Mi experiencia en el Centro de Operaciones de la ESA

Hola a todos, una vez más, tras mucho tiempo sin escribir nada aquí. Y esta vez lo hago debido a un gran acontecimiento que he vivido hace poco.

Empiezo, por el principio.

Hará cosa de 2 meses vi un aviso por las redes sociales que sigo, en este caso de la Agencia Espacial Europea (ESA), de que iban a realizar un evento para gente que, como yo, le gusta divulgar la ciencia y la tecnología. Se trataba de asistir al ESOC (European Space Operation Center), el centro europeo de operaciones espaciales, que es una de las sedes más importanes de la ESA.

El evento, dirigido a "social media", consistía en asistir a este centro durante la noche del lanzamiento de un satélite que despegaría esa noche desde Kourou, en la Guayana Francesa. El satélite se llama Sentinel-2B y es el segundo de la serie Sentinel-2. Es un satélite que lleva una serie de cámaras que van a monitorizar, junto con el Sentinel-2A, toda la Tierra, completando toda la superficie cada 5 días, con una resolución máxima de 10m cada pixel. Las imágenes son obtenidas en 13 bandas del espectro, incluyendo los 3 colores del visible (Rojo, Verde y Azul), y otras bandas en el infrarrojo cercano.

Recreación artística del satélite. ©ESA2012

Entonces, bueno, cuando yo vi la noticia, pensé que estas son las típicas cosas imposibles, esas que nunca se sabe a quién le tocan, así que me dije: ¿para qué echar la solicitud?, pero luego pensé: "Si no la echo, SEGURO que no me toca". Así que lo hice, porque echarla es gratis. Lo que no era gratis era el vuelo y el alojamiento, pero bueno, como de todas formas no me iba a tocar 😜...

Al cabo de una semana, estando una tarde en el sótano de la facultad de informática, en la asociación de software libre de la Universidad de Sevilla de la que formo parte (SUGUS), me llega un correo diciéndome que he sido seleccionado para ir a Darmstadt (dónde está el ESOC) a participar en el evento #Sentinel2Go, que es el hashtag del evento. Yo, simplemente, no me lo creía. Al mirar un poco más me fui convenciendo de que sí, de que, afortunado de mí, me habían concedido ese inmenso privilegio.

Pensé por algún momento rechazarlo, al ver que los vuelos a Frankfurt eran caros y complicados; no hay un Ryanair directo. Pero al final me convencí de que no, que no podía dejar escapar una oportunidad como ésta, que me arrepentiría desde el segundo 2. Así que tras un rato de buscar y coordinar vuelos encontré una opción aceptable. El lanzamiento era durante la noche del 6 al 7 de Marzo (Lunes y Martes), así que volé el domingo para dormir allí las noches de Domingo y Lunes, y volar de vuelta el martes.

Poco a poco fui conociendo, por Facebook, a todos los otros afortunados, desconocidos antes, amigos muchos de ellos ahora. De todas las nacionalidades, franceses, ingleses, italianos, griegos, polacos, lituanos, españoles, holandeses, americanos, venezolanos, australianos... vamos en total unos 25 países. Todo tipo de perfiles. Estudiantes, trabajadores relacionados con el espacio, otros simplemente muy frikis del espacio, de todo... pero sabía que con todos ellos podría tener una conversación  muy interesante.

Por fin, tras un mes de ir haciéndome a la idea de que iba a ser real, llegó el día de viajar hacia Darmstadt (una ciudad mediana cerca de Frankfurt). Por otra parte, iba a ser la primera vez que viajaba yo, completamente sólo y por mi cuenta, a un país extranjero. Y eso me hacía mucha ilusión y me ponía algo nervioso, pero sabía que podría sobrevivir. Sobre todo tenía mucha ilusión, y muchas ganas de estar allí ya y de que durara mucho, ganas de aprovechar al máximo cada momento.

Llegué a Darmstadt el domingo a eso de las 19h y Darmstadt me recibió con una suave lluvia y unos 10ºC. Por la noche conseguí quedar con el grupo de unos 15 compañeros que ya estaban allí también, para tomar unas cervezas artesanales alemanas en el Darmstädter Ratskeller Hausbrauerei. Una muy buena bienvenida a Alemania.

Al día siguiente, por la mañana estuvimos "cachareando" con unos circuitos que montaba una de las compañeras. A las 14h, después de comer una buena salchicha Frankfurt, entramos los de mi grupo C, al ESOC. En total seríamos unos 80 o 90 "social media" repartidos en 4 grupos de unos 20.

La primera parte de la tarde consistió en una visita por las instalaciones del ESOC, dónde uno de los trabajadores de allí nos iba llevando por los diferentes edificios y oficinas para que expertos de cada sala nos explicaran su trabajo y les pudiéramos preguntar alguna cosa.

Earth Observation Control Room (sala de control de las misiones que observan la Tierra). Foto: Anne Grudzien.

