Energía a partir del hidrógeno

Cuando se consiguieron las primeras imágenes de las dorsales oceánicas y de las fumarolas oceánicas, se tuvo una gran sorpresa al ver que allí abajo, en plena oscuridad, había una gran variedad de organismos. La respuesta a cómo podían sobrevivir en esa situación, una vez más, la tuvieron las bacterias.
Así, las bacterias, mediante procesos de quimiosíntesis, eran capaces de obtener energía a partir de los materiales y gases que salían del mismo centro de la Tierra. Recientemente, se encontró un interensatísimo ejemplo de este proceso, con una bacteria, simbionte de un curioso de tipo de mejillón, capaz de sintetizar energía a partir de hidrógeno.



El hidrógeno que proviene de la dorsal oceánica, disuelto en el agua, pasa a través de la estructura del mejillón, y la bacteria simbionte que vive en él, obtiene, a partir del hidrógeno, energía utilizada tanto por ella como por el mejillón
La investigación, llevada a cabo por el instituto alemán Max Plank y la Universidad de Harvard, cuyos resultados han visto la luz en la prestigiosa Nature, descubrió bacterias que, viviendo en condiciones extremas en ambientes con abundancia de hidrógeno, optaban por esta fuente de energía para obtener materia orgánica. Al igual que otras bacterias utilizan metano o sulfuro de hidrógeno como fuente de energía, estas nuevas bacterias, capaces de utilizar el hidrógeno, son hasta 18 veces más productivas.
Estas bacterias se encontraron a 3.200 metros de profundidad, en el campo de Logatchev de la dorsal medio-atlántica, una cordillera submarina a medio camino entre el Caribe y las islas africanas de Cabo Verde, donde viven en una curiosa simbiosis con bancos de mejillones. Esta zona es muy productiva, con una alta producción de energía hidrotermal.

¿Para qué sirve un pararrayos?

El pararrayos es un aparato destinado a proteger naves, edificios y demás construcciones contra el efecto destructivo de los rayos. Inventado por el físico y patriota estadounidense Benjamin Franklin en 1752.

El pararrayos esta compuesto por un mástil metálico (acero inoxidable, aluminio, cobre o acero), con un cabezal captador (pararrayos). El cabezal tiene muchas formas en función de su primer funcionamiento: puede ser en punta, multipuntas, semiesférico o esférico y debe sobresalir por encima de las partes más altas del edificio. El cabezal está unido a una toma de tierra eléctrica , por medio un cable de cobre conductor. La toma de tierra se construye mediante picas de metal que hacen las funciones de electrodos en referencia al terreno o mediante placas de metal conductoras también enterradas. En principio, un pararrayos protege una zona teórica de forma cónica con el vértice en el cabezal; el radio de la zona de protección depende del ángulo de apertura de cono y a su vez éste depende de cada tipo de protección. Las instalaciones de pararrayos se regulan en cada país por guías de recomendación o normas.

El objetivo principal de estos sistemas es reducir los daños que puede provocar la caída de un rayo sobre otros elementos.

¿Cuántos tipos de radiactividad existen?

Antes debemos saber que existen tres tipos básicos de decaimiento radioactivo causantes de la radioactividad:

1. Decaimiento alfa: Cuando un átomo despide partículas alfa, es decir, dos protones y dos neutrones pegados entre sí.
2. Decaimiento beta: Cuando un neutrón en el núcleo se convierte espontáneamente en un protón, un electrón y un antipartícula llamada antineutrino.
3. Fisión espontánea: Cuando un átomo se parte en pedazos en vez de enviar partículas alfa o beta.

        
Lo neutrones pueden dispararse hacia otros átomos para hacerlos radioactivos. Esta técnica es utilizada en medicina nuclear, por ejemplo, y también en plantas nucleares. Ahora bien, son tres las principales formas de radioactividad categorizadas según su intensidad.

1. Alfa: Poca energía. Viaja pocos centímetros en el aire y puede ser detenida por una hoja de papel o una mano. Los detectores de humo la utilizan.
2. Beta: Mediana energía. Penetra aire y papel, aunque una placa de aluminio es suficiente para detenerla. Útil en imagenología médica.
3. Gamma: Alta energía. Atraviesa aire, papel e incluso metal. En ocasiones sólo pueden ser absorbidos por centímetros de plomo o muchos metros de concreto. Son utilizados para la esterilización de equipo médico, así como en el tratamiento del cáncer.

