lo cual es muy interesante, pues siempre hay sol y siempre gira la Tierra.

Los autores estiman que a esas alturas y esas latitudes se puede llegar a conseguir 40 kw por m².

En las notas anteriores de este blog hablábamos de 2 kw por m². La diferencia estriba en la altura.

Prototipo ya construido y probado a baja altura



Prototipo diseñado en el artículo del IEEE



Una aspecto muy importante es el del control del vuelo. Que esté quieto. Que aproveche bien la energía del viento. Que se proteja de los vientos excesivos, etc.

Es interesante pensar que si somos capaces de aprovechar una pequeña parte de la energía del viento a gran altura, habremos logrado producir varias veces la energía que consumimos anualmente en todo el mundo de una forma bastante limpia. Ya sabemos que la energía absolutamente limpia no existe.


Y con estos rotores voladores acabamos la serie de ordeñadores de la energía del viento a gran altura. Y estas son sólo algunas de las ideas existentes.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

Otra idea para capturar el viento, en este caso a alturas de 300 m

Siguiendo con esta pequeña recolección de dispositivos que capturan parte de la energía del viento a más altura que las usuales, pasamos a ver el dispositivo llamado MARS.

La altura a la que opera es entre 120 y 330 m.



En su funcionamiento hay varias ideas: 1) Se sustenta porque es un globo de helio. 2) El viento hace girar una turbina que está flotando. 3) Hay una fuerza hacia arriba debida al efecto magnus.

1 Es un globo lleno de helio



2 Las turbinas giran por la velocidad del viento





A través de los cables que lo sujetan a tierra se conduce la electricidad generada en las alturas hasta el suelo.

3 El efecto magnus hace proporciona una fuerza ascensional adicional que mantiene los cables tensos

El efecto magnus ya lo he tratado en otra historia en la que hablaba del Alcyon y de los barcos con velas cilíndricas.

El efecto se debe a que si tenemos un cilindro girando horizontalmente en una corriente de aire, hay una diferencia de presión entre la parte superior del cilindro y la inferior. Haciéndolo girar adecuadamente podemos hacer que haya una fuerza de empuje hacia arriba.



Algunos datos

Es fácilmente transportable.
Funciona con vientos desde 1 m/s y puede pasar de 28 m/s. En comparación los aerogeneradores habituales funcionan con vientos de 3 m/s y deben pararse al llegar a los 28 m/s.
Se aprovecha de la mayor velocidad del viento a mayores alturas, sin llegar a los ejemplos que habíamos visto en las dos historias anteriores.

El kwh generado es más caro que el convencional.

Información adicional

En la página web de la empresa que lo fabrica: Magenn

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

Una segunda forma de extraer la energía del viento a gran altura es una configuración de alas o cometas llamada laddermill. Básicamente se trata de una noria movida por el viento. La ventaja sobre el kitegen es que su altura operacional puede ser mucho más alta y, por lo tanto, utilizar vientos más veloces.

La idea viene muy bien explicada en esta imagen:



En la rueda de abajo está el generador; la e arriba es ficticia.

La clave está en que la inclinación del 'ala' o de la 'cometa' es diferente cuando está 'en el cable de subida que cuando está en el de bajada. En el de subida, el viento produce sobre ella la máxima tracción de elevación posible. Cuando está en el de bajada se sigue produciendo una cierta tracción, pero tan sólo la necesaria para sujetar el peso del ala y del cable. El resultado final de la suma de fuerzas es que es mayor la componente ascendente que la descendente, lo que hace que el 'laddermill' de vueltas.




En la Universidad de Tecnología de Delft, en Holanda, se están desarrollando varias tesis doctorales sobre el tema y esperan tener un modelo de 4 kW operativo en 2008.