Desde el ESOC se controlan todas o casi todas las misiones que la ESA mantiene actualmente. Esta visita es, quizás, lo que más me haya gustado del viaje. Fue un enorme privilegio entrar en las oficinas de algo tan importante y tan increíble para mí. En cada una de las salas había gente trabajando y otros que dejaban de trabajar para atender las preguntas que, nosotros, simples mortales, les queríamos hacer. Comprobé, con muchísimo gusto, que usan un entorno Linux (como no podía ser de otra forma) en todas sus estaciones de trabajo y servidores. Pregunté todo lo que pude, y flipé con estar en el lugar donde se controlan las misiones que llevo años siguiendo y compartiendo con mis conocidos. Y en breve caerán artículos más concretos sobre cada una de ellas:

• Gaia:     haciendo un mapa galáctico, a lo Star Wars.
• Rossetta:     aterrizando en un cometa
• ExoMars:     buscando indicios de vida en Marte
• XMM-Newton:     un telescopio de rayos X para escudriñar el universo
• LISA Pathfinder:     probando un laboratorio de ondas gravitacionales en el espacio.
• Galileo:     el GPS de europa
• Cluster:     estudiando el campo magnético terrestre
• Solar Orbiter:     acercándonos a nuestro Sol
• Copernicus:     estudiando la Tierra, sus océanos y la atmósfera (aquí entran las misiones Sentinel)

Por supuesto, las que a mi más me gustan son las que ellos llaman, de astronomía e interplanetarias, que son las que observan el universo o exploran los planetas y asteroides cercanos. (Cercanos, porque de momento, salir del sistema solar es impensable, estamos muy solos en el Universo, o no).

Bueno, pues tras la visita exprés, porque eramos muchos y todos debíamos pasar por todas las salas, a las 19h nos llevaron a cenar a un restaurante (Braustub’l) al lado de la estación de Darmstadt. Un buen sitio para comer mucho y muy buena comida alemana y cerveza alemana. Más salchichas, Apfelwein (una especie de sidra de manzana), Handkäs' mit Musik (queso con musica), Weizenbier (cerveza de trigo de la que me gusta a mi), un trozo de carne muy bueno, y algún filete que parecía empanado. No pudimos acabarnos todo. Buenas risas y un rato para conocer a más gente interesante.

En torno a las 21h volvimos al ESOC. Allí hubo alguna presentación más explicando el proceso del despegue de esa noche, y un rato para hablar entre nosotros y preguntar cosas a los que habíamos conocido durante la visita, pero no habíamos podido preguntar más cosas por falta de tiempo.

Sala donde se realizó la primera parte del evento #Sentinel2Go y las presentaciones

A eso de las 12:30 de la noche nos mudamos a otra sala, mucho más grande, desde dónde seguiríamos en directo el despegue, unas 2h más tarde, del cohete Vega desde la Guayana Francesa. Allí estaba todo el mundo, trabajadores del ESOC, social media invitados y los que trabajan en la ESA. Conocí personalmente a los que gestionan el Twitter, Instagram, Facebook, y la página en español de la ESA, con los que compartí muchas conversaciones.

También hablamos mucho rato los 4 representantes españoles sobre la divulgación y la educación de la ciencia entre los niños y jóvenes. Otro rato estuve hablando con el italiano Marco Zambianchi, uno de los encargados del proyecto Gaia, uno de los que más me fascina, y me contó muchas cosas que ya comentaré en otra ocasión.

Con todo eso, la hora del despegue, las 2:49 CET (Central European Time), llegó sin ningún tipo de sueño ni cansancio. La tensión se respiraba entre todos nosotros, formando parte del equipo. Las redes empezaban a calentarse, a pesar de ser tan tarde.

Dix, neuf, huit, sept, six, cinq, quatre, trois, deux, initié, allumage P80 et décollage.

La sala se invadió de un rugido grave de 80 toneladas de combustible sólido a base de aluminio quemándose a razón de 730kg cada segundo, ejerciendo una fuerza de unas 220 toneladas, para levantar un cohete "Vega" de unas 137 toneladas, acelerándose a unos 7m/s^2 (casi tan rápido como lo hace nuestra gravedad hacia abajo, pero hacia arriba), o sea, que salió realmente rápido.

A los 109 segundos, se separa la primera parte, esa de las 80 toneladas.

Y continua la segunda etapa (Zefiro 23), que dura 77s.

Tras ella, una tercera etapa (Zefiro 9), durante 120s.

Y por último una etapa de combustible líquido (AVUM) que se encendió y apagó varias veces para alcanzar la órbita que querían, una órbita polar a 700km de altura sobre la Tierra y que mantenga siempre el mismo angulo con respecto al Sol (síncrona al Sol). Todo esto sin poder hacer NADA desde el control de tierra, todos los comandos están pre-programados. Tan solo podíamos esperar que todo fuera correctamente.

Una vez conseguida la órbita, a las 3:48 AM confirmábamos la separación del satélite del resto de la última etapa del cohete.

A las 3:56 se establecía la comunicación con el satélite, uno de los momentos más importantes, porque si no puedes, ni siquiera comunicarte con el satélite, es que algo, quizás, ha ido muy mal y puede que hayamos conseguido poner una bonita piedra en órbita.

A las 4:08 esperábamos otros dos hitos importantísimos, el despliegue de los paneles solares para poder tener energía propia, y el momento de repartir la tarta para nuestra propia energía, aquí en la Tierra.

Patiently awaiting confirmation of #Sentinel2 B solar array deployment (and cake) #Sentinel2Go pic.twitter.com/WtUVPJqohC

— ESA EarthObservation (@ESA_EO) 7 de marzo de 2017

Finalmente, a las 4:14 nos llegaba la confirmación de que los paneles se habían desplegado correctamente y nuestro Sentinel-2B podría vivir sólo por al menos los 7 años que han previsto.

Lo siguiente fue brindar, tomar un poco de tarta y una cerveza, sí, a las 4 y pico de la madrugada, cuando el sueño empezaba a avisar.

A eso de las 5 y pico me fui a intentar dormir un poco antes de coger el vuelo a las 13:25 de ese mismo martes.

