¿Quemamos más calorías corriendo en verano?

Muchos ven el verano como la época perfecta para iniciarse en el mundo del running. Las razones son muchas, aunque hoy analizaremos una en particular: la creencia de que salir a correr en horas de mucho calor provoca que la sudoración sea más intensa y, por tanto, bajemos de peso más rápido. ¿Es esto cierto?

Lo primero que debemos saber es que la sudoración tiene como principal función regular la temperatura corporal y evitar los golpes de calor. Cuando la temperatura interna sube, a consecuencia de una actividad física intensa o una situación de mucho estrés, las glándulas sudoríparas liberan principalmente sales minerales y líquidos, de los cuales un 95 a 99 por ciento son agua.

Pero, ¿qué hay de las grasas? “A través del sudor solo eliminamos agua y electrolitos. Aunque el hecho de sudar es un indicativo de cierta intensidad durante la actividad física, no indica el número de calorías que se están perdiendo”, explica Luis Huarachi, médico endocrinólogo especialista en diabetes y obesidad.

Eso quiere decir que una camiseta empapada de sudor, después de una ardua sesión de running, no es garantía de que vamos a bajar esos kilos de más. Incluso si la balanza nos hace creer lo contrario: “Sudando más no se logra perder peso. Perdemos agua para regular nuestra temperatura, y este volumen de agua por supuesto tiene un peso, pero se recupera rápidamente al rehidratarse”, explica Huarachi.

La pérdida de peso relacionada al sudor no es más que una simple ilusión. Lo real es que nos deshidratamos. Según un estudio publicado en la revista médica Galenus, entrenar o competir por un largo periodo en condiciones calurosas o húmedas hace que los atletas pierdan enormes cantidades de líquido a través del sudor. De hecho, podemos llegar a perder 2.5 litros por hora.

Por tal motivo, es importante “no esperar a tener sed para hidratarse”, advierte Huarachi, sobre todo si pensamos correr en días muy calurosos. Al hacer running, debemos portar siempre una botella de agua o rehidratante. Las bebidas deportivas, explica el médico, contienen electrólitos como potasio, sodio, magnesio, calcio y pequeñas cantidades de glucosa, que ayudan a prevenir la fatiga reponiendo los electrólitos perdidos. Eso sí, es conveniente evitar las bebidas energéticas que contengan cafeína, puesto que pueden actuar como diurético o tener un efecto laxante.

Entonces, ¿cómo bajar de peso? 

Según el endocrinólogo, la mejor forma de hacerlo es optando por un estilo de vida saludable: evitar alimentos procesados, disminuir las calorías ingeridas al día y hacer actividad física un mínimo de 30 minutos diarios.

El running es uno de los deportes más efectivos para este propósito, más allá de si hace calor o no. Para calcular cuántas calorías se queman, el médico plantea una fórmula que toma en cuenta el peso de la persona, el tiempo de la actividad y la velocidad a la que se corre. Por ejemplo, “si una persona de 70 kg corre a 9 km/h, quema aproximadamente 372 calorías en 30 min; pero si lo hiciera a 8 km/h durante el mismo tiempo, puede gastar 330 calorías”, explica.

A partir del 2019, un kilo ya no pesará un kilo

El kilogramo está en vías de ser actualizado. Lo que está a punto de cambiar es la definición científica exacta de la masa de un kilogramo. Mañana, 16 de noviembre, científicos de más de 60 países se reunirán en la Conferencia General sobre Pesos y Medidas (CGPM) para votar por este cambio, o no, en el Palacio de Congresos en Versalles (Francia), y redefinir cuatro de las siete unidades base para el Sistema Internacional de Unidades (SI).

La conferencia está organizada por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM, por sus siglas en francés) y si la votación está a favor de la modificación, las nuevas unidades se definirán en términos de constantes que explican el mundo natural. 

Un voto afirmativo significa que el kilogramo (masa), el kelvin (temperatura), el amperio (corriente eléctrica) y el mol (cantidad de sustancia) serían determinados por constantes fundamentales de la naturaleza en lugar de por objetos físicos.

Se tomó esta decisión ya que con el tiempo, el cilindro que rige al kilogramo ha sufrido cambios y ha perdido algunos miligramos; alterando su peso real.

La constante de Planck (H) por el kilo

Sin embargo, a partir de 2019, si así se decidiera, la “gran K” cederá su lugar a la pequeña “h”. Esta constante, descubierta en 1900 por el físico Max Planck, al cual es el producto de una energía por un tiempo.

La unidad seguirá siendo la misma, es decir, se seguirá hablando de kilos; solo cambiará su definición. Esta modificación abrirá la oportunidad para usar nuevas tecnologías y así poner en funcionamiento las definiciones.

“Usar las constantes fundamentales que observamos en la naturaleza como base para conceptos importantes como masa y tiempo significa que tenemos una base estable desde la cual avanzar en nuestra comprensión científica, desarrollar nuevas tecnologías y abordar algunos de los mayores desafíos de la sociedad”, explicó Martin Milton, director de BIPM, en entrevista con The Associated Press.

El valor de la unidad de masa ya no dependerá de un objeto, sino de una constante de la naturaleza.

Las nuevas definiciones quedarían así:

El kilogramo será definido por la constante de Planck (h)
El ampere por la carga eléctrica elemental (e)
El kelvin por la constante de Boltzmann (k)
El mol por la constante de Avogadro (NA)

Durante 130 años, el kilo ha sido la referencia de la unidad básica de masa. El kilo patrón, fabricado con una aleación resistente a la corrosión de 90% de platino y 10% de iridio, pocas veces ha visto la luz, pero ha cumplido una función crucial como la base del sistema aceptado internacionalmente para medir la masa del cual depende, por ejemplo, el comercio internacional.

Se necesitan tres llaves, guardadas en tres lugares distintos, para abrir la bóveda donde se guardan el Gran K y seis copias oficiales –– conocidas como “el heredero y los repuestos” –– bajo campanas de vidrio en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sevres, un suburbio al oeste de París.

Es oficial, se votó a favor. ¿Qué va a cambiar?

La Conferencia Internacional de Pesos y Medidas aprobó la redefinición histórica del Sistema Internacional de Unidades. El acuerdo entrará en vigor el 20 de mayo de 2019.

