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Octubre de 2012

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Lecciones de aerodinámica (4): la fuerza de sustentación

2012-10-31

Hoy presentamos un artículo más de la serie dedicada a la aerodinámica: esta vez, sobre la fuerza de sustentación.

Vimos en el segundo artículo de la serie que el viento, al incidir sobre un cuerpo, ejerce una fuerza sobre él. Cuando la corriente incidente es uniforme lejos del cuerpo, resulta ventajoso usar como direcciones de referencia la del viento y las perpendiculares a él: el sistema de ejes viento. Presentamos en el anterior artículo la fuerza de resistencia, que es la componente orientada según la dirección del viento incidente. Hoy veremos la fuerza de sustentación, que es la componente contenida en un plano perpendicular al viento.

Fuerza de sustentación.
Fuerza de sustentación.

La fuerza de sustentación recibe su nombre del uso que se le da habitualmente en la aviación: sustentar en el aire los vehículos voladores. Es común, además, establecer una dirección privilegiada, de modo que la componente de la fuerza en esta dirección es la sustentación, mientras que la componente en la dirección perpendicular (también contenida dentro del plano normal a la corriente) es la fuerza lateral. Ambas fuerzas tienen la misma naturaleza: son ambas, en realidad, fuerzas de sustentación. La dirección privilegiada en los aviones es la vertical en el plano de simetría o sagital (o, lo que es lo mismo, la que es más o menos perpendicular al plano del ala).

Fuerza de sustentación y fuerza lateral.
Fuerza de sustentación y fuerza lateral.

No sólo los aviones explotan la fuerza de sustentación. El agarre de los automóviles es muy importante en las curvas y la generación de una sustentación negativa (es decir, hacia abajo, que pega el vehículo al suelo) es una buena forma de mejorar este agarre. En la que probablemente es la categoría reina de la competición automovilística, la Fórmula 1, hemos visto a lo largo de las décadas cómo el diseño aerodinámico evolucionaba en una carrera entre la organización y las escuderías en la que las últimas buscaban nuevos trucos aerodinámicos mientras la primera limitaba los trucos viejos.

Fuerza de sustentación negativa.
Fuerza de sustentación negativa.

La fuerza de sustentación no es gratis, pero a menudo lo parece. La generación de sustentación viene acompañada de una fuerza de resistencia. Ahora bien, esta resistencia debida a la sustentación puede ser muy pequeña si otras restricciones de diseño no lo impiden. La resistencia aerodinámica total (es decir, no sólo la debida a la sustentación) en aviación civil llega a ser fácilmente del orden de la vigésima parte de la fuerza de sustentación.

Tanto la sustentación como la resistencia que experimenta un vehículo dependen de cómo se orienta éste relativo al viento. Los vehículos diseñados para sustentar mucho con poca resistencia (como los aviones) suelen dar una fuerza de sustentación que es muy sensible a la orientación.


Categorías: Aeroespacio, Física

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Espectacular primer puesto de Javier Fernández en el Skate Canada de 2012

2012-10-29

Javier Fernández quedó en una holgada primera posición en el Skate Canada de 2012 celebrado este fin de semana. A más de diez puntos de distancia quedó el todopoderoso Patrick Chan, que esta vez no pudo ganar en casa. Brian Orser y Tracy Wilson están detrás de Fernández como entrenadores y David Wilson hace lo propio como coreógrafo; los tres son canadienses, así que todo queda en familia.

El programa corto fue impecable en lo técnico salvo por una combinación de triple lutz con triple metz que más bien fue flutz con un metz mal aterrizado. El largo empezó todo lo mal que puede empezarse: con un metz estrellado contra el suelo. Luego vino un cuádruple salchow y ya nos olvidamos del principio. Sólo hubo otro elemento técnico que no fue brillante: la primera pirueta combinada, que tuvo un error (bien salvado) en una posición ángel atrás exterior inicial con el eje fuera de sitio. Con todo, el español afincado en Canadá dio la mejor demostración técnica del fin de semana y un patinaje general excelente.