Y con esto acabó mi intensa, corta e increíble visita al Centro de Operaciones de la ESA. Me quedo con todo lo bueno que vi y aprendí allí, con el privilegio de entrar dónde pocos están autorizados, pero sobre todo con muchos nuevos amigos, con los que espero mantener el contacto y apuntarnos a la siguiente quedada.

Muchas gracias a todo el equipo de la ESA por darnos esta magnífica oportunidad, por la buena organización del evento, y por supuesto por el éxito de una nueva misión. La exploración espacial está viva y se acercan tiempos de grandes avances que estoy deseando vivir y aportar algo si puedo.

De verdad, gracias!

Energía a partir de materia

Hace unos días hablé con mi primo Javier Civera, que a veces me sorprende y me contaba que había estado pensando, sobre lo que escribí en mi primera entrada de crear energía a partir de la antimateria. Ya que explicaba yo que cuando la materia se junta con la materia se aniquilan mutuamente y sale energía en forma de fotones de luz. Pues bien, esta entrada va dedicada a él y a todo el que se haya preguntado algo así alguna vez.

Lo primero que hice el otro día fue mencionar a mi colega Einstein, y su famosa ecuación, que no es por la que le dieron el premio Nobel en el 1921, fue por el efecto fotoeléctrico, esencial hoy en día por ejemplo en la producción de energía solar fotovoltaica, (de la que algún día hablaré y que hoy en día todavía no es muy rentable).

Albert Einstein, en 1905, con sólo 26 años y recién acabado el doctorado, escribió varios artículos sobre física de cosas muy pequeñas (efecto fotoeléctrico, movimiento browniano) y cosas muy grandes (relatividad). Desarrolla en ese artículo lo que se conoce como la Teoría de la Relatividad Especial. Ya que 10 años más tarde completa la teoría con la Teoría General de la Relatividad.

Bueno, pues en la primera parte, plantea cosas muy sencillitas, pero a la vez bastante difíciles de asimilar totalmente. Simplificando la cosa, una de las cosas que describe es la equivalencia entre la masa y la energía. Es decir, que la materia y la energía no son cosas diferentes, son solo dos formas de ver una misma cosa. Yo más bien considero que todo es "energía" y que la energía cuando se junta, es como si se "solidifica" en forma de materia.

La relación es la famosa ecuación. E = m c^2

E es la energía, m es la masa, y c es la velocidad de la luz, que son 3·10^8 m/s (300.000.000 m/s o 300.000 km/s), y encima al cuadrado! Esto quiere decir que un poquito de masa da muchísma energía.

Veamos que significa esto, porque podríamos pensar que tenemos resuelto el problema de la energía. Fuera petroleo, carbón, nuclear, renovables... nadaa.. lo que nos hace falta es materia! La que sea, que te digo yo.. aire? agua? arena de la playa? todo podría valer no? y tenemos energía hasta el infinito y más allá.

Pues no es tan fácil. A ver, voy a explicar la forma más sencilla (que suele ser la mejor) de producir energía de esta forma.

La solución la tienen las estrellas, y además lo inventaron cuando el universo llevaba vivo entre un segundo y tres minutos. En ese tiempo se ideó ese método de conseguir energía y las estrellas empezaron a nacer y dar luz. Un día explicaré todo lo que pasó en ese segundo después del Big Bang y durante los siguientes días o años, o milenios, ya da igual.. todo esto fue hace unos 13 mil millones de años.

Bueno, por dónde iba?. A sí, que las estrellas ya habían inventado un método muy guay de conseguir energía.

A ver, pregunta: De que están hechas las estrellas?.................
Bueno pues hay diferentes tipos y varía según la edad y el tamaño y más cosas, pero básicamente, de Hidrógeno, y también suelen tener Helio. Que casualidad! Los dos primeros elementos de la tabla periódica. Acordarse, el Hidrógeno arriba a la izquierda y el Helio arriba a la derecha. Si nos acordamos, tienen lo que se llamaba número atómico 1 y 2 respectivamente.

Pues no es ninguna casualidad que sean los dos primeros elementos. A ver pensemos. Si las estrellas he dicho que empezaron a aparecer a partir de unos minutos tras el Big Bang es lógico, que antes, la materia no existiera, por así decirlo. Como he dicho, lo que había antes era energía.. luz..  y entonces Dios dijo: E = mc² !! y se creó la materia. Que es lo primero que creamos, pues lo normal, empezar por el principio: Hidrógeno.

Hidrógeno que al principio, si lo pensamos es super simple. Se trata de un miserable protón suelto. Porque al principio, esta todo tan pegado que ni siquiera hay sitio para que un electrón de vueltas alrededor suya. A veces el protón no está sólo y tiene uno o dos neutrones pegados y se llama entonces deuterio y titrio respectivamente. (Si habéis jugado al oGame os sonará el deuterio, no era un invento del juego).

Bueno, pues eso, lo más básico, lo que había a saco en los primeros minutos y lo que hay muchísimo en el centro de las estrellas es Hidrógeno, mas bien, protones. Entonces que pasa cuando los protones se mueven agitados por el calor que hay en el centro de una estrella y la altísima presión que hace que estén todos casi juntos? Pues que cuando chocan dos átomos de Hidrógeno (dos protones) se pueden quedar juntos y se forma un sencillo átomo del siguiente en la tabla, el Helio. Y también salen rayos gamma, es decir, "luz", energía, calor.. al fin y al cabo son casi igual todas esas cosas.