Un artículo en el que se describe lo ya hecho está aquí y aquí

La forma resultante de 'la cometa' ha sido esta:


No todos parecen estar de acuerdo en que la idea funcionará, al menos si tenemos en cuenta el título de este artículo del 19 de enero de 2007:

Visionary Science or Simply Non-Sense? Workshop on Power Generating Kites at K.U. Leuven

Un astronauta de ESA detrás de la idea


Detrás de la idea está el físico y astronauta de la ESA llamado Wubbo Ockels que ha hecho importantes trabajos en los que se demuestra el crecimiento de la velocidad del viento con la altura.

Final

Queda muy poco para la fecha prevista de construcción. Estaremos atentos a los resultados.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

Los actuales generadores eólicos no son la única forma de extraer la energía del viento. Probablemente era la única forma de hacerlo hasta ahora; pero nuevos materiales, más potencia a menor precio en los sistemas informáticos, mejor conocimiento de la aerodinámica de las alas y, cómo no, nuevas ideas, están produciendo, al menos en el papel, nuevos sistemas de ordeñar parte de la energía del viento.

La energía del viento

La humanidad lleva aprovechando la energía del viento desde hace miles de años mediante las velas de los barcos. Las velas sufrieron muchas metamorfosis para hacerlas cada vez más eficaces a la hora de extraer la energía del viento. Y hoy en día siguen evolucionando, basta ver los parapentes y las alas delta deportivas para convencernos de ello.



También podemos ver las nuevas ideas aerodinámicas en el diseño de las cometas 'de los niños'.



A más altura más energía

La energía del viento se concentra en dos latitudes del mundo. Una es la franja que pasa por la Patagonia y la otra, por suerte para nosotros, es la que pasa por Europa y Norte América. Estudios que tratan de estimar la energía del viento estiman que la atmósfera en movimiento tiene una energía equivalente a siete millones de plantas nucleares.

Esas dos corrientes de aire, la europea y la patagónica, se sitúan entre los 500 y los 10 000 m de altura y su anchura está comprendida entre cuatro y cinco mil km. La potencia de ese viento es, por término medio, de 2 kW por m².

Hagamos uno de esos 'problemas de Fermi' de los que ya hemos hablado en otras ocasiones. La superficie de ese chorro de viento es de:

9,5 km de altura (10 km – 500 m)
5 000 km de anchura
Potencia media. 2 Kwh po m²

La potencia será la superficie por la potencia media que nos da: 95 TW (T de Tera: 10¹²).


En estas condiciones, en Europa, a más altura sopla con más velocidad y por lo tanto transporta más energía. Ese es uno de los motivos por los que los actuales aerogeneradores se instalan en lugares elevados.



En el diagrama de arriba, en el eje Y están las alturas y en el X la velocidad del viento. Este diagrama está realizado para Europa. Y, por supuesto, se trata de condiciones medias. Unos días hay más y otros menos.

En este diagrama hay dos puntos señalados con una gran flecha. El de la izquierda nos da la velocidad a 100 m de altura, que es la que alcanzan los generadores eólicos. El segundo punto nos señala los 800 m de altura. Vemos que la diferencia es muy notable. En el primer punto el viento tiene una energía de 40 W por m² mientras que en el segundo es de 320 W. Además, vemos que a partir de los 1 000 m la velocidad, y por tanto la energía, crece de modo abrupto. la velocidad del viento a una altura de 800-1 000 m es el doble de la que hay a 80-100 m.

Por otro, lado debemos de tener en cuenta que la energía que se puede extraer del viento es proporcional al cubo de la velocidad. Solamente este detalle, sin tener en cuenta otros factores, hace que la energía que podemos ordeñar al viento a 800-1 000 m de altura es ocho veces (2³) la que se obtiene a la altura de 80-100 m. Además, a dicha altura, el viento es mucho más estable y uniforme que a nivel de tierra.

La altura de 800 m está señalada pues es a la que podemos llegar con las tecnologías actuales. Según avancemos en este trabajo iremos viendo las razones por las que no podemos subir más, pero, de momento, baste señalar que hay que sujetar el extremo que vuela de algún modo, y eso depende de un hilo. La resistencia de ese hilo frente a su peso es un parámetro importante.

