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2013

Respuestas (III): ¿Se puede encender fuego usando sólo hielo?

by Jordi Pereyra
Mario García Monterde (soltero, 23 años) pregunta si puede hacerse fuego con hielo, dándole forma de lente y usándolo como una lupa. Dice que lo vio en una película sobre osos asesinos.

Descompongamos el problema.

Objetivo: curvar los rayos solares para concentrarlos en un punto.

Problemas: 

Número 1. Debido a impurezas o aire disuelto, el hielo no se congela de manera uniforme. Cualquier imperfección o burbuja de aire en su interior va a desviar la luz en una dirección que no nos conviene.

Número 2. Hay que tener en cuenta que no todos los materiales transparentes desvían la luz en la misma medida. La magnitud que define esta propiedad se llama coeficiente de difracción, y determina el ángulo con el que rebota la luz que entra en la lente. Por ejemplo, el cristal tiene un coeficiente de entre 1.5 y 1.9, el diamante de 2.43, pero el hielo de sólo 1.32. Esto significa que le cuesta mucho desviar la luz, y que una lente de hielo de medidas similares a una de cristal se comportaría más o menos así:

Solución:
 
En primer lugar, procurar que el hielo tenga las mínimas imperfecciones posibles, lo que no es muy difícil si tienes un congelador, paciencia y una botella de agua.
En segundo lugar, para compensar el bajo coeficiente de difracción del hielo, aumentamos la curvatura de la lente.
Vale, pero veo un problema- dijo Mario-, ¿la luz que pasa por la lente no va a fundir el hielo?
 
Nnnnno.
Cuando te dejas el coche al sol en pleno agosto (febrero, para los lectores del hemisferio sur) y tocas la carrocería de metal, puedes notar que la radiación solar le ha estado transmitiendo energía porque va a estar al rojo vivo. Básicamente, la luz impacta contra tu coche y, como no puede seguir su camino, le transfiere toda su energía en forma de calor. Y esto multiplicado por miles de millones de millones de fotones cada milésima de segundo.
En la misma situación del coche on fire, si te fijas, los cristales apenas están calientes. Al tratarse de un material transparente, la luz  lo atraviesa en lugar de chocar contra él, por lo que no transfiere energía al cristal y sigue su camino hasta llegar a la siguiente superficie opaca, que seguramente será tu volante o el lateral de la puerta donde te da por apoyar el brazo mientras conduces.
Es decir, que el hielo no se fundirá mientras el aire de su alrededor esté suficientemente frío como para mantenerlo congelado.
¿Puedes probar que todo esto es verdad y no te lo estás inventando?
Hay muchos ejemplos en internet de gente que ha probado esto y funciona, desde artículos en páginas de supervivencia  hasta vídeos en los que muestran el proceso y su resultado.
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El camarón pistola o «Mantis Shrimp»

by Jordi Pereyra

¿Quién pega los puñetazos más fuertes del mundo? ¿Mike Tyson? ¿Ronnie Coleman? ¿Jackie Chan? Pues no, los reparte esta gamba.

«Thu EnViidiiah alim3ntah m3 fOrtalezz4»

¿Qué me estás contando? ¿Con qué puños?
Bueno, proporcionalmente, claro. El camarón pistola es un crustáceo que pertenece a la familia de los estomatopodos (literalmente, «patas en el estómago») que habita la gran barrea de coral, en Australia. Los buceadores los llaman algo por el estilo de «los rompepulgares» porque, además de ser muy agresivos y estar como cabras, la naturaleza los ha dotado de una fuerza desproporcionada.

El camarón pistola es capaz de romper desde caparazones de moluscos a cristales de pecera en la que estén contenidos.
¿Pero de dónde saca una gamba esa fuerza?
El camarón aprovecha un fenómeno llamado cavitación, algo que en el mundo de la ingeniería naval intenta evitarse a toda costa. Consiste en lo siguiente Cuando algo se mueve muy rápido por el agua genera zonas de presión cambiante muy dispares que, técnicamente, forman miles de «burbujas» que implosionan sobre la superficie que está aplicando la fuerza sobre el agua. Exposiciones prolongadas a este fenómeno pueden tener consecuencias poco deseables…
Hélice de barco con desgaste por cavitación. Crédito: Eric Axdahl.