La pregunta de porqué sale energía? Como no, los físicos siempre preguntándonos "¿Porqué?" Yo pienso que somos adultos que nuestra cabeza se quedó en la época de la infancia que todos los niños preguntan el "porqué" de todo. Lo bueno, o lo malo, es que al final conseguimos respuestas, lo que nos hace preguntarnos más porqués..

La respuesta a esto es de Einstein.

El esquema casi completo es este siguiente. En cada paso, se puede explicar más a fondo y más pequeño que es lo que pasa, pero ya es suficientemente difícil esta imagen que he cogido de la wiki:

Lo rojo son protones y lo gris neutrones. (El positrón es el blanco, y es la antiparticula del electrón...).
El protón suelto es lo que se llama "hidrógeno"... el protón con un neutrón (²H) deuterio. Y después de Helio hay dos tipos. Helio-3 y Helio-4 según tenga 1 o 2 neutrones.

Si queréis, os explico más a fondo esta reacción que se llama cadena protón-protón. O la miráis en la wiki. Pero por privado o por vuestra cuenta. Aquí solo voy a haceros contar que a simple vista, la masa se conserva. Suponiendo que aproximadamente el protón pesa lo mismo que el neutrón y que los positrones y neutrinos y rayos gamma no pesan nada. Tan solo contad bolitas grandes antes y después de las reacciones, y se cumple.

Pero resulta, que si medimos de verdad lo que pesan unas cosas antes y después no se cumple la conservación de la masa.

Me explico. En la primera reacción, la suma de dos masas del protón es un poco mayor que lo que sabemos que pesa (medido experimentalmente) el deuterio. Y así con todas. Y en última instancia, los 4 protones SEPARADOS que usamos al principio suman MÁS que las cuatro bolitas JUNTAS que hay en el HELIO-4.

Que ha pasado con la masa esa que ha desaparecido?¿

E=mc²

Se ha transformado en energía.

La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Lo que sobraba de materia, se ha convertido en energía!

Y esto repetido un número de Avogadro veces (6·10²³ , un número con 23 ceros) que son los átomos de hidrógeno que hay en un gramo de hidrógeno. Y una estrella pesa 2·10³⁰ kg (Sol), pues ya me diréis cuanta energía se puede producir.


Con números:

Masa del protón (Mp):          1.67262178 × 10 -27 kg = 1.007 2 76 4 66 uma
Masa del Helio-4 (⁴He):         6.6464764 x 10 -27 kg=    4.002602  u

1.007 2 76 4 66 x 4 =  4.029105864
Helio:                           4.002602

La diferencia es un 0.7% de la masa inicial la que se pierde y se transforma en energía por cada 4 protones iniciales.

Calculando la energía con la E=mc²:

E = 0.04040107 x 10⁻²⁷ Kg * (3·10⁸)^2 (m/s) = = 3.96 x 10⁻¹² J (Julios)
Que no es mucho, pero es que es solo una reacción. En un mol de Hidrógeno (1g) tendremos:
2.4 x 10¹² J , es decir 2.4 billones de julios.. una locura...


Bueno pues ya está. Otro día profundizaré más en estos temas que yo creo que son de los más bonitos de la física, si os parece bien claro está. Comentadme que os parece please!!

Hasta la próxima!

Experimentos con fluidos no-newtonianos

En este post voy a explicar rápidamente algo que me preguntaron el otro día cuándo veníamos de vuelta del Abierto de Cataluña de remo. Estas son las típicas conversaciones que se tienen cuando uno lleva 6 o 7 horas aburrido en un autobús y le quedan otras tantas para llegar a casa.

Esta vez le dedico la explicación a Carmen Torres que fue quien sacó el tema, y a Valeria, Camila y el resto de gente que me pidió que lo explicara allí. Ahora lo explico un poco más completo y pongo algún vídeo interesante.

El tema trataba sobre los fluidos no-newtonianos, aunque más comúnmente lo podéis encontrar como el experimento de la Maicena con el agua, y que se hizo bastante famoso gracias al programa del El Hormiguero.

El experimento, (que yo intenté una vez sin mucho éxito) consiste en mezclar Maicena (Almidón de maíz) que se compra en cualquier supermercado con agua. Creo que el truco está en ir echando la Maicena poco a poco sobre el agua e ir constantemente removiéndola para que nunca queden grumos. Y así hasta que notemos que está "en su punto".

En su punto significa que tenga las propiedades de un fluido No-Newtoniano. ¿Y esto que es?? Pues, me parece que os vais a dar cuenta porque al intentar agitarlo fuerte parece que se pone duro y si lo haces suave parece líquido. O sea, que tenemos algo que no es ni sólido ni líquido.

En física llamamos fluido al estado de la materia que se caracteriza porque es capaz de amoldarse al recipiente que lo contiene. Esto incluye a los Gases y a los Líquidos, que como sabemos tienden a ocupar todo el sitio donde estén, a diferencia de los sólidos.

Un fluido es Newtoniano (Nombre que viene de Sir Isaac Newton) si su VISCOSIDAD  NO VARIA, es siempre la misma. La viscosidad es lo que conocemos por viscosidad, la dificultad de ser removido o de mover un objeto dentro de él. Por ejemplo, la miel es muy viscosa, y el agua es mucho menos viscosa.

Entonces un fluido No-Newtoniano es aquel que su viscosidad si varía según algún parámetro, por ejemplo, la temperatura o la presión. En general, como pasa con casi todo, no existen los fluidos newtonianos prefectos, ya que todos varían su viscosidad un poco por la temperatura por ejemplo.

