junio 2013
Ya desde un principio, sabemos que el agua en el interior del maíz tiene que evaporarse para convertirse en un gas y que así la presión aumente, cosa que no ocurrirá hasta que la semilla se encuentre a 100ºC así que, de alguna manera, en algún momento nuestra piel tendrá que estar a esa temperatura. Sólo con este dato podemos anticipar que, si pueden cocinarse palomitas con las manos, no va a ser una tarea agradable.
La siguiente fórmula relaciona la cantidad de energía que vamos generando al frotar las manos (suponiendo que toda la energía se convierta en calor) y la energía necesaria para calentar las manos hasta 100ºC para que actúen como sartén.
Donde estimamos la fuerza entre las manos de poco más de 5 kg (F=50N), encontramos el calor específico de la carne humana para saber a qué ritmo absorberán el calor generado nuestras manos (Ce= 3470 J/kg·K, sacados de engineering toolbox, que empieza a darnos bastante miedo), el coeficiente de rozamiento entre las manos (µ=0.62), la masa de las manos es de unos 450 gramos cada una (m=0.45 kg) y la temperatura a que tenemos que añadir a nuestras manos para llegar a los 100ºC, suponiendo que las tenemos a unos 35ºC, es T=65ºC.
De las variables que influyen, podemos controlar el tiempo que pasamos frotando las manos (t) y la velocidad a la que lo hacemos (v). Por tanto, podemos enfocar el problema de dos maneras: la primera es frotar lo más rápido posible para que las palomitas se hagan lo antes posible, y la segunda es frotar tranquilamente para generar calor poco a poco y hasta, eventualmente, acumular el suficiente para cocinar.
Vamos a probar la primera opción.
Si queremos las palomitas hechas, por ejemplo, en 1 minuto:
v = T Ce 2m /u F t = 568 m/s.
Como suele pasar en las secciones de respuestas, hemos superado por mucho la velocidad del sonido, que es de 344 m/s en el aire. Además, pasarde 0 a 568 m/s sometería las manos a una aceleración (suponiendo un recorrido de unos 20 centímetros durante el frotado), de 3130 m/s^2, que son unos 319 G.
Vamos a describir lo que ocurriría en nuestras manos a esas velocidades.
Nos colocamos en la que definiremos posición inicial: la mano izquierda la dejamos fija y juntamos los dedos de la mano derecha con la palma de la mano izquierda. La mano derecha acelera frotando la piel de la otra mano de 0 a 568 m/s en apenas 20 centímetros. Este movimiento dura tan sólo 0.000352 segundos y somete la mano derecha a una aceleración en dirección contraria de 289.5 G, más que de sobra para romper cualquier hueso del cuerpo.
>Mientras la mano derecha acelera, se forma delante de ella un frente de presiones extremadamente altas, ya que el aire no tiene tiempo de apartarse de su camino. Al aumentar mucho la presión del aire, como durante la caída de un meteorito, la temperatura aumenta drásticamente y la piel de la parte superior de la mano alcanza temperaturas muy por encima de los 100 grados.
Acabamos de empezar y probablemente todos los huesos de nuestras extremidades superiores estarían rotos, además de sufrir quemaduras de tercer grado en las manos. Pero aún no hemos acabado: hemos hecho el primer movimiento, falta el retorno. Cuando la mano derecha llega al final del recorrido, deberá frenar por completo para «hacer marcha atrás» y seguir generando fricción con el movimiento opuesto. El frenazo reducirá la velocidad de 568 m/s a 0 m/s en una distancia de apenas un par de centímetros, necesarios para mantener el contacto entre las dos manos. Esto generaría una deceleración de unos 28400 m/s^2, que esta vez son 2895 G. Sorprendentemente, un buen reloj mecánico abrochado a tu muñeca sobreviría a este frenazo, pero ninguna otra parte de tu brazo podría decir lo mismo. Además, la onda generada durante la etapa anterior emitiría un estruendo similar al de un petardo mediano mientras la mano derecha vuelve a su posición inicial y trozos de tu piel se van quedando atrás.
No soy médico, pero creo que esta opción no es fisiológicamente viable para un solo movimiento, así que hacer esto durante un minuto queda totalmente descartado. Aunque, claro, el motivo principal es que sería imposible que, como humanos, alcanzáramos esa velocidad. Así que vamos a ver si podemos tenerlas hechas en un periodo de tiempo razonable, frotando las manos a una velocidad que no requiera el sacrificio de nuestras extremidades.