En lugar de usar el kilogramo clásico como criterio, los científicos usarán la constante de Planck para definir un kilogramo, lo que varía en unos 50 microgramos menos. El nuevo valor del kilogramo se deriva de la constante de Planck gracias a una balanza de potencia.

La constante de Planck es la cantidad de energía liberada en la luz cuando los electrones en los átomos saltan de un nivel de energía a otro. Ese número ahora será exactamente de 6.62607015 x 10 ^ -34 J·s. Para realizar sus mediciones, los científicos usarán un instrumento electromagnético sensible conocido como balance de Kibble.

Todavía queda una unidad básica en el punto de mira: el segundo.

Este cambio no tendrá ninguna implicación en la cesta de la compra ni se notará en el día a día, pero puede ser muy importante en ámbitos científicos como el desarrollo de medicinas.

Fuente: Muy Interesante 

¿Beber agua ayuda a adelgazar?

Un equipo de científicos ha presentado un ensayo clínico durante el Encuentro Nacional de la Sociedad Americana de Química (ACS por sus siglas en inglés) que demuestra que beber dos tazas de agua antes de comer ayuda a perder peso y combatir la obesidad.

Durante 12 semanas, en ensayos con 48 individuos adultos, comprobaron que las personas sometidas a una dieta que beben agua antes de las comidas, 3 veces al día, pierden 2,25 kilos más que quienes no lo hacen. "La gente debería beber más agua y menos bebidas azucaradas; es una forma sencilla de controlar el peso", afirma Brenda Davy, investigadora de la universidad Virginia Tech (EE UU) y coautora del estudio.

Según Davy, hasta ahora la cultura popular defendía la importancia del agua para soltar los kilos que nos sobran. Pero había poca información científica que lo corroborara.

Fuente:

Muy Interesante

¿Pesan todas las hormigas juntas más que toda la humanidad?

"Si fuéramos a pesar todas las hormigas del mundo, pesarían tanto como todos los seres humanos", dijo el presentador Chris Packham en un reciente documental de la BBC. ¿Puede ser cierto?

Hay hormigas de hasta 60 mg, pero la media es mucho menor.

Esta afirmación la hicieron por primera vez el profesor Edward O. Wilson, de la Universidad de Harvard (Estados Unidos), y el biólogo alemán Bert Hoelldobler en su libro de 1994 "Viaje a las hormigas".

La estimación se basa en un cálculo anterior del entomólogo británico C.B. Williams, quien calculó que el número de insectos vivos en la tierra en un determinado momento es de un millón de billones.
"Si, para tomar una cifra conservadora, el uno por ciento de eso son hormigas, la población total sería de 10.000 billones", escribieron Wilson y Hoelldobler.

Cómo se pesa una hormiga

"Es muy fácil pesar una hormiga. En una pequeña pesa electrónica, se pone una hormiga", explica Ratnieks.

Pero advierte, lo mejor es refrigerar la pesa antes: "Esa es la manera de que no salgan corriendo".

"Una hormiga trabajadora puede pesar una media de entre uno y cinco miligramos, dependiendo de la especie. Combinadas, todas las hormigas juntas pesan juntas tanto como todos los seres humanos".
La idea de Wilson y Hoelldobler se basa en la idea de que un humano medio pesa un millón de veces más que una hormiga media.

¿Y cuánto aguanta este argumento un examen detenido?

Un humano medio pesa 62 kilos, así que eso supondría que las hormigas pesan unos 60 miligramos.
"Hay hormigas que pesan 60 miligramos, pero son de las muy grandes", dice Francis Ratnieks, profesor de apicultura de la Universidad de Sussex, Reino Unido.

"La hormiga común debe rondar un miligramo o dos".

Con unas 13.000 especies en el mundo, la diferencia de tamaño va de las que miden un milímetro a las de 30.

Así que es probable que el peso también varíe notablemente: aunque numerosos expertos parecen estar de acuerdo en que la media pesa 10 mg.

Eso sí, nadie sabe cuántas hormigas hay en el mundo. El documental de la BBC dice que no son diez millones de billones sino cien billones...

El artículo completo en:

BBC Ciencia

¿Por qué la bola blanca vuelve a salir?

-¿Bola blanca? ¿qué bola blanca?
 
-Cuál va a ser, la bola blanca del billar.

Cuando en la mesa de billar las bolas se introducen por las troneras ya no vuelven a salir. Pero la bola blanca sí. ¡Siempre vuelve a salir! ¿Cómo lo hace?

Hay varios sistemas. Uno de ellos consiste en que la bola blanca tenga unas dimensiones ligeramente superiores al resto. Según la fuente, las bolas de colores estándar pueden estar en torno a un diámetro de 5,72cm, mientras que la blanca tiene un diámetro de 6cm. 

Gracias a esta diferencia de tamaño se evita que la bola blanca pase por el mismo sitio que el resto, y siga por una rampa diferente que nos devolverá la bola.

Pero hay otro sistema que mantiene la igualdad en el peso y el tamaño entre todas las bolas. Este sistema es mejor ya que así se evitan jugadas con efectos extraños causadas por estas diferencias físicas.
¿Y de qué consta este sistema?

La bola blanca contiene partículas de metal y un imán nos ayuda a separarla del resto. Sencillo, ¿no?

Veamos a continuación un vídeo explicativo. Eso sí… que a nadie se le ocurra hacer lo que hacen estos individuos.


Fuente:

Saber Curioso

¿Cuánto peso pueden transportar las hormigas?

Las hormigas tienen una enorme fuerza relativa a su peso.

Al menos medio gramo. No parece mucho, hasta que uno se da cuenta de que eso representa alrededor de 100 veces el peso de una hormiga.

Pero no deberíamos sentirnos inferiores a un insecto.

De hecho, la razón de que tengan una fuerza relativa a su peso tan impresionante es que las hormigas son muy pequeñas.

Imaginemos una hormiga aumentada en escala hasta el tamaño de un humano.

Sería alrededor de 300 veces más larga, mientras que su volumen aumentado pesaría alrededor de 10 millones de veces más.

Sin embargo, la fuerza muscular de las hormigas depende del número de fibras que contienen, y por lo tanto, de su sección transversal.

Pero a medida que aumenta tamaño de un organismo, la masa corporal aumenta en mayor proporción que el área de la sección transversal de los músculos.

Así que la hormiga 300 veces más larga sólo sería unas 100.000 veces más fuerte.