Un ejemplo para los remeros es que el agua más caliente es menos viscosa, es decir más fluida. Es decir que con calor los barcos deslizan mejor que con frío. Y eso lo saben los remeros, en invierno la pista suele ser más "dura" que en verano. Es muy poco, pero puede notarse, y hay estudios que lo demuestran.

Bueno, pues vamos a nuestro agua con Maicena. Resulta que la mezcla de agua con partículas de maicena (que es almidón, es decir, una molécula de proteína -- ERRATA- mirar al final del articulo-- muy grande y que es poco soluble en agua) crea una disolución que se suele llamar coloide que tiene unas propiedades muy curiosas. Es un fluido no-newtoniano cuya viscosidad depende mucho de la presión que apliquemos. Aplicar presión significa golpearlo, apretarlo..

Lo que ocurre es que si aprieto, se vuelve muy viscoso, se parece más a un sólido, y si lo dejo sin apretar, se hace más líquido otra vez. Y con esto se puede jugar mucho y hacer experimentos muy curiosos como los que hicieron en el Hormiguero de andar sobre una piscina de éste fluido o colocar éste sobre un altavoz y que pase lo que pongo en el vídeo de abajo:

El experimento en El Hormiguero:

Bueno, pues espero que os guste la explicación y que lo intentéis hacer. Y a decirle a Carmen que siga con esa curiosidad por todo que tenemos los científicos.

Saludos, y hasta la próxima!

Fe de erratas:

En mi explicación tengo que corregir algo que he dicho mal, por lo que pido disculpas por no informarme un poco mejor. El Almidón NO es una proteína, claramente se trata de un polisacárido, de la familia de los Glucidos. Formado por muchos grupos como el de la imagen, por lo que se trata de una molécula muy gorda. (En parte por eso no es muy soluble en agua).

Es un error muy torpe por mi parte, ya que la bioquímica cuando la estudié por encima en 1º de Bachillerato me gustó bastante y la tenía controlada. Debo agraceder a Clara Palacio, estudiante de Biotecnología por advertirme del fallo.

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Ergómetro: relación entre parcial y watios

Cómo he puesto en el título que además de físico soy remero, pues voy a escribir algo sobre mi deporte esta vez. Es algo que llevaba tiempo queriendo hacer, y hoy en un momento me he puesto y lo he sacado.

Se trata de qué relación existe entre los famosos watios, y el parcial. A ver, dicho un poco más físicamente, los watios son las unidades en que se mide la potencia (P) y el parcial (/500m), es el tiempo en que se tarda en hacer 500m, es decir, una especie de inversa de la velocidad.


Explico cada una en un momento.

La potencia es una medida al mismo tiempo de fuerza (F) y velcidad (v). Es decir, $P=F\cdot v$. Es decir, que a más fuerte tiremos del palo, más potencia, y si lo hacemos en menos tiempo (más velocidad) mejor. Esto pasa igual en el ergómetro que en el agua.

El parcial da cuenta de lo rápido que avanza el bote o el ergómetro, aunque en este caso no se mueva nada, solo los numeros de la pantalla. El parcial se mide en tiempo (min:seg) que tardamos en hacer 500m. Por tanto, como decía antes es algo al revés que la velocidad, ya que sabemos que la velocidad es $\frac{espacio}{tiempo}$, y el parcial es $\frac{tiempo}{espacio}$. Por tanto estas dos cantidades están relacionadas muy facilmente. Podemos calcular la velocidad simplemente dividiendo 500 entre el parcial de 500 en segundos, para que salga velocidad en m/s, y multiplicando por 3.6 si queremos podemos pasarla a km/h.

Un ejemplo, alguien que haga 6:30 en 2000m. Sacamos su parcial: $\frac{6:30}{4}=1:37.5$. Y ahora dividimos 500 entre 60s+37.5s = 97.5s y nos da 5.13 m/s, que es algo normal. Imaginemos que va a 30 paladas/min, por lo que cada palada dura 2s, tiempo en el que el bote avanza unos 5.13m · 2 unos 10 metros. Que es lo normal que se suele andar en cada palada, fijarse cuando esteis en un campo de regatas, las boyas están cada 10m, y mas o menos es lo que viene a durar cada palada.

Bueno, vamos con los resultados de lo que he pensado.

Cuando me daba a mi por representar los datos de los watios frente a los parciales, me daba una curiosa curva en la que estaban todos los puntos bien alineaditos, lo que me dio que pensar en cual sería la ecuación de esa curva, y así tener perfectamente relacionados los watios con los parciales, con lo que los entrenadores no tendrían porque tomar los dos datos, ya que con uno de ellos el otro se calcula con la formula (que al fin y al cabo es lo que hace la pantalla del Concept).

Primero, por la forma pensé que sería una exponencial. Pero buscando en Internet encontré por ahí que la relación entre la velocidad máxima de una moto y su potencia es de tipo cúbica. Es decir que la potencia va como la velocidad elevada al cubo. Entonces probé esa formula y el resultado es que los datos se ajustaban perfectamente. Los datos los tomé en un amplio rango entre los alevines más pequeños que van mas o menos a 2:45 de parcial y los más rápidos test de 100m que ha hecho la española este año, que salen parciales de 1:14. La diferencia de watios ahí es inmensa, entre menos de 100W y algo más de 800 el test de Javi García.