Categorías: Actualidad, Deporte

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Manifestación del 27 de octubre de 2012 en Madrid de Plaza de España al Congreso

2012-10-27

Hoy, 27 de octubre de 2012, hubo una manifestación en Madrid con la temática de «rodear el Congreso», en la línea de otras como la que hubo el 25 de septiembre. La marcha salió de Plaza de España alrededor de las 18:30 CEST, pasó por Callao cerca de las 19:00 CEST y llegó a Neptuno, tan cerca de las Cortes como fue posible, alrededor de las 20:00 CEST. Dos horas después, apenas quedaba gente en la plaza.

Cabecera de la manifestación.
Cabecera de la manifestación. La petición del cartel: Proceso constituyente. No a los presupuestos de la deuda.

Reivindicaciones

Se pedía lo habitual: democracia «real», abolición de la deuda odiosa o ilegítima, dimisión de los políticos corruptos, revocación de los recortes y establecimiento de un nuevo proceso constituyente. Esta vez, además, había cánticos relacionados con los suicidios derivados de la crisis económica y los desahucios.

Asistencia

Tuve la oportunidad de hacer un buen recuento del número de asistentes, que cifro alrededor de 5000 entre las 19:00 CEST y las 20:00 CEST. Los datos son los siguientes:

Como entre los dos puntos de referencia hay unos 600 m y el tiempo que tardó la cabeza en recorrer dicha distancia fue de 27 minutos, se deduce que la rapidez media fue de unos 37 cm ⁄ s y que la marcha pudo avanzar (si se mantuvo a la rapidez promedio) unos 180 m durante los 8 minutos transcurridos entre las 19:23 CEST (entrada de la cola en Callao) y las 19:31 CEST (llegada de la cabeza al 7 de Gran Vía). La longitud total del cuerpo de manifestantes era, por lo tanto, de unos 420 m. Los manifestantes ocupaban la calzada en el sentido de los impares, hacia Banco de España. El ancho promedio en este tramo de vía es de unos 8 m (un poquito más), así que la superficie ocupada es de esos 8 m de ancho por 420 m de largo: 3400 m2. La densidad podía estar entre 1 m−2 y 2 m−2 (entre zonas más claras y zonas más densas), lo que hace un número de asistentes de algún millar alrededor de 5000.

Banderas

En estas manifestaciones de corte social no es infrecuente encontrar banderas tricolores republicanas. Estas manifestaciones atraen en buena medida a personas que se definen a sí mismas como de izquierdas y entre estas personas de izquierdas siempre hay una pequeña proporción de republicanos militantes. Esto no significa que la protesta sea republicana (no lo era) como otras movilizaciones secundadas por sectores más conservadores no han sido franquistas aunque hubiera sido posible ver banderas con pollos la mar de sospechosos. Aquí hay una imagen en la que son visibles varias banderas tricolores:

Cabecera de la manifestación.
Cabecera de la manifestación a punto de entrar en Callao. Al fondo, varias banderas tricolores.

La bandera más notablemente notable que se dejó ver fue, probablemente, una bandera con una calabera (presumiblemente, una bandera pirata).

Bandera pirata en Neptuno.
Aglomeración en Neptuno. Al fondo, los compañeros tapan las Cortes. A lo alto, una bandera pirata.

Bandera pirata.
Bandera pirata.

Carteles

Cartel.
Cartel. Dice así: Nunca subestimes a un idiota; un día puede ser tu presidente.

Cartel.
Cartel. Dice así: Cuando la injusticia es ley, la resistencia es una obligación. Zaragoza.

Cartel.
Cartel con una exigencia: Democracia real, ya, sin estafas.

Cartel.
Cartel. Dice así: Detrás de un corrupto hay seis tertulianos.

Cartel.
Cartel colorido. Dice así: El peor enemigo de un gobierno corrupto es un pueblo culto.

Cartel.
Cartel que representa un mensaje de error típico de una interfaz gráfica según el paradigma WIMP. Dice así: Error del sistema. Pregunta al supuesto usuario: ¿Desea reiniciar el sistema ahora?. De las dos opciones ( y no), la primera está a punto de ser seleccionada. A la izquierda, lo que podría ser un pictograma de rechazo al bipartidismo: en un círculo rojo tachado, las letras PPSOE.

Cartel.
Cartel. Dice así: ¡No pago sus robos!. Debajo, una exigencia: Democracia económica.