Por tanto, la hormiga de tamaño humano sería mucho más pesada, pero su fuerza muscular no crecería tanto como para compensar, y apenas podría levantar su propio peso corporal.

Igual que los seres humanos.

Fuente:

BBC Ciencia

Mecánica de Fluidos: Presión

Mecánica de Fluidos - Tercera Parte

En el anterior capítulo del bloque hablamos sobre las diferencias entre los tres tipos de fluidos –líquidos, gases y plasmas–. También pusimos de manifiesto algo en lo que los esos tres estados se parecen: en el hecho de que, dado que pueden fluir, la interacción con ellos no se produce como si fueran un todo, sino sólo con la parte del fluido en contacto con cualquier otra cosa. Esa característica hace muy útil una magnitud fundamental en mecánica de fluidos, a la que nos dedicaremos hoy: la presión.

Sin embargo, como siempre, antes de entrar en faena detengámonos un momento para hablar sobre la respuesta al desafío planteado al final del anterior artículo.

Respuesta al Desafío 1 – Densidad

Cálculos aparte, recuerda que lo esencial es comparar los valores obtenidos con los que tienes más o menos asimilados –agua y aire, por ejemplo– para ver si tienen sentido y qué significan las densidades calculadas.
La bola de goma era fácil: un 80% de la densidad del agua, que es 1000 kg/m³, no es más que 800 kg/m³.
El anillo de oro requería simplemente buscar la densidad del oro –ya que no importa si es un anillo, un martillo o un bloque del tamaño de tu casa, la densidad del oro es la que es–: unos 19 300 kg/m³. Dicho de otro modo, casi veinte veces la densidad del agua –el oro es un metal muy pesado–.

En el caso del tornillo hacía falta emplear la fórmula que define la densidad: masa entre volumen. Además, era necesario utilizar unidades del Sistema Internacional para poder comparar con el resto –kilogramos y metros cúbicos–. El tornillo tenía una masa de 10 gramos, es decir, 10^-2 kg, y un volumen de 10^-6 m³. Dividiendo uno por el otro obtenemos su densidad, 10 000 kg/m³, diez veces la densidad del agua.

Finalmente, el trozo de madera tenía las unidades ya en el Sistema Internacional, de modo que no hacía falta más que dividir su masa –0,5 kg– entre su volumen –0,8 m³–: 0,625 kg/m³. Pero, ¡ah!, qué madera más curiosa, ¿no? Tiene menos densidad que el aire, lo cual es imposible. No olvides nunca que esto no son matemáticas, sino física — imagina resultados comparándolos con realidades que conoces para ver si la cosa encaja o no encaja.

Así, la ordenación que se nos pedía debería ser: madera imposible, bola de goma, tornillo y anillo.

De sólidos perfectos a otros menos sólidos

Como dijimos en la entrada anterior, la interacción con un fluido es, por su propia naturaleza, sólo con parte de él. De ahí que magnitudes muy útiles en otros campos de la mecánica, como la fuerza, no lo sean tanto aquí. Aunque parezca extraño, creo que la manera más fácil de verlo no es precisamente con fluidos sino con un sólido que no se comporte como uno ideal — de modo que hagamos el tránsito desde un sólido rígido de verdad a uno que no lo sea.

Imagina que tienes frente a ti un bloque de un sólido perfecto, cuyas partículas están unidas por fuerzas tan enormes que es imposible deformarlo ni tampoco destruirlo. Todas y cada una de las partículas que forman el sólido se mueven como un todo. La única manera de interaccionar con este cuerpo es, por tanto, con todas las partículas a la vez. Si ejerces una fuerza sobre él, por ejemplo, tal vez puedas moverlo y tal vez no, pero no podemos ir más allá de eso; de hecho, el comportamiento de este bloque es muy simple comparado con el de un fluido.

Pero imagina ahora que el cuerpo se “reblandece” hasta convertirse en una especie de escayola. Ahora la fuerza que puedas ejercer sobre él es importante, pero puedes lograr otras cosas además de empujarlo. Por ejemplo, si concentras una gran fuerza en la punta de un clavo, tal vez puedas perforar el bloque. La clave, claro está, es que ahora es posible mover unas partículas respecto a otras.

Así, si pones la punta de un clavo sobre la superficie del bloque y luego le das un golpe a la cabeza del clavo, es irrelevante lo que haya lejos del clavo: la interacción que nos importa es fundamentalmente la que hay entre la punta del clavo y las partículas del bloque en contacto con ella. ¿Ves como esto se va pareciendo a un fluido?

Pero ahora la fuerza ya no es lo único que importa: no es lo mismo que hagas una fuerza determinada sobre una punta de clavo muy afilada que sobre otra que no lo sea. Por lo tanto, a diferencia del caso del bloque sólido perfecto, la fuerza no es tan útil como antes para predecir el comportamiento del bloque. Otros ejemplos en los que esto sucede con sólidos no perfectos son la nieve, el barro, una pared de yeso, etc. Cuanto menos “sólido” sea el cuerpo, menos importante será la fuerza como magnitud única, ya que menos interaccionamos con el cuerpo en su conjunto y más con las partes de él que tocamos.

Resulta entonces muy útil introducir un concepto nuevo que describe justo lo que necesitamos: no la fuerza total ejercida sobre algo, sino algo así como la fuerza que corresponde a cada partícula del cuerpo, ya que las interacciones que nos interesan no son entre cuerpos completos, sino entre partes en contacto. Y ese concepto es precisamente el de presión.

Concepto de presión

Como solemos hacer, permite primero que te dé la definición estricta de presión para luego hablar sobre lo que significa realmente.

La presión es la fuerza ejercida por unidad de superficie.

Hagamos entonces algo también muy común en estos bloques: una analogía absurda. Imagina, paciente y estimado lector, que en una habitación hay un grupo de gente. Se trata de cien personas cuyos lazos de unión son intensísimos: tanto que nunca jamás hacen algo por su cuenta, sino que actúan todos a la vez o no actúan en absoluto. Se trataría de algo análogo al sólido perfecto de antes.

Si quieres modificar el comportamiento de este grupo de gente, por lo tanto, no tienes más remedio que hacerlo en grupo. Supongamos que deseas, por ejemplo, que trabajen para ti haciendo algo. El problema estaría entonces en que no puedes modificar el comportamiento de uno solo, sino únicamente de todos a la vez; así, si cada uno está dispuesto a trabajar por 100€, te costaría nada menos que 10 000€ hacer que trabajaran, pues debes compensar a los cien para que actúen.