Dibujo la curva y el ajuste por la ecuación cúbica:

La curva de mejor ajuste como he dicho es una función cúbica, y tiene la forma de $P= A v^3$, dónde A es un número que el programa me ha obtenido para que la curva se ajuste bien. Este número resulta ser: $A = 2.8000 \pm 0.0006$ es decir, un error muy pequeño, por lo que estoy casi seguro que es exáctamente 2.8. No por nada, sino porque como dije, seguramente el ordenador interno del Concept calcule los watios a partir de esta formula y use un valor exacto.

Por tanto, entrenadores, ya no hace falta que toméis los dos datos a cada deportista que haga un test, lo que es un buen ahorro en tiempo. Basta con tomar por ejemplo el parcial (o el tiempo total y calcular el parcial) y luego, con una hoja excel sacar la velocidad, elevarla al cubo y multiplicarla por 2.8 para obtener los watios. Si no os lo creeis, probarlo con vuestro último test y veréis que es cierto.

¿Opaco o transparente?

Llevo un tiempo sin escribir nada porque el segundo cuatrimestre ha empezado ya más en serio con sus prácticas y problemas y debería ponerme a hacer las cosas ya, que es lo típico que se dice de que "ésta vez no lo dejo todo para el final" y al final pasa lo de siempre. Pero no. Esta vez quiero hacerlo bien porque ya es el último cuatrimestre de la carrera y hay que terminarlo bien.

Aún así siempre se pueden encontrar huecos para ir escribiendo cosas. Lo que quiero contar en éste artículo es algo que no sé si alguien se ha preguntado alguna vez. Yo de pequeño por lo menos si lo hacía jeje. Y es el porqué existen cosas que llamamos opacas y otras que llamamos transparentes.

Para empezar debemos saber que esta propiedad hace referencia a la capacidad que tiene un material de dejar pasar o no la luz. Realmente hay toda una gama intermedia, los hay que dejan pasar parte de la luz sólo, como las gafas de sol o las cortinas por ejemplo. En el fondo tampoco hay nada totalmente transparente (salvo el vacío); todas las cosas absorben parte de la luz. Piensa en el agua. Decimos que es transparente, pero los buceadores saben que más abajo hay menos luz; y en el fondo de las fosas más profundas está totalmente oscuro.

Bueno, pues a ver, para comprender esto debemos saber lo primero que es la luz. La luz es una ONDA (también se puede decir que está compuesta por partículas, fotones; y en realidad es lo mismo, pero eso ya lo explicaré en su día. Se llama dualidad onda-corpúsculo). Vale, entonces voy a decir que la luz es una onda. Una onda electromagnética. Es decir, que lo que oscila es un campo eléctrico y uno magnético. Me explico. En la cuerda de una comba por ejemplo puedo formar una onda o en el río puedo formar también ondas. Y lo que oscila ahí es la altura del agua o la posición de la cuerda, ¿verdad? Pues lo mismo puedo formar una onda en el vacío o en el aire o dónde sea en la que lo que oscile es el valor del campo eléctrico y magnético. No os compliquéis mucho, el campo eléctrico es el que crea la corriente eléctrica de casa y el magnético es el que crean los imanes entre otros. Bueno, tampoco nos importa tanto como son exactamente las ondas electromagnéticas, lo importante para explicar esto es que son ONDAS, es decir, una oscilación que se mueve hacia una dirección.

Estas ondas electromagnéticas tienen una característica que es fundamental. Y es su FRECUENCIA, es decir, lo rápido que oscilan. A ver, pensad en un reloj de péndulo o en un columpio. Si lo empujas y lo dejas, se mueve de un lado para otro con una cierta frecuencia, que en principio no cambia, salvo porque se va frenando hasta que se para.

Volviendo a nuestras ondas. En la naturaleza puede haber ondas de muchos tipos de frecuencias diferentes. La frecuencia se mide en Hz (Hercios) y significa "oscilaciones por segundo". En informatica estamos hartos de ver que venden procesadores de tantos Gigahercios (GHz). Pues las ondas electromagnéticas existen con frecuencias desde algunos hercios hasta los quintillones o sixtillones, osea, un 1 con unos 20 ceros detrás.

En esta figura están ordenados los distintos tipos de ondas electromagnéticas por orden de frecuencias crecientes. Como vemos, cada fracuencia nos da un tipo de onda que es completamente diferente del resto, y aún así son de la misma naturaleza.

• A frecuencia cero, tendríamos lo que se llama corriente continua (DC). O sea, que no varía, esto es el límite para dejar de llamarse onda. Un poco por encima está la corriente alterna (AC), en España de 50Hz. Es la corriente que hay en los enchufes. Cambia de valor 50 veces por segundo.

• Las siguientes que tenemos a frecuencias relativamente bajas son las ondas de radio y televisión. Cuando sintonizamos la radio o buscamos los canales del TDT estamos variando en frecuencia y cada canal tiene una un poco diferente, por eso no se superponen y se pueden ver por separado (por la antena entran todos los canales a la vez). Estamos en el rango de los kilohercios (1000Hz = KHz) y los megahercios 1 000 000 Hz (MHz).

• Si seguimos aumentando hasta los gigahercios (GHz) 1000 millones de oscilaciones por segundo, llegamos a lo que se llaman Microondas. Si, las que todos conocemos que calientan la leche del ColaCao. También sirven para enviar información mediante satétile (ya que pueden atravesar la ionosfera) y también son las que usan los móviles, GPS, Wifi, Bluetooth...