Cartel.
Cartel. Dice así: Por debajo de las porras está la dignidad.

Caballero sevillano sostiene un cartel.
Caballero sevillano sostiene un cartel que dice así: Vengo de Sevilla. Mi viaje lo sufragan 25 amigos. Represento, pues, al menos a 25.

Cartel.
Cartel. Dice así: Podréis comer, pero ¿os salvaréis?

Cartel doble.
Cartel doble. Arriba: Que pasen hambre en la Zarzuela. Debajo: Policías, os necesitamos. Rebelaos.

Cartel.
Cartel. Dice así: Sus recortes tapan dividiendo España.

Cartel pegado a un escaparate.
Cartel pegado al escaparate de una sucursal bancaria. Dice: Asesinos. El nombre de la entidad no se dice, pero si se dijera, sería Bankia.

Cartel.
Cartel con forma de corazón. Tiene esta interesante reflexión: Vivimos en un mundo donde nos escondemos para hacer el amor, ¡¡¡pero la violencia es practicada a plena luz del día. Hay varios símbolos donde pone 15M y la palabra «violencia» está tachada en muestra de rechazo.

Cartel.
Cartel que justifica perfectamente estos actos. Dice así: Rodeamos el Congreso porque es nuestro.

Nuestro viejo y anónimo amigo Guy Fawkes

Guy Fawkes con un cartel.
Una anónima Guy Fawkes sostiene un cartel que dice así: El gobierno es el verdugo del pueblo vestido de traje. A los lados: Free Assange.


Categorías: Actualidad, Derechos, Madrid

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2012/10/27/manifestacion-del-27-de-octubre-de-2012-en-madrid-de-plaza-de-espana-al-congreso/

Día del Mol

2012-10-23

El 23 de octubre entre las 6:02 de la mañana y las 6:02 de la tarde se celebra el Día del Mol, una conmemoración del número de Avogadro y una excusa excelente para realizar actividades educativas relacionadas con la química.

¿Por qué este día y por qué esta hora?

El número de Avogadro es aproximadamente igual a 6,02 ⋅ 1023 mol−1, mientras que las 6:02 del 23 de octubre quedan como 6:02 10/23 con un estilo estadounidense de escribir las fechas.


Categorías: Fechas, Química

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2012/10/23/dia-del-mol/

Lecciones de aerodinámica (3): la fuerza de resistencia

2012-10-21

Hoy presentamos un artículo más de la serie dedicada a la aerodinámica: esta vez, sobre la fuerza de resistencia.

Vimos en el anterior artículo de la serie que el viento, al incidir sobre un cuerpo, ejerce una fuerza sobre él. Cuando la corriente incidente es uniforme lejos del cuerpo, resulta ventajoso usar como direcciones de referencia la del viento y las perpendiculares a él: el sistema de ejes viento. La fuerza según la dirección del viento es la fuerza de resistencia y se llama así porque tiende a oponerse al movimiento relativo del aire y el cuerpo: es una fuerza de frenada normalmente.

Fuerza de resistencia.
Fuerza de resistencia.

La resistencia aerodinámica tiene una enorme importancia técnica. Como se opone al movimiento, es a menudo algo indeseable. Las necesidades propulsivas de toda clase de vehículos se van en buena medida a vencer la resistencia aerodinámica, así que reducir esta fuerza se traduce fácilmente en un menor consumo de las fuentes de energía. Con un motor dado, la resistencia aerodinámica es un factor limitante de las actuaciones (tanto aceleración como máxima rapidez).

Hay casos en los que la resistencia aerodinámica tiene efectos deseable. Un ejemplo muy conocido es el de los paracaídas, dispositivos de frenada que explotan la fuerza de resistencia (y, a veces, en trayectorias inclinadas, la de sustentación). Un caso menos conocido es el de las maniobras de aerofrenado y aerocaptura, en las que sondas espaciales se sirven de la resistencia proporcionada por la atmósfera de un mundo a gran altitud para modificar la órbita sin usar los motores.

Maniobra de aerofrenado.
Maniobra de aerofrenado.