La empresa italiana Sequoia automation srl de Turín, ha presentado un prototipo del llamado Kitegen (de kite, cometa en inglés, y gen de generador), que ha sido considerado el mejor proyecto del año 2006 por el World Renewable Energy Congress. No se trata sólo de ideas; de hecho, presentaron un prototipo que funcionaba y producía 50 kW.

En una página con artículos aparecidos en la prensa italiana sobre Kitegen, la empresa Sequoia, nos da unos datos muy interesantes, comparando la energía de una central nuclear y la energía del viento. Nos dicen que los aviones no pueden sobrevolar una central nuclear en un radio de 5 000 m de la central y una altura de 1 500 m. Si estos números lo convertimos a una superficie vertical (que es lo que podrían usar los generadores eólicos) nos da quince millones de m².

La energía de cada m² depende de su altura, aunque podemos considerar que la energía a 1 000 metros es la media y tal como ya hemos visto es de cerca de 400 W. Eso significa que en esa superficie la energía del viento es de 6 GW. Si tenemos en cuenta que una central nuclear típica produce 1 GW estamos hablando de que el viento que pasa por la zona reservada de una central nuclear lleva 6 veces más energía que la que produce la propia central nuclear. ¿Sorprendente, no? El problema es que no tenemos tecnología para extraer toda esa energía; pero sí tenemos para extraer parte de ella. Aunque pocas dudas hay de que la energía es tanta que merece la pena investigar sobre métodos para extraerla.

Kitegen: cometas para extraer energía

Acabamos de mencionar este proyecto. Se trata de utilizar 'cometas' para mover una turbina generadora de electricidad. Lo llamamos cometa, por seguir con el juego de 'kite' en inglés; pero más bien podríamos hablar de parapentes.

Veamos una imagen artística del sistema, según la revista italiana Airone.



Vemos que se trata de una especie de 'caballitos' (carrusel). En la parte central, abajo, están los generadores de electricidad de tipo convencional. En los brazos del carrusel hay atadas cometas que le hacen girar. Si no se hiciera nada, la cometa llevaría al carrusel a un punto y ahí se quedaría quieta. Para lograr el giro, en primer lugar hay varias cometas (se necesita un mínimo de dos), y, en segundo lugar, la superficie que presentan al viento varía de una posición a otra.

Para lograr en cambio de perfil se utiliza este mecanismo:



Para conseguir una mayor superficie la cometa está inclinada. En el momento que se quiere disminuir esa fuerza, basta con ponerla vertical. Para lograr el giro la 'cometa' debe estar cambiando su posición permanentemente lo que se hace mediante los dos cables del dibujo que están controlados por un sistema informático. Además, en cada cometa, hay unos acelerómetros de estado sólido, que emiten los datos que necesita el ordenador para manejar los hilos.



Estos acelerómetros son similares a los que usa el aparato Segway para mantenerse vertical.

Perspectivas de Kitegen

El primer prototipo ya se ha hecho. La potencia del sistema es proporcional a la superficie de viento que interceptan las cometas, que a su vez es proporcional al diámetro del carrusel.

Los autores del estudio de Sequoia estiman que con un:

diámetro de 100 m se generarán 0,5 MW
diámetro de 200 m se generarán 5 MW
diámetro de 1 000 m se generarán 500 MW

También estiman que el costo de construir un sistema e 1 GW (el equivalente a una central nuclear) es de 80 millones de euros, que es muy poco comparado con cualquier otro tipo de central. Estiman que el costo de un MWh de energía producida será del orden de 1,5 Euros. O dicho de otro modo, un kWh costará: 0,15 céntimos de euro, lo que es mucho más barato que el obtenido por otras tecnologías. (Véase el artículo de Leonardo Libero aquí)

Además, señalan, que esa superficie no deja de ser útil para otros usos. Nada impide plantar y cosechar debajo de los brazos del carrusel. Es decir, no es una superficie inutilizada. Incluso hablan de combinar el Kitegen con células fotovoltaicas para aprovechar la superficie y para asegurar una mayor disponibilidad de la energía generada.