Como puedes ver, para predecir el comportamiento de este grupo la única magnitud relevante sobre lo que haces es el dinero total que empleas: en el caso del sólido perfecto, la fuerza con la que empujas el bloque rígido. Pero supongamos que la situación es distinta.

Hay un segundo grupo de personas menos ligadas unas a otras: cada una hace un poco lo que le da la gana. El comportamiento del grupo ya no es común. Puedes, por ejemplo, emplear una cantidad de dinero pero no para todo el grupo, sino sólo para unos cuantos — de modo que algunos actúen de una manera y otros de otra. Por ejemplo, puedes emplear 500€ para intentar que trabajen para ti.

Pero ¿basta con saber la cantidad de dinero que empleas? No. Cuando el comportamiento de un grupo –o de un cuerpo– no es tan simple como antes, hace falta más información. Ahora no tienes por qué interaccionar con todo el grupo, sino sólo con parte, y eso determina lo que sucederá en el futuro. Lo importante no es el dinero total que empleas –la fuerza con la que empujas– sino otra cosa que merece su propio párrafo.

Lo importante es el dinero que corresponde a cada miembro del grupo. En términos físicos, lo importante es la fuerza por unidad de superficie, es decir, la presión.

Por ejemplo, podrías emplear esos 500€ para convencer a cincuenta miembros del grupo de que trabajasen, pero naturalmente se negarían, ya que a cada uno –y recordemos que estos tipos son individualistas y lo que les importa es lo que les toca a ellos– le corresponderían 10€. Sin embargo, si ofreces ese dinero sólo a cuatro de ellos cada uno recibiría 125€, con lo que trabajarán gustosos.

La primera magnitud –el dinero que empleas– es el análogo a la fuerza. Por ejemplo, al intentar clavar un clavo en una pared de yeso, se trata de la fuerza con la que golpeas el clavo. Naturalmente, a más fuerza en el golpe mayor probabilidad de conseguir clavar el clavo, pero hace falta saber algo más.

La segunda magnitud –el número de miembros del grupo a los que ofreces ese dinero– es el análogo a la superficie en la que repartes esa fuerza. En el caso del clavo, la interacción es clavo-pared, luego se trataría del área de contacto entre la punta del clavo y la pared. Evidentemente, a menor número de miembros del grupo a los que ofrezcas el dinero –a menor superficie de contacto– más le toca a cada uno. Y lo que importa es el dinero por persona, es decir, la fuerza por unidad de superficie: la presión.


 
Minimización de la presión: raquetas de nieve (Burtonpe/Creative Commons Attribution-Sharealike License 3.0).

En este ejemplo nuestro propósito era modificar el comportamiento, clavar el clavo, pero a veces queremos justo lo contrario. Por ejemplo, si tienes que caminar sobre una superficie cubierta de una espesa capa de barro, no quieres hundirte en ella. Por lo tanto, lo que deseas es minimizar la presión: ejercer una fuerza lo más pequeña posible por una parte y repartirla sobre una superficie lo más grande posible por otra. Tal vez puedas controlar ambas magnitudes, tal vez sólo una –por ejemplo, si quieres caminar sobre la nieve y no estás dispuesto a adelgazar–, pero conociendo el efecto de la relación entre ambas puedes adaptarte mejor al mundo que te rodea.

Unidad de presión – El pascal

Dado que la presión es la fuerza por unidad de superficie y ambas magnitudes tienen sus propias unidades, las de la presión son unidades derivadas: vienen dadas al dividir las unidades de fuerza y las de área. La fuerza se mide en newtons (N) en honor al ínclito Sir Isaac Newton, y la superficie se mide en metros cuadrados (m²), con lo que la presión se mide en newtons por cada metro cuadrado (N/m²).

Sin embargo, esto es más soso que yo –que ya es decir–, con lo que en 1971 le dimos un nombre propio a esta unidad. Dado que uno de los padres de la mecánica de fluidos en general y de la presión de fluidos en particular es el francés Blaise Pascal, el N/m² recibió precisamente su nombre:

Un pascal (Pa) es la presión correspondiente a una fuerza de un newton repartida sobre una superficie de un metro cuadrado.

De modo que lo mismo da decir quinientos pascales (500 Pa) que quinientos newtons por cada metro cuadrado (500 N/m²). Pero ¿eso es mucho o poco? Como siempre, nos hace falta comparar estos números con otros que podamos hacer asimilables a nuestro sentido común. Para ello tendrás que creerme, ya que no vamos a estudiar aquí en profundidad las unidades de fuerza (eso lo hicimos en un bloque diferente que no es necesario para entender éste).

El peso de un objeto de 100 gramos de masa es más o menos de 1 newton. Si repartimos esa fuerza sobre una superficie cuadrada de 1 metro de lado, la presión resultante sería justo de un pascal: un newton sobre un metro cuadrado. Sin embargo, eso puede no decirte nada, de modo que utilicemos un ejemplo diferente pero equivalente a éste.

Si en vez de 1 N y 1 m² utilizásemos 0,5 N y 0,5 m², el resultado sería exactamente igual que antes: medio newton sobre medio metro cuadrado es la misma presión que un newton sobre un metro cuadrado. De modo que podemos tomar algo como un billete (cuyo peso es alrededor de 0,01 N) y depositarlo sobre una mesa. El peso del billete se reparte sobre la superficie del propio billete, que es alrededor de 0,01 m², con lo que la presión vuelve a ser la misma: 0,01 N sobre 0,01 m², es decir, 1 Pa.


 
Una presión aproximada de un pascal.

Así, para asimilar la magnitud del pascal puedes imaginar lo siguiente: un pascal es la presión que ejerce un billete sobre una mesa. Como puedes comprender, se trata de una unidad minúscula — pero recuerda que no la hemos elegido, debe necesariamente valer lo que vale para que el Sistema Internacional sea coherente, ya que es una unidad derivada de otras.

¡Ojo! Peso ≠ Presión

El ejemplo del billete tiene un peligro: que al mirarlo pienses que la razón de que su presión sobre la mesa sea muy pequeña es que el billete pesa muy poco. Recuerda siempre que la presión depende de dos cosas diferentes: fuerza (en este caso, el peso del billete) y superficie (en este caso, la del propio billete ya que es donde presiona contra la mesa).