… MUY poco deseables.

Bomba centrífuga desgastada por cavitación. Crédito: Jean-Jacques Milan.

El arma secreta del camarón pistola, capaz de producir un efecto similar a pequeña escala, se encuentra en su abdomen: un brazo retráctil que actúa como un martillo y que carga como si fuera un muelle para acumular energía.
Crédito: jet.biologists.org.

La rodilla del apéndice de este animal, que en el dibujo corresponde a las «piezas» c y v, pliega con fuerza el mazo y lo deja en posición flexionada. Cuando al camarón se le va la olla y considera necesario agredir algo, desplaza la pieza v como si fuera un gatillo y libera la tensión acumulada, soltando su mazo con una aceleración de hasta 10.400 g.¿Cómo que «g»? ¿Gramos?

No. Un g (leído tal cual, «ge») equivale a la aceleración con la que la gravedad de la Tierra tira de un objeto cualquiera, que son casi 10 metros por segundo cada segundo. En un coche acelera de 0 a 100 en tres o cuatro segundos, por ejemplo, el conductor experimenta una fuerza que le tira hacia atrás de 4 g o, lo que es lo mismo: cuatro veces su peso empujándole en dirección contraria. Los pilotos de caza soportan unos 9 g, lo que a la mayoría del resto de humanos nos dejaría inconscientes.

La muerte se produce, de media, a unos 25 g, aunque en 1945 un tal John Stapp demostró que, con el entrenamiento progresivo adecuado, puede superarse ese límite, llegando hasta los 46.2 g. Pero nuestro récord como especie no se acerca ni de lejos a los 10.400 g que produce el camarón mantis.

Con esa fuerza, moviendo el apéndice a 23 m/s, la fuerza del impacto es tan grande que genera burbujas de cavitación sobre la superficie de su presa, lo que amplifica el efecto del golpe. Si a todo esto le sumamos que el animal está realmente loco, obtenemos una máquina de matar a la que tanto le da atacar a peces globo, como romper caparazones de almeja o matar pulpos inocentes. Para rematarlo, sus globos oculares son tan sensibles que pueden ver en la franja infrarroja y ultravioleta. Además, las garras retráctiles le permiten esconderse en agujeros y atrapar peces que pasan cerca desprevenidos.

Ah, y cada ojo tiene tres pupilas.

Fuente: el bucle infinito de «tumblrs» imposible de seguir. Que alguien cierre tumblr ya.
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¿Son peligrosas las tormentas solares?

by Jordi Pereyra

Según la NASA, últimamente el sol está haciendo cosas que no se esperaban. Pero no compremos aún el kit de supervivencia. Calma.Se habla mucho de llamaradas solares que podrían desatar una tormenta geomagnética que devolvería a nuestra sociedad al siglo XVIII pero, ¿alguien se digna a decirnos qué son y si deberíamos preocuparnos?

Estos titulares no venden.

En primer lugar, el sol es una explosión termonuclear constante de un millón y medio de kilómetros de diámetro que representa el 99.86% de la masa de todo el sistema solar. No debería extrañarnos que, de tanto en tanto, haga cosas raras. De hecho, lleva haciendo cosas raras desde hace millones de años, con una media de un suceso perjudicial para nuestros sistemas eléctricos cada 500 años, según se puede deducir de los registros dejados por las tormentas geomagnéticas en las capas más profundas del hielo antártico. Pero, claro, de eso no teníamos que preocuparnos hasta hace poco.

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Respuestas (II): ¿existe algo parecido a un zombi en la vida real?

by Jordi Pereyra

David Bosch dixit:

Tengo entendido que existen organismos capaces de «revivir», ¿sería posible un «The Walking Dead»? La regeneración de tejido no vivo, algo científico.