Ya sabemos que muchas veces lo presupuestado y lo real es diferente; pero aunque hubiera un error de 1 a 10, merecería la pena explorar la idea.

Otras ideas

La del Kitegen no es nada más que una de las muchas ideas para aprovechar la energía del viento.
En próximas entradas a este blog hablaré de Laddermill, de generadores de efecto Magnus, de ciervos volantes, de globos aerostáticos, de aviones eléctricos, etc.

Y me pregunto: lo mismo que hay corrientes de aire, hay corrientes de agua. Incluso las corrientes de agua son mucho más uniformes y estables. ¿Por qué no hacemos 'cometas' de agua?

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

El Durian (Durio zibethinu) es un árbol que produce unos grandes frutos, que pesan entre 2 y 3 kilos, y que son muy apreciados en el sudeste asiático por su sabor. Tienen un problema: huelen a rayos. Mejor dicho, huelen, según algunos, a 'calcetines sin lavar'. Otros dicen cosas peores; por ejemplo, en la figura que viene más abajo se lee, más o menos, (durian); es como comer crema de vainilla en una letrina, su olor es una mezcla de mierda de cerdo, aguarrás y cebolla, aderezado con calcetín recién llegada del gimnasio. El mayor productor del mundo, Tailandia, ha encontrado una solución para que se venda más: un durian sin olor nauseabundo.



Se pueden encontrar más datos sobre el durian en la página de wikipedia.

Tailandia ha promovido la investigación científica para tratar de conseguir frutos de durian que mantuvieran el sabor pero que no tuvieran el olor nauseabundo, pensando en exportarlo a los mercados occidentales. Un investigador lo acaba de conseguir. No ha sido fácil, ha cultivado más de 90 variedades de durian y un híbrido, al que ha dado el nombre de Chantaburi nº 1 conserva el gusto pero ha perdido el mal olor.

El nombre del investigador es Songpol Somsri y trabaja para el Instituto Tailandes de Investigación en Horticultura.

El nombre de la nueva variedad, Chantaburi, responde a que la mayor parte de sus investigaciones las ha hecho en la provincia Tailandesa del mismo nombre, que está a unos 330 km de Bangkok.

De momento tan sólo hay un árbol que produce esta variedad. Un árbol que plantó hace 18 años y que produce una docena de frutos al año.

Las novedades tienen sus enemigos

Claro que los puristas del durian dicen que no, que no les gusta; que comer un durian sin olor es algo insulso; tal vez apto para extranjeros ignorantes de las maravillas gastronómicas pero no para los auténticos connaisseurs. Era de esperar.

En una prueba de degustación hecha en Tahilandia las opiniones han sido variadas. Para algunos 'el durian sin olor nunca pueda saber tan bueno' y para otros es 'una maravilla'.

De momento no podremos comprobarlo por nosotros mismos por lo ya dicho, tan sólo hay un árbol que lo produce y está en un Instituto experimental; todavía no ha recibido las autorizaciones del gobierno para iniciar una plantación. Teniendo en cuenta que el árbol que actualmente da los frutos tiene 18 años, es de sospechar que pasarán bastantes años antes de que tengamos durian Chantarburi nº 1 en nuestras mesas. Pero estoy seguro de que lo tendremos.

Más datos

Le goût sans l'odeur

Stinkless Durian

Fans sour on sweeter version of Thailand's smelliest fruit

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

Los actuales reactores de pasajeros siempre tienen ventanas redondeadas. Pero no siempre fue así. El primer reactor de pasajeros que hubo fue el De Havilland Comet. Sus ventanas eran cuadradas. A partir