Las buenas noticias son que es muy fácil librarse de esa falsa idea pensando en lo siguiente: como vimos antes, 0,01 N sobre 0,01 m² es exactamente la misma presión que 1 N sobre 1 m². Así, en vez de imaginar un billete sobre la mesa, imagina cien billetes idénticos sobre la mesa, uno al lado del otro. El peso total es de 1 N, la superficie total es la de cien billetes, es decir, 1 m².

La presión sigue siendo de 1 Pa, exactamente la misma que la que ejercía un solo billete.

La clave de la cuestión, claro, es que si usamos más de un billete aumentamos el peso, pero también aumentamos la superficie de manera proporcional, con lo que realmente no cambia nada respecto a la presión sobre la mesa. Y entender eso es básicamente entender el concepto de presión: podríamos poner cien millones de billetes uno al lado del otro y la presión sería la misma que la que hace un solo billete.

Sí, soy pesado y no me importa serlo: la presión es la relación entre fuerza y superficie, de modo que un objeto muy pesado puede ejercer una presión muy pequeña o viceversa. Peso y presión no son lo mismo.

Sin embargo, la consecuencia inmediata del pequeño tamaño de 1 Pa es que muy a menudo utilizamos múltiplos de esta unidad. Un kilopascal es el equivalente a mil pascales (1 kPa = 1 000 Pa), un megapascal el equivalente a un millón de pascales (1 MPa = 1 000 000 Pa), etcétera. Desgraciadamente, dependiendo de dónde y cuándo a veces se utilizan también otras unidades que no son del SI como las atmósferas y los milibares, pero de ellos hablaremos en su momento.

Presión en líquidos

La manera más fácil de comprender el concepto de presión, en mi opinión, es hacerlo utilizando sólidos apoyados sobre algo, como acabamos de hacer. Sin embargo, como hemos visto en el capítulo anterior, los sólidos y los fluidos no se comportan igual debido a la capacidad de fluir de unos y la ausencia de esa capacidad en los otros. Como siempre, un ejemplo tonto es la mejor manera de ver esta diferencia.
Imagina un objeto con un peso de 100 N (que, con la gravedad terrestre, es el peso aproximado de un objeto de 10 kg), apoyado sobre una mesa. ¿Qué presión ejercerá?

A estas alturas estoy seguro de que estás levantando una ceja: hombre, depende, responderás. ¿Cómo de grande es la superficie en la que se apoya ese peso? Y tendrías razón, por supuesto. Si el objeto es un martillo, no sería lo mismo depositarlo sobre la mesa apoyado horizontalmente, de modo que el mango repose sobre la mesa a lo largo, que hacerlo de manera que la cabeza del martillo sea el único contacto con la mesa. En el primer caso la superficie es mayor que en el segundo, luego la presión será menor.

Pero ¿y si el objeto no fuera sólido, sino un fluido? Entonces no sería tan fácil controlar esa superficie de contacto. Si no encerrásemos el fluido en un recipiente, se desparramaría por toda la mesa –y, si fuera un gas, por toda la habitación–. El comportamiento de los fluidos, una vez más, es más complejo que el de los sólidos.

Un líquido, si tiene suficiente espacio para fluir y desparramarse tanto como sea necesario, siempre terminará formando una película infinitamente fina (con un límite tan extremo que, en lo que respecta a este bloque, podemos considerar cero). El propio peso del líquido tiende a llevarlo hacia el suelo y, dado que las partículas no ocupan posiciones fijas, todas ellas terminarán contra el suelo. Puedes imaginarlo así: si viertes agua sobre el suelo con una jarra, el agua forma un charco sobre el suelo. Si el agua fuera un fluido perfecto, ese charco sería infinitamente fino y extenso.

Por tanto, en esas condiciones ideales –un fluido perfecto y una superficie tan grande como sea necesaria– la presión que ejerce el líquido al final será cero, independientemente de la cantidad de líquido, ya que se habrá esparcido infinitamente. Podríamos decir –horrible afirmación, pero si te ayuda bienvenida sea– que cada parte del líquido tienden a ocupar el lugar más bajo posible, de modo que el grosor final sea cero y la presión también lo sea.

Si evitamos que esto suceda, por ejemplo, encerrando el líquido en un recipiente, entonces el líquido seguirá este comportamiento hasta donde puede: ocupará primero la base del recipiente como en el caso anterior pero, cuando ya no quede sitio en el fondo, irá rellenando el resto del recipiente hasta que todo el volumen de líquido esté “apoyado” o bien sobre el fondo o bien sobre el resto de líquido y las paredes.

Como consecuencia, casi toda la presión que los líquidos ejercen se debe a su propio peso, y casi toda esa presión se debe a que “forzamos” al líquido a ocupar el recipiente en vez de desparramarse infinitamente, que es lo que tiende a hacer por la combinación de su propio peso y la capacidad de sus partículas de fluir unas sobre otras. Desde luego, si el líquido se mueve a gran velocidad (por ejemplo, saliendo de la boca de una manguera) puede ejercer presión que no tiene nada que ver con su peso, y de ello hablaremos en su momento.
Sobre cuánto vale esa presión dependiendo de cuánto líquido hay, cómo es el recipiente y cuál es la naturaleza del líquido hablaremos en el siguiente capítulo, ya que es algo con la suficiente miga como para merecer una explicación cuidadosa. Pero ¿y los gases? ¿forman también charcos en el suelo?

Presión en gases y plasmas

Como vimos al hablar de los distintos tipos de fluidos, los gases y plasmas se diferencian de los líquidos en que no mantienen un volumen constante, ya que las partículas que los forman no sufren interacciones tan intensas como aquéllos. Esta “libertad” supone un comportamiento diferente respecto a la presión.
Hay algo en lo que gases y plasmas sí se parecen a los líquidos: como ellos, su propio peso tiende a hacerlos fluir hacia abajo y llegar al suelo. Así, en casi todos los casos el comportamiento en este sentido es parecido al de los líquidos, tanto más cuanto más denso sea el gas. Cuando se trata de un gas suficientemente denso se comportará casi igual que un líquido, como sucede con el hexafluoruro de azufre.