• Seguimos subiendo y llegamos a la radiación Infrarroja. Esta es carácterística porque es la que emiten las cosas que estan calientes. Así funcionan las llamadas cámaras termográficas, en las que vemos coloreadas las cosas en función de su temperatura. También hay lámparas de luz infrarroja que dan calor para dolores de espalda por ejemplo. Y también existía el famoso "pásamelo por infrarrojos" de los moviles, que poniendolos cerca enviabas una foto o vídeo de uno a otro. (Ahora si acaso es Bluetooth o simplemente Whatsapp, pero al fin y al cabo es por Wifi, o red movil, es decir, ondas electromagnéticas).

• Por fin si subimos un poco llegamos a la que nos es más común aunque puede parecer que no tiene nada que ver con las anteriores: la Luz Visible. Se trata de una estrecha franja que lo único importante que tiene es que es detectable por el ojo humano. Igual que las antenas de radio "ven" sus ondas de radio, nosotros vemos la luz visible. Dentro de la luz visible podemos distinguir varias frecuencias, cada una representa un Color. Esto lo tenemos en el Arco Iris. En realidad no son 7 colores, es un continuo entre todas las gamas de colores.

• Seguimos aumentando la frecuencia y llegamos a la luz ultravioleta, también abreviados rayos UV. También los conoceréis por que siempre insisten en que son nocivos para la piel. Los más cercanos a la luz visible si atraviesan la atmósfera en gran parte y son los que nos ponen morenos y causan quemaduras. Los más lejanos son más peligrosos, pero los retiene casi por completo las capas altas de la atmósfera y la famosa capa de Ozono. La luz ultravioleta cercana también se llama a veces luz negra, y es la que ponen en discotecas y hace que las cosas blancas parezca que brillen como con luz propia.

• Más arriba nos encontramos con los Rayos X. También son conocidos por las radiografías de los médicos. También son peligrosos para los tejidos vivos; como todo a partir de la luz visible.

• Y por último llegamos lo más energético (de más alta frecuencia), los Rayos Gamma. Quizás no tan conocidos, es la radiación que emiten los núcleos de los átomos cuando se rompen o se perturban en general. Esta, junto con los rayos X es lo que entra dentro de lo que podemos llamar Radioactividad. Lo emiten cosas como el Uranio o Plutonio, o como una práctica que hice el otro día el Cobalto 60 y el Cesio 137 jeje. Y las muestras las cogíamos con la mano (dentro de un plástico) y la colocabamos en un sitio dónde medíamos cuantas partículas emitía. Quiero decir, que hay radiación totalmente inócua, radiación algo peligrosa a la larga y radiación muy peligrosa. Existe una radiación ambiental permanente en todas partes que es inofensiva, (o estamos adaptados a ella). Ya expliqué una vez en mi Facebook que el plátano tiene Potasio 40 que es radiactivo pero no es un problema.

Bueno, seguimos con lo nuestro, que me desvío del tema. Otro día escribiré algo sobre la Radiactividad y la Energía Nuclear.

Bien, como hemos visto la radiación electromagnética es de lo más variada. Y estamos rodeados siempre por casi todos los tipos. Visible si vemos algo, existe. Radio, televisión, móvil, GPS, Wifi, si tenemos cobertura, también existe. Infrarroja siempre, porque todo tiene una temperatura. Y las otras normalmente no mucho, pero podemos por ejemplo hacernos una radiografía.

Entonces, que significa opacidad y transparencia.

• Opacidad es la propiedad que tiene un material de no dejar pasar la (luz) onda. Cotidianamente se dice sólo para el caso de la luz visible, pero hemos visto que hay muchas más.

• Transparencia es lo contrario, que la deja pasar.

En general los materiales no son opacos siempre ni transparentes siempre. Mas bien nunca son siempre del mismo tipo. Imaginemos. Las paredes de casa son opacas no? no dejan pasar la luz solar. Pero en cambio si que tenemos cobertura con el movil ¿no? (normalmente...) O el Wifi, que llega de unos pisos a otros.

Otro ejemplo. Y es la explicación de porqué se usan los Rayos X. Los huesos son más duros que los músculos y el resto del cuerpo. Los huesos son opacos a los rayos X y el resto es mas o menos transparente. Por eso, si "miramos" con Rayos X, vemos el cuerpo como si le quitaramos la carne, vemos sólo lo opaco, los huesos.

Con todo esto vemos que según "como miremos" vemos de una forma u otra. El ser humano natural sólo es sensible a la luz visible con los ojos, y a la luz infrarroja, por la piel, lo que notamos como calor. Pero como el ser humano siempre ha sido científico, simpre ha buscado como ver más allá, y "mirar" con otros ojos y se han diseñado aparatos para que actualmente podamos emitir y recibir luz de casi cualquier tipo de todo el espectro electromagnético.

Ahora, como siempre, si queréis quedarse, hago una pequeña ampliación de cómo y porque la materia es opaca o transparente, para eso, como casi siempre, nos iremos a ver como está hecha la materia microscópicamente.

Profundizando un poco. Interacción radiación-materia.

Para comprender un poco mejor porque realmente unos medios son opacos y otros transparentes debemos saber como interactúa la luz (llamo luz a cualquier onda electromagnética) con la materia.

Como he explicado, las ondas son oscilaciones de algo que viajan por el espacio a lo largo del tiempo. Podemos imaginarnos la onda que podemos formar en una cuerda. Si yo le doy un meneo en un extremo, y está colgada sostenida por otra persona en el otro extremo, la perturbación se propagará por la cuerda y llegará al compañero en un cierto tiempo. ¿Que pasa cuando llega a él? Si la otra persona tuviera los ojos cerrados y solo sostiene la cuerda quieta, ¿le podemos pedir que cuando le llegue la onda a él nos lo diga? Claro. Cuando le llegue, el sentirá como la cuerda le hace una cierta fuerza. Por lo tanto podemos ver que una onda transmite una información, una energía, que es capaz de provocar cambios en el receptor.