Para tenerlas hechas en los 3 minutos que tarda el microondas, necesitaríamos rascar las manos a 208 m/s. Pese a encontrarnos en el rango de velocidades subsónicas, sigue sin ser factible. En 5 minutos, seguiríamos necesitando frotar las manos a 125 m/s y a 63 m/s para tenerlas hechas en 10 minutos. Obviamente, ninguna de estas velocidades es sostenible instantáneamente, así que mantenerlas durante más de un segundo no es posible.
Como nos gusta tener piel y músculos, decidimos que preferimos la opción de frotar las manos a unos 30 centímetros por segundo, un ritmo mucho menos antinatural.
Entonces, las palomitas empezarían a explotar en:
t = T Ce 2m / u F v = 125256 segundos
Por tanto, frotando las manos a una velocidad razonable, tardaríamos 1 día, 10 horas y 48 minutos en alcanzar los 100 ºC necesarios para cocinar las palomitas. >Esto también tiene un problema: durante casi todo ese tiempo, tus manos se encontrarían a temperaturas de más de 50ºC, lo que las iría secando y abrasando lentamente.
O sea, que eligiendo esta opción estarías cambiando la desintegración instantánea (y, probablemente, indolora) de tus extremidades por un doloroso ritual de fuego de casi un día y medio de duración que terminaría requiriendo la amputación de las manos.
Conclusión: no puedes hacer palomitas frotando las manos.
Nota: Extrañamente, no hemos encontrado información sobre ningún récord de «el mayor tiempo frontando las manos», lo que nos ha extrañado. Se agradecerá cualquier información al respecto (si nos enviáis un vídeo reproduciendo los resultados predichos, aún mejor).
Pablo Gómez nos pregunta esta semana durante cuánto tiempo tendría que gritarle a un pedazo de queso para fundirlo.
¿Pero cómo vas a calentar algo gritándole? ¡Eso no tiene sentido!
Más o menos, de la misma manera en la que las cosas se calientan por fricción (de hecho puedes hasta soldar cosas sólo usando fricción). Nos explicamos.
Las ondas sonoras son frentes de altas y bajas presiones que se alternan.
En nuestro ejemplo, un hombre está gritando hacia una pared por algún motivo que sólo él conoce y genera frentes de ondas a diferentes presiones (lo que nuestros oídos interpretan como sonido) que impactan contra la superficie del muro. Cuando un frente de presiones altas empuja el muro (1), éste tenderá a desplazarse un poco al ser empujado. Cuando este frente de presión más alta termina, le sigue uno a presión más baja que no es capaz de empujar la pared con la misma fuerza, por lo que el muro puede desplazarse de nuevo hasta la posición en la que se encontraba (2). Esta ligera sucesión de movimientos, muy rápida en la realidad, genera fricción entre las moléculas, lo que las calienta.
Volviendo al tema que nos ocupa, la fundición de derivados lácteos a gritos, para resolver el problema tendremos en cuenta dos cosas:
1) La potencia necesaria para calentar algo de una temperatura a otra.
2) La potencia que son capaces de transmitir las ondas sonoras generadas por los seres humanos.
Por suerte, alguien ya había respondido a algo parecido con tazas de café y, como nuestro caso tiene los mismos fundamentos, usaremos ese procedimiento tomando las siguientes variables:
1) El calor específico o «la cantidad de calor necesario para aumentar la temperatura de una unidad de material un grado». En esta página, que nos ha dejado francamente sorprendidos, aparece el calor específico para diferentes alimentos. Para el queso, son 3680 Joules (unidades de energía) por kilogramo.
2) Como Pablo no ha especificado qué tipo de queso quiere fundir a gritos, tomaremos como referencia el queso parmesano, que se funde a unos 82ºC. La temperatura de fusión media de los quesos ronda los 50 grados, pero nos gusta ponernos en el caso más extremo.
3) Estimamos que las lonchas pesan unos 20 gramos.
4) Tenemos en cuenta que un grito humano se produce a unos 80 decibelios, que son unos 0.001 wattios de potencia.
Con esto, podemos empezar a calcular para varias situaciones.
- Si el queso se nos ha olvidado tirado por encima de la encimera y está ahora a temperatura ambiente, unos 20ºC, entonces tendremos que gritarle durante 52 días, 19 horas, 26 minutos y 24 segundos hasta que se funda.
- Si lo teníamos guardado en la nevera y sacamos el queso a unos 5ºC, entonces tendremos que calentarlo más hasta llegar a la temperatura de fusión y requerirá de 65 días, 16 horas, 33 minutos y 36 segundos de gritos continuos para fundirse.