La fuerza de resistencia se debe a muy variados motivos y, por ello, es conveniente clasificar las diferentes contribuciones a ella. En los vehículos voladores (y otros que se valen de la fuerza de sustentación), suele dividirse la resistencia entre la debida a la sustentación (la resistencia inducida) y la resistencia parásita (que se llama así porque es una resistencia que no se debe a algo beneficioso o buscado como la resistencia debida a la sustentación). También se hace la distinción entre resistencia debida a la acción de la viscosidad y la debida a la presión.


Categorías: Aeroespacio, Física

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2012/10/21/lecciones-de-aerodinamica-3-la-fuerza-de-resistencia/

Éxito de la misión Red Bull Stratos

2012-10-15

Ayer día 14 de octubre de 2012, Felix Baumgartner ascendió en globo aerostático hasta superar los 39 km de altitud y saltó desde ese puesto tan elevadísimo a las 18:07 UTC. Falta la confirmación por parte de la FAI, pero los organizadores de la hazaña, la misión Red Bull Stratos, dan datos espectaculares: una rapidez máxima de 373 m ⁄ s con un número de Mach de 1,24.

La misión, además de servir como potente publicidad para la empresa de bebidas energéticas que está detrás de ella, tiene un gran interés. El objetivo era batir cuatro marcas: la de vuelo tripulado en globo aerostático a mayor altitud, la de salto en caída libre desde mayor altitud, la de velocidad de un ser humano en caída libre y la de salto en caída libre más largo. De acuerdo con la organización y siempre pendiente de confirmación oficial, las tres primeras marcas están superadas. Además de estos logros aventureros, el mero hecho desarrollo de los medios que posibilitan un salto desde tamaña altitud es algo muy interesante para la aeronáutica y la astronáutica, ya que es un paso más hacia el objetivo de dotar a las misiones tripuladas al espacio de medios seguros de escape. El desastre del Challenger, por ejemplo, se produjo a una altitud mucho menor, pero no había medios de escape por diversos motivos técnicos y económicos. Las condiciones durante el ascenso de una misión orbital son muy diferentes a las del salto de Felix Baumgartner, pero estas cosas se hacen poco a poco y una prueba de concepto como ésta es siempre bienvenida.

Curiosidades

Si 373 m ⁄ s corresponden a un número de Mach de 1,24:

Cuando se movía cerca de la celeridad del sonido, el cuerpo de Felix Baumgartner empezó a girar deprisa. Esto fue consecuencia del crecimiento de fuerzas aerodinámicas distribuidas asimétricamente. Estas fuerzas se hacían más intensas al descender porque la tenue atmósfera se hace más densa conforme baja la altitud y porque incluso si la densidad no varía, la resistencia aerodinámica varía dramáticamente al aproximarse el cuerpo a la rapidez del sonido, es decir, al entrar en régimen transónico. La suave configuración fluida del régimen subsónico da paso a un campo lleno de ondas de choque cuyo mantenimiento sale de extraer potencia del cuerpo que cae, de frenarlo. Si las fuerzas aerodinámicas en una parte del cuerpo apuntan en una dirección y en el otro extremo apuntan en una dirección distinta, aparece un momento que tiende a rotar al saltador.

Las ondas de choque son saltos de presión extremadamente bruscos, pero esto no significa que sean necesariamente muy destructivas. A Mach 1,2, una onda de choque normal multiplica la presión por 1,5 justo corriente abajo, lo que supone que si la presión ambiente es de unos pocos kilopascales, el salto de presión es de ese mismo orden. Variaciones de presión de esta amplitud son seguras con una adecuada protección auditiva.

La publicidad del evento decía que el salto estaba ejecutado desde el mismo borde del espacio exterior. La frontera del espacio aceptada generalmente es la línea de Kármán y se encuentra a 100 km de altitud, 61 km por encima de lo alcanzado aquí. Ni siquiera el generoso límite de unos 80 km aceptado en Estados Unidos es lo bastante bajo.


Categorías: Actualidad, Aeroespacio

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Día Internacional de Ponerse Traje

2012-10-13

Detalle de un traje.

El 13 de octubre es el Día Internacional de Ponerse Traje (International Suit Up Day en inglés), día elegante donde los haya. ¿Qué hay que hacer? ¡Ponerse traje! El origen de este peculiar evento se encuentra en un personaje interpretado por el actor Neil Patrick Harris. Este personaje, un donjuán que casi siempre viste muy bien, suele decir Suit Up! (traducido al español como ¡Ponte traje!) como poderosa sugerencia.