Sin embargo, por un lado los gases suelen ser –aunque no siempre lo sean, ni tenga esto que ver con la definición de gas– menos densos que los líquidos, con lo que el efecto de la gravedad se nota menos sobre ellos. Por otro, la libertad de movimiento molecular es tan grande que la velocidad de cada molécula es muy grande. Como consecuencia hay gases lo suficientemente ligeros como para que la gravedad terrestre, por ejemplo, no sea suficiente para retenerlos, como es el caso del helio. En estos casos la presión debida al peso es casi inapreciable.

¿Por eso los globos flotan?

No –aunque sí tenga que ver con el hecho de que el helio es muy poco denso–. El responsable principal es el aire que rodea al globo, que lo empuja hacia arriba de acuerdo con el principio de Arquímedes. Pero, dado que en este mismo bloque dedicaremos un capítulo entero a hablar de ese principio, permite que aquí simplemente te diga que no, los globos no flotan porque el helio sea capaz de escapar de la gravedad de la Tierra.

Como ejemplo, el aire caliente de los globos aerostáticos, dependiendo de su temperatura, puede seguir siendo suficientemente denso como para no poder escapar de la gravedad terrestre pero sí ser lo bastante ligero como para que el aire de alrededor lo sustente. Lo que hace que un globo flote es precisamente el hecho de que sea menos denso que el aire que lo rodea — el helio es, además, tan ligero que podría escapar incluso sin aire alrededor.

Podrías pensar entonces que los gases apenas ejercen presión, sobre todo si son ligeros, pero la propia libertad de movimiento de sus partículas hace que ejerzan un tipo de presión que los líquidos apenas ejercen: la debida a los choques de esas moléculas con cualquier cosa que se encuentre cerca.

Un líquido es algo así como un conjunto de bolas bastante pesadas que siempre se mantienen juntas y apenas pueden moverse: si estás bajo ellas notarás la presión, pero si estás por ejemplo a un lado no notarás nada. Un gas o un plasma, por el contrario, consta de bolitas mucho más ligeras pero que se mueven caóticamente, chocando unas con otras y saliendo disparadas en todas direcciones con mucha facilidad. Así, si estás debajo apenas notarás el peso de esas bolitas, pero si estáś a un lado –o debajo, o encima– notarás los golpecillos constantes de todas las bolitas.

Dado que esta agitación de las bolitas –una agitación molecular a nivel microscópico, aunque aquí tratemos a los fluidos como continuos– depende de la temperatura del gas, aquí tienes otra gran diferencia en la presión de líquidos y gases/plasmas. Al calentar un líquido apenas se nota diferencia en la presión que ejerce, ya que aunque cambie la temperatura, el movimiento molecular sigue siendo muy leve ya que las moléculas mantienen sus distancias más o menos fijas. Sin embargo, los gases y plasmas que se calientan, al moverse sus partículas más deprisa, golpean todo lo que los rodea más violentamente, con lo que su presión aumenta proporcionalmente con la temperatura. Puedes leer más sobre este efecto –que en este bloque no trataremos más– en el dedicado a la termodinámica.

Pero claro, imagina que tienes sobre ti una cantidad ingente de gas: entonces, aunque cada bolita sea muy ligera, una acumulación gigantesca de bolitas sobre tu cabeza sí ejercerá una presión considerable. Como siempre, es difícil poner etiquetas a las cosas que no simplifiquen demasiado el asunto: dependiendo del sistema físico concreto que estemos estudiando podremos despreciar algunos efectos y no otros. Si estudias la presión ejercida por el helio dentro de un pequeño globo, por ejemplo, la presión debida al peso del helio es muy pequeña. Si estudias la presión ejercida por todo el hidrógeno del Sol sobre su núcleo, la presión debida al peso es tan grande que te trituraría como una cucaracha, con lo que sería una estupidez despreciarla.

Lo bueno es que la presión es la que es independientemente de sus causas: puede deberse fundamentalmente al peso del propio fluido, como suele suceder en los líquidos, o al movimiento de sus partículas en gases o plasmas, pero su descripción y sus consecuencias son idénticas.

Ideas clave

Para seguir el bloque con garantías debes haber asimilado los siguientes conceptos fundamentales:

• La presión es la fuerza ejercida por unidad de superficie.
• La unidad de presión es el pascal (Pa). Un pascal equivale a una fuerza de 1 newton repartida sobre una superficie de 1 m².
• La presión en los líquidos suele deberse a que los encerramos en un recipiente sobre cuyas paredes y fondo se apoyan, de modo que el peso del propio líquido es la causa de la presión.
• La presión en los gases y plasmas suele deberse al movimiento de las partículas que los forman, aunque si hay suficiente cantidad pueden ejercer presión debida al peso como los líquidos.
• Tanto en un caso como en otro, si el fluido se mueve en una determinada dirección puede aparecer una presión adicional que no tiene que ver ni con el peso ni con la agitación molecular.

Hasta la próxima…

Imagino que ya sospechas de qué va a ir el desafío de este capítulo: de calcular presiones. Dado que hemos explicado el concepto básico utilizando sólidos, con ellos seguiremos; en la siguiente entrega nos dedicaremos específicamente al cálculo de la presión en fluidos. Recuerda, como siempre, comparar lo que obtienes con resultados que tengas asimilados, para ver si tienen sentido o has metido la pata.

Desafío 2 – Presión

El desafío de hoy tiene dos partes, y te aviso de que hay que hacer algunas operaciones matemáticas. ¡Qué se le va a hacer!

Imagina, pacientísimo lector, que has decidido hacer un picnic sobre un campo nevado. La nieve puede soportar una presión máxima de 5 kPa, y sobre ella has puesto una mesa de 20 kg (recuerda que, en la gravedad terrestre, el peso de algo en newtons es diez veces su masa en kg). La mesa se apoya sobre cuatro patas de base cuadrada y 20 cm de lado cada una.

La primera pregunta es, ¿se hundirá la mesa en la nieve? La respuesta, por cierto, es que no –o esto no tendría gracia– pero el objetivo es, naturalmente, que consigas demostrarlo.

La segunda pregunta es, si empiezas a poner bocadillos de 250 gramos cada uno sobre la mesa, ¿cuántos bocadillos podrás poner sobre ella antes de que se hunda en la nieve?

Como siempre, os pido que no contestéis a estas preguntas en comentarios, ya que el objetivo es que cada uno piense por su cuenta y si respondes aquí fastidias al resto. En la siguiente entrega, como siempre, hablaremos sobre la respuesta a este desafío.

