31 de diciembre de 2010

Turbinas eólicas aéreas para obtener energía


El viento es una de las fuentes de energía renovables más limpias que existen pero los campos eólicos a veces suponen un problema estético y de espacio en algunos lugares con riqueza paisajística. Pero este problema no existe en lugares algo más elevados como podría ser el mismísimo cielo. Allí arriba soplan fuertes corrientes de viento que podrían aprovecharse mediante turbinas aéreas.

La NASA lleva investigando mucho tiempo acerca de la posibilidad de elevar turbinas atadas mediante nanotubos. El ingeniero Mark Moore trabaja en la idea de elevar estos aparatos a 600 metros donde generarían una energía que sería enviada a la Tierra a través de los nanotubos conectados. Pero, ¿es posible y económicamente viable esta obra de ingeniería?

Cuanto más alto se eleve una turbina, la posibilidad de obtener energía crece exponencialmente con lo que se hace evidente pensar en que la rentabilidad por la obtención de esta energía serían muy alta. A unos 600 metros de altura, la velocidad del viento es de dos a tres veces superior a la que podemos encontrar a nivel del suelo y la producción de energía puede ser de entre 8 y 27 veces más, según calcula Moore. Con estas cifras, se podría hablar de un aumento desde 500 vatios por metro cuadrado (en turbinas situadas en tierra) hasta una cantidad de entre 20.000 y 40.000 vatios por metro cuadrado.

Moore afirma que estas turbinas, en relación a las actuales, serían mucho más productivas y menos costosas de mantener ya que “podrían permanecer flotando hasta un año, descender para las revisiones de mantenimiento y volver a ser elevadas. (…) Un solo operador podría revisar 100 de estos aparatos”. También existe el problema de los terrenos donde están situadas las actuales centrales, ocupando grandes extensiones. Estas turbinas tan solo necesitarían pequeños terrenos donde irían anclados los nanotubos y los receptores de la energía.

Pero no todo son beneficios. Existe el inconveniente del espacio aéreo ya que los aviones no podrían acercase a estas turbinas. Pero según Moore, este problema puede ser menor si se utilizan los mares y océanos para situarlas. En las zonas oceánicas existe poca demanda de vuelo a baja altura de los aviones y las turbinas podrían anclarse a pequeñas plataformas de bajo coste.

Curiosos aparatos que nos muestran un esperanzador futuro en el que se puede llegar a la obtención de la mayoría de la energía a través de fuentes limpias y renovables.

(Extraído de Goefry en la Luna)

28 de diciembre de 2010

El eje de la Tierra cambió por el terremoto de Chile

El terremoto de 8,8 grados en la escala de Richter que sacudió Chile el sábado 27 de Febrero de 2010, redujo levemente la duración del día y desplazó el eje de la Tierra en ocho centímetros. Esa es la conclusión a la que ha llegado Richard Gross, investigador del Laboratorio de Propulsión Jet de la NASA, que en un cálculo preliminar ha estimado que el seísmo pudo haber acortado 1,26 microsegundos la longitud de cada día en la Tierra.

El mismo modelo usado por Gross para sus cálculos sirvió para estimar que el terremoto de Sumatra-Andamán de magnitud 9,1, que tuvo lugar en 2004, pudo haber acortado la duración de los días en 6,8 microsegundos e inclinado el eje terrestre en 2,32 milisegundos de arco (unos 7 centímetros). El científico explica que, aunque el terremoto de Chile fue más pequeño que el de Sumatra, el de Chile logró inclinar un poco más el eje terrestre porque estuvo localizado en las latitudes medias de la Tierra, con lo cual pudo cambiar de forma más efectiva las cifras del eje que el seísmo de Sumatra, próximo al ecuador. Además, según Gross, “la falla responsable del terremoto de 2010 en Chile desciende bajo la superficie de la Tierra a un ángulo ligeramente más empinado que el de la falla responsable del terremoto de 2004”.

La Tierra no es un cuerpo completamente rígido, está sujeta a muchas perturbaciones, y los movimientos de grandes cantidades de masa de placas tectónicas pueden ocasionar cambios en su dinámica. No obstante, los expertos recuerdan que esos cambios no se notarán en nuestra vida cotidiana.

Según cálculos del British Geological Survey (BGS), la enorme cantidad de estrés almacenado durante cientos de años en el límite de las placas tectónicas donde ocurrió el terremoto de Chile -y donde no había habido ningún sacudimiento fuerte desde 1935 liberó energía equivalente a más de mil megatoneladas de TNT en unas cuantas decenas de segundos. La ola causada por el terremoto frente a la costa de Chile tardó 10 horas en cruzar el océano Pacífico.