Hablemos ahora de nuestras ondas EM (para abreviar). Como su nombre indica, estas ondas son la composición de dos ondas acopladas, una eléctrica y una magnética. El que más nos interesa para lo que voy a explicar es el eléctrico. Si nos acordamos de algo de Física de Bachillerato, los campos eléctricos hace que las cargas (positivas y negativas) se aceleren en una dirección. Ahora recordamos que la materia está formada por átomos, y que estos están rodeados de una capa de electrones, que son cargas negativas.

¿Que pasa si yo "ilumino" un material con una onda EM? Pues, como estoy haciendo llegar un campo eléctrico oscilante, éste hace que las capas más externas de todos los átomos del material se empiecen a mover al ritmo de la oscilación del campo que les llega.

Pero ahora ocurre algo bastante curioso:

Resonancia

La resonancia es un suceso muy habitual en la física que trata de como responde algo que puede oscilar cuando lo obligamos a oscilar con una fuerza externa.

Pongo un ejemplo que siempre uso para explicar esto. El columpio. El columpio, en física es lo que llamamos un péndulo. Vamos, péndulos hay muchos más y todos seguro que conocemos algunos ejemplos más. Pero es que para los físicos, el péndulo es algo muy recurrente para explicar muchas cosas.

Un péndulo es lo que se llama un oscilador, es decir, algo que se puede mover pero siempre en torno a una posición de equilibrio. En el caso del columpio es cuando está quieto totalmente vertical. Si nosotros lo empujamos empieza a oscilar y al cabo del tiempo (por el rozamiento) se para en el centro otra vez.

Bueno, pues se puede demostrar que la frecuencia de oscilación de un columpio o péndulo es siempre la misma. Solo depende del largo del péndulo. Por eso se usan los péndulos en los relojes, porque siempre oscilan una vez cada segundo o lo que sea, pero siempre igual.

Entonces, ¿Que tenemos que hacer para columpiar a nuestro primo pequeño que se ha subido al columpio? Pues empujarle, muy lógico; y todos sabemos hacerlo. Pero no es tan sencillo. Si queremos que siga moviéndose y cada vez más alto, no podemos empujar de cualquier forma. Si lo piensas, si empujas mientras viene hacia ti  lo que haces es frenarlo. Y si empujas cada demasiado poco tiempo tampoco funciona. Ésto también se ve más claro si eres tú el que sentado intentas columpiarte.

¿Que significa ésto físicamente? Lo que estás haciendo es acoplarte a la frecuencia propia del péndulo  Ya que no puedes cambiarla, te tienes que amoldar a ella. Tienes que entrar en RESONANCIA con la frecuencia propia del péndulo (que la llamamos frecuencia de resonancia).

Todos los osciladores del mundo tienen frecuencias de resonancias. Los péndulos y las cosas simples sólo una, pero en general tienen varias o muchas.

La resonancia es la clave para los sintonizadores de radio, para los instrumentos de música o las famosas resonancias magnéticas que hacen los médicos (algo parecido a las radiografías de rayos X pero para partes blandas)

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Bueno, volviendo a nuestros átomos rodeados de electrones. El caso es que los electrones forman como un péndulo que se puede mover en torno al centro del átomo, que sería su posición de equilibrio.
Cuando el campo eléctrico oscilante llega al átomo mueve los electrones con la misma frecuencia que la onda incidente. Pero la amplitud con que los mueve depende de si la frecuencia de la onda está cerca o no de alguna de las frecuencias de resonancia del átomo.

Imaginemos que la frecuencia exactamente coincide con una resonancia. Entonces la onda mueve mucho los electrones y digamos que "gasta" su energía en moverlos. Lo que pasa es que la intensidad de la onda se va reduciendo mucho en cada átomo que obliga a moverse, por lo que al cabo de una cierta distancia la onda se ha reducido tanto que no queda nada. ¿Que pasa? Que la luz no sale por el el otro lado del objeto, y tenemos un objeto OPACO, (para esa frecuencia).

Si cambiamos la frecuencia de la onda que llega al mismo objeto, puede que no estemos en una región de resonancia y entonces lo que pasa es que los electrones "ni se enteran" de que les ha llegado una onda. Y la onda prácticamente no pierde su energía y atraviesa el material casi perfectamente. Tenemos que este material es TRANSPARENTE para esa frecuencia.

Como los átomos cada uno tiene sus propias frecuencias de resonancias, podemos tener materiales que por ejemplo para el visible son bastante transparentes (como el vidrio, el agua, el aire), opacos (madera, hierro, tierra...) o absorbentes en mayor o menor medida.

Por otro lado, un mismo material, como la madera, puede ser opaco para las frecuencias de la luz visible pero a la vez transparente para las ondas de radio o las microondas del Wi-Fi, ya que aunque cerremos la puerta, tenemos cobertura. Y lo mismo con mil ejemplos que se os ocurran, (Rayos X y radiografías; rayos ultravioleta con la capa de ozono).

Vale, pues eso es todo, que me he enrollado un poco más de la cuenta. Espero que hayas disfrutado tanto como yo escribiéndolo y que hayas entendido lo que quería explicar. Gracias por leerme. Hasta pronto.