Como bien has apuntado con tus comillas, cuando las células se quedan sin oxígeno y nutrientes, no puede hacerse nada para arreglarlas.

Lo más parecido a una infección a lo «The Walking Dead», que convierta animales en zombies descerebrados, lo causa un hongo de la especie cordyceps. Cuando las esporas de este hongo entran en contacto con un insecto, se introducen en su sistema circulatorio y terminan alojándose en el cerebro. Una vez infectados, los insectos empiezan a volverse locos mientras sus cerebros corrompidos les ordenan que suban a sitios altos.

Los insectos afectados aseguran su posición en las alturas, ya sea agarrándose a las hojas con sus mandíbulas o sujetándose a alguna rama, hasta que mueren. De sus cadáveres empieza a brotar el hongo que, desde las alturas, volverá a dejar escapar sus esporas para seguir con su ciclo de vida.

Crédito: no lo sé porque están sacadas de «tumblrs» que no hacen más que «rebloggear» cosas infinitas veces.

Por suerte, estos hongos florecen sólo en las junglas, donde se encuentran el 80% de las especies de insectos de todo el mundo. Pese a la muerte horrenda a la que somete a sus víctimas, la presencia del hongo sirve para regular la población de algún insecto cuando sus números se disparan demasiado.¿Preocupados por una variedad que pueda afectar a los humanos? Nada que temer: en china se utilizan gusanos que han sido infectados por cordyceps como medicina y alimento. Y siguen vivos.

Pero este hongo termina matando a los animales que infecta, lo que va en contra de la filosofía de los zombies. Si buscamos organismos resistentes a la propia muerte, podemos encontrar alguno que es capaz de burlarla a escalas bastante decentes.
La medusa turritopsis nutricula empieza su vida siendo un pólipo, que significa literalmente «muchos pies».

No quiero ni imaginar cómo eran los pies del que vio esto y decidió acuñar el término.

Una vez alcanzada la madurez y tras haberse reproducido, estas medusas son capaces de revertir su crecimiento y volver de nuevo a la fase de pólipo por medio de la transdiferenciación celular, un proceso que permite que las células se conviertan en otras. La cabeza de la medusa se da la vuelta, sus tentáculos son absorbidos, y termina anclándose a algún sustrato en forma de pólipo para crecer de nuevo.
Técnicamente, la medusa puede seguir con este proceso de manera indefinida, lo que la hace biológicamente inmortal. Una lástima que, con sus 4.5 milímetros de diámetro, sea una presa fácil para depredadores. Aún así, debido a su aparente inmortalidad y después de haberse extendido por todos los océanos gracias al transporte marítimo, algunos científicos están preocupados por «una silenciosa invasión a escala mundial» de estos bichos.

Estamos a salvo mientras no aprendan a caminar.
Ya, pero me estás hablando de animales y yo quiero saber si los humanos…
Siento decepcionarte, pero este tio ha construido un búnker antizombie para nada. Bueno, para ganar dinero con el merchandising.PERO.

En la misma línea inmortal, se encuentran las células cancerígenas de una paciente afroamericana llamada Henrietta Lacks, que murió de cáncer cervical en Nueva York en 1951.

Crédito: wikipedia.
Los médicos extrajeron sin su consentimiento una muestra del carcinoma e hicieron un cultivo para estudiar el tumor. La sorpresa se la dieron, y la sigue dando aún a todo el mundo entero cuando, al contrario que el resto de cultivos conocidos, que sólo sobreviven a unas pocas divisiones celulares, las células de Henrietta no morían,  ni parecían estar dispuestas a hacerlo en un futuro cercano. El hospital empezó a hacer más cultivos y distribuirlos entre investigadores de todo el mundo y actualmente hay más de 11.000 patentes atribuidas a las investigaciones hechas con ellos.A día de hoy se han producido 20 toneladas de células de Henrietta Lacks con lo que, en términos de masa, Henrietta está más viva que nunca. Las muestras inmortales siguen utilizándose para investigar todo tipo de enfermedades, los efectos de la radiación o de sustancias tóxicas, e incluso se pueden comprar por internet.

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