¿Qué es la radioactividad?

Un átomo de Plata (Ag) será un átomo de plata con 47 electrones e igual cantidad de neutrones y protones por miles de millones de años. Hubo un tiempo en el que lo científicos pensaron que eso mismo aplica para todos los elementos de la naturaleza. Ahora sabemos que es un poco más complicado. Lo cierto es que buena parte de los elementos tiene varias formas, algunas más estables y abundantes que otras. Por ejemplo, la plata tiene “versiones” de 60 neutrones y otras de 62, ambas consideradas estables. Esas diferentes maneras de ser de los átomos son conocidas como isótopos. Y entre los isótopos, los hay que son radioactivos.
Pongamos un ejemplo más simple para entender la radiación nuclear. El Hidrógeno (H) tiene tres isótopos:

1. Un electrón (carga negativa) y un protón (carga positiva). Muy estable y lo encontramos en el agua que bebemos.
2. Un electrón, un neutrón y un protón. También llamado deuterio, es muy raro en la naturaleza, aunque estable.
3. Un electrón, dos neutrones y un protón. Le llaman tritium, es aún más raro que el deuterio y es radioactivo. Basta reunir un puñado de átomos de tritium para observar que pronto se mezclarán para convertirse en átomos de Helio con dos protones y un neutrón.

Ese proceso de transformación, de pérdida de partículas e “identidad” es lo que técnicamente se llama decaimiento radioactivo cuyo efecto es la radioactividad. Como han podido ver, no todos los isótopos de un elemento son radioactivos. Los hay que sí, como el Uranio (U), que también es el elemento natural más pesado en poseer esa característica. El decaímiento radioactivo genera energía que en algunos casos es alta y muy inestable.

No toda la radioactividad es mala...

Los beneficios de la radioactividad en los seres vivos:
+ Se han elaborado radiovacunas para combatir enfermedades parasitarias del ganado y que afectan la producción pecuaria en general. Los animales sometidos al tratamiento soportan durante un período más prolongado el peligro de reinfección siempre latente en su medio natural.
+ Gracias al uso de las técnicas nucleares es posible desarrollar diversos estudios relacionados con recursos hídricos. En estudios de aguas superficiales es posible caracterizar y medir las corrientes de aguas lluvias y de nieve; caudales de ríos, fugas en embalses, lagos y canales y la dinámica de lagos y depósitos. En estudios de aguas subterráneas es posible medir los caudales de las napas, identificar el origen de las aguas subterráneas, su edad, velocidad, dirección, flujo, relación con aguas superficiales, conexiones entre acuíferos, porosidad y dispersión de acuíferos.
+ Se ha extendido con gran rapidez el uso de radiaciones y de radioisótopos en medicina como agentes terapéuticos y de diagnóstico.
 + En el diagnóstico se utilizan radiofármacos para diversos estudios de: tiroides, hígado, riñón, metabolismo, circulación sanguínea, corazón, pulmón...            
                   
+ En terapia médica con las técnicas nucleares se puede combatir ciertos tipos de cáncer. Con frecuencia se utilizan tratamientos en base a irradiaciones con rayos gamma provenientes de fuentes de Cobalto-60, así como también, esferas internas radiactivas, agujas e hilos de Cobalto radiactivo. Combinando el tratamiento con una adecuada y prematura detección del cáncer, se obtienen terapias con exitosos resultados.

Efectos de la radiactividad sobre los seres vivos

Efectos sobre el hombre:
Según la intensidad de la radiación y su localización (no es lo mismo una exposición a cuerpo entero que una sola zona), el enfermo puede llegar a morir en el plazo de unas horas a varias semanas. Y en cualquier caso, si no sobreviene el fallecimiento en los meses siguientes, el paciente logra recuperarse, sus expectativas de vida habrán quedado sensiblemente reducidas.
  Los efectos nocivos de la radioactividad son acumulativos. Esto significa que se van sumando hasta que una exposición mínima continua se convierte en peligrosa después de cierto tiempo. Exposiciones a cantidades no muy altas de radioactividad por tiempo prolongado pueden resultar en efectos nefastos y fatales para el ser humano. La siguiente lista describe la condiciones que se pueden expresar cuando uno es víctima de enfermedad por radiación: náuseas, vómitos, convulsiones, delirios, dolores de cabeza, diarrea, perdida de pelo, perdida de dentadura, reducción de los glóbulos rojo en la sangre, reducción de glóbulos blancos en la sangre, daño al conducto gastroinstestinal, pérdida de la mucosa de los intestinos, hemorragias, esterilidad, infecciones bacterianas, cáncer, leucemia,
cataratas, daños genéticos, mutaciones genéticas, niños anormales, daño cerebral, daños al sistema nervioso,  cambio de color de pelo a gris...