Hasta ahora no parece prometedor el panorama, y menos si tenemos en cuenta que cada vez que paramos de gritar el queso pierde calor por contacto con el aire.
Pero, bueno, si seguimos empeñados en no gastar electricidad, la única opción que nos queda será gritar más fuerte.
El record Guiness al grito más potente emitido por un ser humano está en 129 decibelios, un ruido similar al de una ametralladora, lo que equivale a unos 7.94 W de potencia acústica.
- Incluso siendo capaces de gritar así a 129 dB, seguiríamos tardando… 11 minutos y 54 segundos.
¡Espera! ¡Tiempo muerto! ¿Cómo hemos pasado de días a minutos en tan poco espacio?
La escala de decibelios no es lineal, es decir, el doble de decibelios no significa el doble de potencia. Un aumento de 10 decibelios corresponde a la multiplicación de la potencia por un factor de 10. Por ejemplo, 130 dB producen 10 W de potencia, pero 140 dB producen 100 W.
Seguimos con lo que estábamos.
Hemos mejorado bastante, pero después de 12 minutos gritando sin parar a ese volumen, la cantidad de caramelos de eucalipto que habremos tomado nos impedirán saborear el resultado. De todas maneras, aquí está la portadora del récord demostrando su habilidad.
Es difícil plasmar el sonido a través de los altavoces de nuestros ordenadores, pero al final del vídeo comparan en vivo el grito de esta señora con otros ruidos para comprobar el nivel de ruido que es capaz de generar.
Viendo que el ser humano ha seguido una línea evolutiva distinta a las sandwicheras, tendremos que encontrar una manera de generar más ruido que no requiera de nuestras vías respiratorias.
- Con 150 decibelios, el nivel de ruido de una sirena de policía, estamos desarrollando 1000 W de potencia. Con esta potencia, el queso tardaría tan sólo 5.67 segundos en empezar a fundirse.
Lo que nos ha dado una idea para una nueva patente.
Pero no nos conformamos. Casi 6 segundos es demasiado tiempo que esperar para comernos un sandwich porque nos tenemos que comer el mundo.
- El lanzamiento de un cohete Saturno desarrolla una potencia de 100 millones de Wattios durante su despegue. Si consiguiéramos colarnos en el lanzamiento de uno de estos cohetes y acercarnos lo suficiente como para no quemarnos con los vapores a altas temperaturas que salen del propulsor, los 200 dB de ruido que generaría toda esa potencia fundirían el queso de nuestro sandwich en 0.0567 milisegundos, lo que está muy bien, pero a 200 decibelios ocurre también otra cosa curiosa: tu tejido pulmonar empieza a romperse y entra aire en tus arterias que va hasta el corazón, provocando embolias a raudales y, por supuesto, la muerte**.
Total, que en la base de un cohete Saturno, tu sandwich estaría listo en un momento, pero también morirías casi instantáneamente.
**De esto se dieron cuenta por primera vez médicos de la Primera Guerra Mundial, cuando llegaban soldados con hemorragias internas pese a estar relativamente lejos de la zona donde se producía una explosión. No tardaron en darse cuenta de que el responsable de esto era el sonido: las ondas expansivas de las bombas, en realidad, no son más que ondas de sonido llevadas al extremo capaces de generar diferencias de presión enormes. A partir de ahora, vamos a pensar en una bomba como un grito extremadamente fuerte encerrado en una caja y que una guerra no es más que una discusión a ver quién grita más fuerte.
El año pasado vi esta noticia y me la hemos vuelto a encontrar ahora por casualidad.
DESCUBREN UN PLANETA DE DIAMANTE
El titular evoca una imagen así.
Y no, las cosas no funcionan de esta manera.
A parte de decir sinsentidos como «velocidad hiperbólica» y, aunque más o menos aclaran la falacia que es es el titular, creo que el artículo no termina de dejar claro el asunto, así que le tomaré el relevo al periódico ABC en un gesto de humildad sin precedentes.
El supuesto megadiamante es 55 Cancri e, uno de los cinco planetas que orbitan la estrella 55 Cancri A. De hecho, gira alrededor de su estrella tan cerca que su año dura 18 horas y la temperatura en su superficie ronda los 2000 ºC. Es un planeta rocoso gigante catalogado como una súpertierra, con una masa 14.2 veces mayor que la de nuestro planeta.
En primer lugar, ¿Qué diferencia a 55 Cancri e de la Tierra?
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