24 de diciembre de 2010

El meteorito de la Nochebuena

Desde TecnoParqueLineal, queremos desear a todos nuestros lectores una muy Feliz Navidad y un Año Nuevo 2011 lleno de suerte y buenos acontecimientos. Nada mejor para ello que una historia de ciencia ocurrida en Nochebuena, tal día como hoy. Lo dicho... ¡¡¡FELIZ NAVIDAD!!!

Imagen del meteorito de Molina de Segura
En la madrugada de la Nochebuena de 1858, los habitantes del municipio murciano de Molina de Segura vieron aparecer “un magnífico globo de fuego de una brillantez extraordinaria y deslumbradora, que ostentando los colores del arco iris, oscureció la luz de la luna y descendió majestuosamente desde las regiones aéreas” (descripción que aparece en el informe oficial de la época). No era la estrella de Navidad, sino un meteorito de unos 144 kilos de peso, el mayor caído en España hasta ahora, que se fragmentó tras el impacto. En 1863, la reina Isabel II decidió donar el mayor fragmento, de 112 kilos, al Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC), donde se conserva y exhibe desde entonces.

Coincidiendo con el 150 aniversario del acontecimiento, la composición del meteorito fue recientemente analizada por Jesús Martínez Frías, geólogo planetario del Centro de Astrobiología (INTA/CSIC), y Rosario Lunar, catedrática de Cristalografía y Mineralogía de la Universidad Complutense de Madrid. Según los investigadores, se trata de una condrita ordinaria, “un meteorito rocoso muy primitivo formado por pequeñas partículas esféricas, denominadas cóndrulos, que proceden de la solidificación de polvo y gas de la nebulosa solar primigenia, aquella que dio origen al Sistema Solar y a nuestro propio planeta”.

Recreación de la caída del meteorito de Molina de Segura
Además de las características mineralógicas y geoquímicas del meteorito, el estudio recoge gran parte del informe encargado por Rafael Martínez Fortín, vecino de Molina de Segura y propietario del bancal de cebada donde cayó la roca hace 150 años. En el informe uno de los testigos declara que observó cómo de repente se iluminó la atmósfera por “un gran lucero de un resplandor que eclipsaba la luna, y que caminaba del Mediodía al Norte”. Según describe el documento, “pasó por encima de esta ciudad a tan poca distancia de la torre de la catedral, que creyeron que iba a tocar en la linterna de dicha torre, pero no sucedió así, sino que recorrió unas tres leguas más”. El impacto sobre el terreno produjo tal sacudida (“como un cañonazo”) que levantó de la cama a los vecinos de Molina de Segura. El motivo del temblor no se conoció hasta varios días después, cuando los segadores descubrieron un gran hoyo y, dentro de él, “una piedra de figura cuadrangular, color negruzco y de un peso extraordinario comparado con su volumen”, que no se parecía a ninguna otra roca de los alrededores.

El mismo año que cayó el meteorito en Molina de Segura, en 1858, el químico alemán Friedrich Wöhler descubrió que algunos de estos cuerpos celestes transportan materia orgánica, y propuso, por primera vez, que las rocas extraterrestres podrían ser las portadoras de la vida.

20 de diciembre de 2010

Esta noche del 20 de diciembre será la más oscura desde hace siglos: solsticio + eclipse lunar

Imagen del eclipse lunar de 2007
Esta noche, entre el 20 y el 21 de diciembre, se producirá un espectáculo astronómico increíble en algunas partes del mundo, según cuentan Space.com y varios sitios dedicados a la astronomía. Todo se debe a una curiosa conjunción de acontecimientos astronómicos.

Por un lado, esta noche es el solsticio de invierno, la noche más larga del año y el momento en el que el Sol en el cielo está a su mayor distancia angular. Pero a esto hay que añadir que además coincidirá con una Luna llena y se producirá un eclipse lunar visible desde algunas partes del globo. Cómo se produce es algo fácil de visualizar teniendo en cuenta que Luna-Tierra-Sol estarán alineados y esto sucederá en la parte de nuestro planeta que está en la cara completamente opuesta al Sol. El eclipse lunar añadirá más oscuridad si cabe, de modo que si alguna vez la expresión una noche oscura como boca de lobo tuvo sentido, será ésta precisamente.

El eclipse lunar por desgracia no será visible por completo en todas partes, sino principalmente en Norteamérica, tal y como indica esta tabla de la NASA, donde se pueden ver los momentos de contacto según la posición en el mapa. El eclipse en sí dura más o menos unas tres horas. Para quien no pueda verlo en vivo, se retransmitirá por Internet, que tampoco es mala alternativa. (Más info y retransmisión desde el Teide en la web EclipseSolar.es).