Efectos sobre los animales: Los líquenes son muy vulnerables a la contaminación radiactiva. De ahí que muchos renos de Laponia, que se alimentan de unos líquenes llamados musgos de reno, hubieran de ser sacrificados tras el accidente de Chernobil.
 Si los animales han sido irradiados, a los pocos días o semanas presentarán diarreas, irritabilidad, pérdida de apetito y apatía, pudiendo quedar estériles para más o menos tiempo según su grado de exposición. Si es así los órganos internos estarán contaminados y algunos elementos radiactivos (como el estroncio) se habrán introducido en los huesos, donde permanecerán durante toda la vida mermando las defensas del organismo y haciéndole presa fácil para las enfermedades. Por eso, si se han de consumir animales habrán de evitarse tanto los huesos como sus órganos. La única solución para eliminar la radiactividad es el tiempo y los cuidados, además de no seguir expuesto a productos radioactivos.

Vibraciones...

Un vídeo con el que resulta muy fácil entender como se transmite la vibración...

¿Qué es un imán?

Un imán es un material que tiene la capacidad de producir un campo magnético en su exterior, el que es capaz de atraer al hierro, así como también al níquel y al cobalto.

Existen imanes de origen natural y otros fabricados de forma artificial. Generalmente, aquellos que son naturales manifiestan sus propiedades en forma permanente, como es el caso de la magnetita o Fe304. Los imanes artificiales se pueden crear a partir de la mezcla o aleación de diferentes metales. Otra forma de generar el magnetismo es mediante el principio que opera en los electroimanes, cuyo artículo también puedes leer en este sitio.

La característica de atracción que poseen los imanes se hace más potente y evidente hacia sus extremos o polos, los que son denominados norte y sur, ya que tienden a orientarse a los extremos de nuestro planeta, ya que sus polos son imanes naturales gigantes. Así como sucede con los imanes, debido a los polos, en la Tierra, el espacio en el que se manifiesta la acción de los enormes imanes se denomina campo magnético. Éste se representa a través de líneas de fuerza. Las líneas de fuerza son trazos imaginarios de van de polo a polo, de norte a sur por fuera del imán y en sentido contrario por su parte interna.

El magnetismo

El magnetismo de los imanes se explica debido a las pequeñas corrientes eléctricas que se encuentran al interior de la materia. Estas corrientes se producen debido al movimiento de los electrones en los átomos, y cada una de ellas da origen a un imán microscópico. Si todos estos imanes se orientan en forma desordenada, entonces el efecto magnético se anula y el material no contará con esta propiedad. Por el contrario, si todos estos pequeños imanes se alinean, entonces actúan como un solo gran imán, entonces la materia resulta ser magnética.

Si se quiere lograr que un imán deje de ser magnético, entonces es necesario someterlo a la denominada “temperatura Curie”, es decir, a la temperatura precisa que cada tipo de imán requiere. Por ejemplo, un imán cerámico deberá ser sometido a una temperatura de 450ºC, mientras que para un imán de cobalto es necesario alcanzar los 800ºC.

¿Para qué sirve un rayo láser?

El láser es un rayo luminoso de un solo color, muy intenso, emitido en una sola dirección. Ese rayo se utiliza en laboratorios, medicina, en la industria...

PARA MEDIR LA DISTANCIA TIERRA-LUNA
Esa distancia varía a lo largo del año de 360.000 a 409.000 kilómetros. Los astrónomos apuntan hacia unos espejos que colocaron los astronautas en la Luna. El rayo láser se refleja en ellos y regresa al observatorio 2'4 segundos después. Ccomo se sabe a la velocidad que viaja la luz, los astrónomos pueden calcular la distancia Tierra-Luna al milímetro. Así han observado que la Luna se aleja entre 3 y 5 centrímetros cada año.