Fuente:

El Tamiz

El kilogramo oficial tiene "sobrepeso"

El kilogramo original, que rige la masa de un kilo, está guardado en las afueras de París.

Los excesos de las fiestas provocan que no sean pocos los que deciden, como propósito para el nuevo año, perder esos kilos de más acumulados tras incontables comidas y familiares.

Pero, ¿qué pasaría si no hubiese que hacer ninguna dieta y que, aún con los kilos de más, conservásemos -en los números- el mismo peso?

Pues eso es precisamente lo que, según los científicos, ocurrió con el cilindro que determina lo que es oficialmente un kilogramo: podría haber "engordado" y pesar más de 1.000 gramos.

Científicos británicos comprobaron que una de las réplicas de este cilindro pesa más de un kilo, de lo que se deduce que el que se encuentra en París podría también tener sobrepeso.

El kilogramo es la única de las siete unidades comprendidas en el Sistema Internacional de Unidades que se define en función de un objeto: el patrón de platino iridio fabricado en Londres y conservado en Francia en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM, según sus siglas en francés).

Este estándar fue establecido por la BIPM en 1889, durante la Conferencia General de Pesos y Medidas. Del original se reprodujeron 40 réplicas, que fueron distribuidas por todo el mundo y que son comparados con el original cada 50 años.

Pequeñas diferencias

Según afirma en un comunicado la Universidad de Newcastle, en Reino Unido, los profesores Peter Cumson y Naoko Sano usaron una avanzada técnica para analizar la superficie de uno de los cilindros "hermanos" del de París y encontraron que el kilogramo original podría haber aumentado de masa en poco menos de 100 microgramos.

"La masa es una unidad tan fundamental que incluso un pequeño cambio es significativo y el impacto de tal variación a escala global es enorme"

Peter Cumson, de la Universidad de Newcastle

Los estudios se realizaron sobre la copia 18 del kilogramo original, que fue la enviada desde París a Reino Unido.

"Realmente no importa lo que pese siempre y cuando todos nos refiramos al mismo estándar; el problema son las pequeñas diferencias. El kilogramo original y sus 40 réplicas distribuidas por el mundo están creciendo a distintos ritmos, diferenciándose unas de otras", asegura Cumson en el comunicado.

"Pero estamos hablando tan solo de unos gramos –menos de 100 microgramos-, así que lamentablemente no podemos quitarnos un par de kilos y fingir que los excesos de Navidad nunca ocurrieron", añade.

Bronceado para adelgazar

Pero las diferencias, aunque mínimas, son significativas.

"La masa es una unidad tan fundamental que incluso un pequeño cambio es importante y el impacto de tal variación a escala global es enorme", dice Cumson.

"Lo que hemos hecho en la universidad es darle a esta superficie una especie de bronceado. Exponiendo la superficie de los cilindros a una mezcla de rayos ultravioleta de onda larga (UVA) y ozono hemos podido quitar la contaminación y potencialmente devolverle al prototipo su peso original".

Varios institutos de medición del mundo entero trabajan para encontrar una alternativa a este ejemplar que no esté basada en una pieza de metal.

Otras opciones

El kilogramo se define en función de un objeto y los expertos piensan ahora en definirlo tomando como base la mecánica cuántica.

Muchos científicos apuestan por una opción: la constante de Planck, una constante física -que recibe su nombre de Max Planck, su descubridor- y que juega un papel fundamental en la teoría de la mecánica cuántica. clic Haga clic aquí para ver la definición.

Diversas investigaciones en marcha han establecido una conexión entre la masa y la constante de Planck.

La idea es que cuando exista una conclusión unánime acerca de esta cuestión se pueda poner en marcha una nueva definición de la unidad métrica de peso.

"Se ha logrado un consenso internacional que apunta a que en el futuro cercano el kilogramo debe de ser redefinido en base a un valor fijo que parte de la constante de Planck. Aunque nuestros experimentos están progresando, es demasiado pronto para poner en marcha una nueva definición de kilogramo", explica Michael Stock, físico del BIPM.

"Los expertos en metrología de masas recomiendan que hasta que no haya un consenso entre los experimentos realizados en laboratorios de todo el mundo no se dé este paso", continúa el investigador.

Mientras tanto, habrá que seguir confiando en el kilogramo de París y en sus pequeñas inexactitudes.

Fuente:

BBC Ciencia

Algunos mitos y leyendas sobre las calorías

 

Es frecuente entre las personas que quieren mejorar su peso, aunque también entre algunos expertos en materia de dietética, dar una importancia absoluta a las calorías. En ocasiones incluso las estrategias utilizadas giran únicamente en torno al aporte energético (o sea, a las calorías) sin otorgar relevancia a la calidad nutricional. Ese es el caso, por ejemplo, de una noticia que saltaba a los titulares hace un tiempo sobre  un profesor universitario que había perdido 12 Kg comiendo exclusivamente pastelitos para demostrar que lo importante son las calorías y no el contenido nutricional.

Obviamente, la termodinámica es indiscutible pero somos muchos los que creemos que puede haber algo más tras este pragmático enfoque. Es por ello que hoy vamos a debatir acerca de un gran mito que, a su vez, ha generado la aparición de muchos otros.

Una caloría es una caloría:

El supuesto de “una caloría es una caloría” surgió hace varias décadas y todavía hoy es tomado por muchos como un dogma. La frase viene a significar que todas las calorías (ya provengan de hidratos de carbono, de proteínas, de grasas o de alcohol) son iguales en referencia a su efecto sobre el peso corporal.

Sin embargo, hay bastantes indicios que nos demuestran que esto no es cierto. Al menos no al cien por cien. Y es que, actualmente podemos afirmar que no todas las calorías son iguales, en parte gracias a estudios como el publicado el pasado verano en el Journal of the American Medical Association (JAMA) y del cual ya os hablamos extensamente aquí. En él se concluía que, por ejemplo, una dieta baja en grasas reducía el metabolismo en mayor medida que una dieta de bajo índice glucémico.

También a este estudio llevado a cabo por la universidad estatal de Pensilvania (Penn State), que encontró que una dieta que incluyera cereales de grano entero en lugar de cereales refinados produce una mayor pérdida de grasa abdominal y reduce un indicador de inflamación como es la proteína C reactiva, en comparación con una dieta idéntica pero que incluye cereales refinados.