Este evento es especialmente raro y especial, porque no es habitual que coincidan eclipses con los solsticios produciendo momentos de negrura como el que se vivirá esta noche. Solsticios con luna llena ya se dieron en 1999 y 1980, pero sin eclipse. No habrá otro hasta el año 2094, cuando además de que estaremos todos calvos curiosamente coincidirá con otro eclipse lunar, y entonces sí que se verá desde Europa.

La última vez que sucedió lo mismo que se verá esta noche fue hace 456 años, así que puede decirse con propiedad que no es algo que suceda todos los días.

Fuente: www.microsiervos.com

Lotería de Navidad: ¿Qué probabilidad hay de que te toque el gordo?

Vamos a ser claros desde el principio… la probabilidad de que te toque el gordo de la Lotería de Navidad es bastante baja, eso no lo duda nadie. Aunque para ser justos hay que reconocer que este sorteo no es ni mucho menos el peor en lo que a probabilidad de acierto se refiere.

En esta entrada daremos algunos datos del sorteo de la Lotería de Navidad, con los que calcularemos algunas probabilidades. Además, comentaremos qué es, a grandes rasgos, la esperanza matemática.

¿Qué probabilidad tenemos de que nos toque el Gordo?

Como hemos dicho antes, vamos a comenzar siendo claros y directos. Teniendo en cuenta que en el sorteo de Navidad de la Lotería Nacional entran en el bombo 85.000 números, la probabilidad de que nuestro décimo (suponiendo que sólo tengamos uno) sea el premiado es:


Esto es, bajísima. Y no podía ser de otra manera. Si un sorteo de este tipo está bien pensado y estudiado, la probabilidad de llevarse el premio gordo debe ser muy baja.

Bien, vamos a ser un poco menos ambiciosos. Partiendo de la base de que hemos comprado un décimo, ¿cuál es la probabilidad de obtener algún premio (aunque sea el reintegro)? Pues vamos a ver algunos datos sobre los distintos premios que ofrece este sorteo.

La emisión de billetes del Sorteo de Navidad consta de 195 series de 85.000 billetes. Cada uno de estos billetes consta de 10 décimos, por lo que tenemos 1.950 décimos de cada uno de los números que entran en sorteo. Dado que se entregan 13.334 premios entre el Gordo, el segundo, el tercero, los cuartos, los quintos, las aproximaciones a algunos de ellos, las “pedreas” y los reintegros, tenemos que en este sorteo habrá 26.001.300 décimos premiados (esto es, el producto de los 13.334 premios por los 1950 décimos que tiene cada número). Teniendo en cuenta que en total se venden 85.000 · 10 · 195=165.750.000 décimos, se tiene que la probabilidad de que nuestro décimo obtenga algún premio es la siguiente:


No es gran cosa (evidentemente), pero esto ya está mejor. Un 15% de posibilidades de “pillar” premio con nuestro décimo…

¿Cómo es este sorteo comparándolo con otros?

O lo que es lo mismo… ¿cómo es de bueno ese tanto por ciento? Pues, comparándolo con otros sorteos que se hacen en España la verdad es que no está mal. Por poner un par de ejemplos, en la Quiniela hay 14.348.907 combinaciones de resultados distintas, por lo que la probabilidad de acertar una de 15 aciertos con una apuesta simple es de:


Aunque bueno, como se pueden hacer apuestas múltiples y los conocimientos de la competición (y todo lo que la rodea) también influyen, en realidad la probabilidad podría ser más alta.

En la Lotería Primitiva tenemos un total de 13.983.816 combinaciones distintas, por lo que la probabilidad de acertar una de 6 aciertos es:


También bastante más baja que la de la Lotería de Navidad, aunque algo más alta que la de la Quiniela.

Y posiblemente el Euromillón se lleve la palma, ya que entre los cinco números a elegir entre el 1 y el 50 y las dos estrellas entre el 1 y el 9 tenemos la friolera de 76.275.360 combinaciones distintas, por lo que la probabilidad de acertar el premio mayor es irrisoria:


Teniendo en cuenta todo esto creo que, aunque nunca hay que perder la ilusión, es bastante irracional basar nuestro futuro económico en que nos toque el Gordo, la Quiniela, la Primitiva o el Euromillón (lo que dice la frase anterior es más que evidente, pero con todo y con eso todavía hay gente que confunde ilusión con posibilidades reales y sigue pensando que en algún momento le tocará la lotería y podrá dejar de trabajar).