 PARA OPERAR
Los ingenieros han inventado rayos láser de potencia muy débil para cortar sin dañar. Son 1000 veces más finos que la hoja del instrumental de un cirujano. Además, el calor del rayo cierra los vasos sanguíneos, lo que limita la pérdida de sangre.

PARA CORTAR
En la industria se utilizan rayos láser muy potentes que perforan y cortan placas de metal del groso del dedo meñique. La luz es tan fuerte que en unas millonésimas de segundo el metal se funde y hasta se vaporariza.

PARA CREAR EFECTOS ESPECIALES
Los organizadores de grandes fiestas utilizan los rayos láser para crear efectos especiales en el cielo. Esos rayos láser iluminan las partículas de agua y el polvo que hay en el aire, lo qaue permite que nuestros ojos los vean.

¿Qué es el Arco Iris?

                                        

El Arco Iris es un fenómeno natural óptico, bello, luminoso y espectacular, que se produce en la atmósfera cuando el sol ilumina una nube o cortina de agua desde detrás del observador, mostrando los colores del espectro ordenadamente:

Se forma por la refracción y reflexión de los rayos solares en las gotas de lluvia. El centro del arco, salvo raros casos, se encuentra en la prolongación de la posible sombra del observador. El borde exterior, de coloración brillante, es rojo y tiene un radio aproximado de 42º4'. La gamma de los colores se sucede por el siguiente orden, de exterior a interior:

rojo, anaranjando, amarillo, verde, azul, añil y violeta,

y es originada por la dispersión de la luz en el agua. El borde interior (violeta) tiene un radio de 40º, por lo que el Arco Iris, con todos sus colores, tiene una anchura de unos 2 grados.

Los colores del Arco Iris son los mismos que se pueden ver al hacer pasar la luz blanca a través de un prisma triangular; la luz blanca se separa formando un espectro que contiene todos los colores del Arco Iris.

El Arco Iris puede verse en la lluvia y también en la niebla o en el agua pulverizada de cascadas y cataratas. Aunque teóricamente es posible la formación de gran número de arcos, comúnmente aparece sólo uno, con menos frecuencia dos y rara vez tres. Los rayos que sufren una reflexión en el interior de las gotas producen el Arco Iris primario. Los que sufren dos reflexiones (aproximadamente el 10 por ciento del total), producen un arco más debil, denominado secundario. Se trata de un Arco Iris más amplio, con un sector angular de unos 52º, aunque de bandas menos vivas y en él los colores aparecen invertidos, es decir, presenta el rojo en el interior y el azul en el exterior. Los rayos que forman el arco primario sufren una desviación mínima, de 138 a 140 grados, dependiendo de su longitud de onda (la luz azul se refracta más que la roja).

Cuando el sol está bajo en el cielo, el arco iris aparece alto; al ascender el sol, el arco iris parece descender manteniendo el ángulo crítico entre 40º y 42º. A más de 42º sobre el horizonte, no se puede ver el arco iris porque el ángulo requerido pasa por encima de la cabeza del observador.

Hay un detalle muy curioso. Cuando aparece un Arco Iris en el cielo y hay varios observadores distanciados entre ellos, se diría que están contemplando el mismo Arco Iris y, al parecer, no es así. Desde el punto de observación de cada uno (siempre con el sol a su espalda y el Arco Iris en frente) lo que se contempla es el espectro de la gamma de colores al incidir los rayos de sol en una franja de gotitas de agua suspendidas en el aire que actúan como prismas. Desde distintas posiciones, cada uno de los observadores ve un Arco Iris, sí, pero originado en otra franja de gotas de agua, por lo que se puede decir que cada uno ve su propio Arco Iris. Es más, si un mismo observador va caminando, al estar cambiando de posición, cambia también el Arco Iris que está contemplando.

Explicación del gráfico:

(A): El Arco Iris aparece cuando los rayos del Sol se refractan en las gotas de agua suspendidas en la atmósfera, las cuales actúan a modo de prisma.

(B): Cada color se refracta con un ángulo diferente a causa de su longitud de onda particular, de manera que, en conjunto, forman el espectro de la luz blanca.

(C): El Arco Iris está formado por el conjunto de espectros de todas las gotas de la zona.

(D): Un observador situado en tierra, solamente observa una parte del círculo; su posición varía según la posición del observador, pero su medida angular es siempre la misma.

(E): En todas las gotitas, cada uno de los colores del espectro se refracta en la misma dirección respecto a la dirección de los rayos solares.