Otro estudio, aunque esta vez llevado a cabo sobre monos en la Wake Forest University, de Carolina del Norte, halló que una dieta rica en grasas trans inducía obesidad abdominal y resistencia a la insulina a un grupo de monos alimentados sin un exceso de calorías y en comparación con otro grupo de monos alimentados de igual forma pero con grasas monoinsaturadas en lugar de las trans. Es por ello que concluye que en condiciones de alimentación controlada y a largo plazo, el consumo de ácidos grasas trans es un factor independiente en la ganancia de peso corporal (al menos en monos).

Contar calorías en la pérdida de peso:

Otra de las consecuencias que ha supuesto el dar tan absoluta relevancia a las calorías, es tratar la pérdida de peso como si de unas meras operaciones matemáticas de sumas y restas se tratara. Personalmente he visto mucha gente con su recuento personal del tipo: “Anoche me zampé un helado de 320 kcal, pero ya he contrarrestado porque he estado 28 minutos en la elíptica y me ha marcado que he quemado 400. Casi 100 más. Si llego a hacer 10 minutos más esta noche podría comerme otro helado“.

Imagino que muchos ya sabréis la (in)exactitud que puede llegar a tener un aparato de gimnasio a la hora de contar las calorías utilizadas, especialmente cuando algunos marcan que haciendo un ejercicio idéntico se “queman” las mismas calorías dando igual si pesas 50 ó 110 Kg. Sin embargo, la fiabilidad del etiquetado nutricional también es algo que en muchas ocasiones deja que desear, además de que para poder contar las calorías de muchos alimentos será necesario tener una buena base bromatológica para conocer la energía que aporta cada uno. Aunque lo más significativo, sin duda, es la dificultad que entraña tener en cuenta las cantidades de cada alimento.

Incluso para los propios dietistas-nutricionistas que contamos con una mayor formación que el público general y que además trabajamos diariamente con cantidades, valores energéticos y demás nos es casi imposible contar calorías con relativa exactitud. Realmente se trata de un esfuerzo considerable que sólo sirve para hallar una cifra algo aproximada y, en ocasiones, muy desviada de la real. Es por todo esto por lo que repetimos hasta la saciedad que contar calorías no es productivo.

Aunque, en mi opinión, lo que sí puede ser útil es conocer el valor calórico aproximado de cada grupo de alimentos. Pero no para empezar a sumar y restar, sino para saber cuáles son los que poseen una baja/media/alta densidad energética y así establecer prioridades en su consumo diario.

Imagen cedida por Lara Lombarte @Llombarte

Conclusiones:

A la fin, si se trata de modificar nuestro peso corporal el número de calorías tiene mucho que decir pues la termodinámica es innegable y si pretendemos perder peso debemos “quemar” más calorías de las que “introducimos”. No obstante, existen otros factores como la saciedad, el metabolismo en reposo o el sistema hormonal que pueden verse afectados de muy diversas formas por la composición de la dieta aún aportando las mismas calorías. Estos factores pueden, pues, repercutir directamente en el peso corporal, por lo que dar una importancia absoluta a las calorías no debe ser la principal y única herramienta de una estrategia dietético-nutricional. Sino, como hacía el profesor que comía pastelitos, sólo tendríamos que comer “chuminadas” pero en menor cantidad para conseguir una exitosa pérdida de peso.

Fuente:

Med Ciencia

La Tierra es un globo, que se me escapó…

Esto es una autentica locura. En uno de mis primeros posts en Amazings, trataba un asunto que todos nos hemos cuestionado alguna vez. ¿La masa total de la Tierra crece o decrece? Bien, según aquella respuesta, basada en dos de mis fuentes predilectas de información: Straightdope y The Naked Scientist, la masa de la Tierra crecía, puesto que la aportación espacial en forma de polvo “caido del cielo” superaba a las masas gaseosas que lograban escapar en lo alto de la atmósfera.

Sin embargo hoy me he topado con un artículo más actualizado en la BBC que defiende totalmente lo contrario. Según el doctor Chris Smith y el físico de la muy british Universidad de Cambridge, Dave Ansel, las 40.000 toneladas anuales de polvo espacial que nos caen literalmente encima no llegarían a compensar a las 95.000 toneladas de hidrógeno (y 1.600 toneladas de helio) que se escapan al espacio cada año.

¿El resulta? Súmalo tu mismo. La Tierra adelgaza 50.000 toneladas al año.

¡Curioso! El espacio matándonos a polvos, y el planeta pasando de todo soltando gases. ¡Qué digo yo que lo que podía soltar es CO2, que de ese tenemos de sobra! Pero no, no es ese el gas que nos abandona cual desodorante barato. El que huye al espacio es el hidrógeno, para muchos símbolo de la nueva economía que ha de llegar cuando los combustibles fósiles nos entierren en carbonilla hasta los sobacos (o cuando Ahmadineyad cierre el estrecho de Ormuz, que caerá primero).

Supongo que los economistas futurólogos estarán de los nervios. En plena crisis económica-ecológica, sin saber aún como conseguir hidrógeno de forma barata para nuestros coches venideros, y los científicos alertando ya de que se nos escapa al espacio “a puñaos”. ¡Menos mal que es el elemento más común del universo y no habrá recortes!

A mi me preocupa más la fuga de Helio. ¡Oh noble gas que nos pone voz de contribuyente en plena inspección fiscal cuando lo inhalamos! ¡Oh ligero vientecillo que eleva al cielo el globo de los niños que no saben hacer nudos en condiciones!

Te puede parecerte una tontería (de hecho lo de los globos infantiles ciertamente lo es) pero el helio es fundamental en electrónica, y no nos viene nada bien que se agote. Según he podido leer en este blog, nos quedan solo 25 años de helio. Así que dentro de poco tendremos que empezar a buscarle un sustituto.

¡O eso o montamos una policía de fronteras espacial que evite la fuga de este recurso tan injustamente menospreciado!

Sí, sí… riete con la ocurrencia. A lo mejor te crees que esto último (ponerle puertas al espacio) puede resultar técnicamente imposible, pero ya ves… controlar que la gente no use internet para intercambiar información libremente también es imposible, y ahí tienes a los políticos apoyando el cierre de Megaupload.

Tomado de:

Maikelnais Blog