De todas formas, si comparamos la Lotería de Navidad con los otros tres juegos de azar, la primera tiene una ventaja sobre los demás: a alguien tiene que tocarle. Sería tremendamente extraño que no se vendiera ningún décimo de alguno de los números que entran en sorteo, por lo que el día 22 de diciembre justo antes del sorteo alguien (de hecho bastante gente) tendrá un décimo correspondiente al Gordo de la Lotería de Navidad sin saberlo todavía. En los otros tres cabe la posibilidad de que el premio mayor no le toque a nadie, ya que hay tantas combinaciones posibles que en principio no tienen por qué haberse jugado todas en todos los sorteos. Pero de todas formas, si pensáramos con mente de matemático, posiblemente no jugaríamos a ninguno de ellos, ya que es prácticamente seguro que perderemos el dinero apostado.

¿Cómo medir qué esperamos ganar? La Esperanza Matemática

Pero en realidad jugamos, y mucha gente lo hace a todos. Y, concretando en el Sorteo de Navidad, muchas veces jugamos por si acaso, por llamarlo de alguna manera. Me explico. ¿Por qué compramos lotería en nuestro lugar de trabajo? Porque como toque y yo no lleve… a ver quién aguanta a los compañeros. ¿Por qué compramos en el bar dónde tomamos habitualmente el aperitivo? Porque como toque y no lleve… después de ir al bar a diario… me matan por tonto. ¿Por qué, en general, compramos prácticamente siempre que alguien nos ofrece? Porque como toque y no lleve… después de que me la ofrecieron… me van a llamar de todo.

Bueno, en resumidas cuentas, todos compramos Lotería de Navidad. Partiendo de eso, ¿cuánto esperamos ganar?

En Teoría de Probabilidades hay una medida que nos puede decir lo que podemos esperar ganar en este tipo de juegos. Y, como no podía ser de otra forma, se denomina Esperanza Matemática (o simplemente Esperanza). No me voy a meter a definir formalmente esta medida, entre otras razones porque no soy matemático, pero voy a contar un poco qué significa en este tipo de juegos. Para estos sorteos la esperanza se calcula de la siguiente forma:

E={Premio}*{Probabilidad de acertar}-{Cantidad pagada}*{Probabilidad de no acertar}

Por ello en estas situaciones la esperanza puede decirnos cuál es la cantidad que esperamos ganar con nuestra apuesta, teniendo en cuenta la probabilidad de acertar y la de no acertar, el gasto que tenemos que hacer y el premio que conseguimos si acertamos.

Vamos a ver algunos ejemplos sencillos:

- Supongamos que tenemos que pagar 1 € para jugar al siguiente juego: se tira una moneda al aire, si sale cara nos dan 5 € y si sale cruz no nos dan nada. Tenemos entonces una probabilidad 0,5 de ganar y lo mismo de perder. La esperanza de este juego es la siguiente:


Esto es, por cada euro gastado se espera que ganemos 2 €. Está bien el juego entonces (es un juego favorable para el jugador).

- Supongamos ahora que tenemos que pagar 1 € por jugar al siguiente juego: se lanza un dado al aire, si sale un 4 nos pagan 5 € y si sale cualquier otro perdemos nuestro euro. Tenemos, por tanto, una probabilidad 1/6 de ganar y una probabilidad 5/6 de perder. La esperanza en este caso es:


Esto significa que no esperamos ni ganar ni perder nada (es lo que se denomina un juego justo).

- Veamos qué ocurre ahora con este juego, por el que también pagamos 1 € por jugar: se meten diez bolas en una urna numeradas del 1 al 10 y sacamos una de las bolas. Si sale un 7 nos pagan 5 € y si sale cualquier otro no recibimos nada y nos quedamos sin nuestro euro. Aquí tenemos una probabilidad 0,1 de ganar y una probabilidad 0,9 de perder, por lo que la esperanza es:


Uhmmm… mal asunto, ya que cada vez que juguemos se espera que perdamos 0,4 € (esto es un juego desfavorable para el jugador).

Ya que más o menos hemos nos hemos debido quedar con la idea de esperanza matemática, ¿qué esperáis que sea cualquiera de los sorteos comentados anteriormente (en particular el Sorteo de Navidad)? Pues, claramente, un juego desfavorable para el jugador (mal asunto para las arcas del Estado si la cosa no fuera así). Esto, como se ha visto en el último ejemplo, significa que lo que podemos esperar participando en este sorteo es que perdamos dinero. Por ello, como dijimos anteriormente, si pensamos con mente matemática no deberíamos jugar… aunque a la postre todos, matemáticos o no, terminaremos comprando Lotería de Navidad por si acaso.

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