Categorías: Fechas

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Lecciones de aerodinámica (2): las fuerzas aerodinámicas y el sistema de ejes viento

2012-10-12

Este artículo forma parte de la serie sobre lecciones de aerodinámica.

Cuando el viento sopla sobre un cuerpo (o cuando un cuerpo se mueve relativo a la atmósfera), el aire ejerce unas fuerzas sobre él. El aire interactúa con la superficie mojada del cuerpo mediante la presión y los esfuerzos viscosos. Cada elemento de área mojada está sometido a una fuerza y la resultante de toda la superficie mojada del cuerpo es la fuerza aerodinámica.

Fuerzas aerodinámicas que actúan por la superficie mojada del cuerpo.
Fuerzas aerodinámicas que actúan por la superficie mojada (es decir, por la superficie inmersa en el aire).

La situación puede ser muy complicada cuando el viento viene arremolinado, caótico, de direcciones muy diferentes. En cambio, cuando la corriente lejos del cuerpo es uniforme, con una dirección bien definida, las cosas son mucho más sencillas. Si soplamos un chorro de aire sobre un cuerpo pequeño comparado con la sección del chorro (como pasa en un túnel de viento), entonces tenemos una buena corriente uniforme. También nos encontramos con una corriente uniforme si nos desplazamos dentro de la atmósfera en calma, de modo que hay un movimiento relativo del aire con respecto a nosotros.

Cuerpo en una corriente arremolinada y caótica.
Cuerpo inmerso en una corriente arremolinada y caótica.

La fuerza aerodinámica es una magnitud vectorial y podemos expresar sus componentes en el sistema de referencia que más nos guste. Un sistema de referencia muy útil es el de ejes viento: uno en el que una dirección está alineada con la propia dirección que lleva la corriente lejos del cuerpo y otros dos perpendiculares. La componente de la fuerza en la dirección paralela a la corriente es lo que se conoce como resistencia, mientras que las componentes perpendiculares son fuerzas de sustentación (o quizá la fuerza de sustentación y la fuerza lateral si queremos usar dos nombres diferentes). Veremos que a menudo es posible estudiar por separado o casi por separado las componentes de la fuerza aerodinámica en ejes viento, lo que hace que estos ejes sean francamente ventajosos.

Cuerpo inmerso en una corriente uniforme.
Cuerpo inmerso en una corriente uniforme. El sistema de ejes viento es fácil de definir y de utilizar. por la superficie inmersa en el aire).


Categorías: Aeroespacio, Física

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2012/10/12/lecciones-de-aerodinamica-2-las-fuerzas-aerodinamicas-y-el-sistema-de-ejes-viento/

Lecciones de aerodinámica (1): presentación

2012-10-11

La aerodinámica es una disciplina que se ocupa del movimiento del aire y de las acciones del viento sobre toda clase de cuerpos, desde vehículos hasta seres vivos. La aerodinámica es, pues, una rama específica de la mecánica de fluidos, que a su vez es parte de la mecánica aplicada. Hoy presentamos una serie de artículos sobre esta disciplina importantísima en campos como la aeronáutica, la automoción y la arquitectura.

Índice de entregas


Categorías: Aeroespacio, Física

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Palabras curiosas (7): «energúmeno»

2012-10-07

Continuamos con nuestra serie de artículos dedicados a palabras raras, llamativas o divertidas. La palabra de hoy, sugerida por el incauto lector G, es «engergúmeno». Es una palabra que se emplea casi siempre en sentido peyorativo y que tiene una sonoridad excelente para el insulto (que pruebe el lector a pronunciarla muy bien vocalizada varias veces y ya verá lo bien que se le queda el cuerpo). En el lenguaje cotidiano, «energúmeno» se ha convertido en un apelativo para las personas de comportamiento furioso y alborotado, quizá hasta el punto de no mostrar uso de razón. Precisamente una de las acepciones es la de "persona furiosa o alborotada"; el estado de agitación es evidente en la propia forma de la palabra, obviamente relacionada con la energía. Mucho más interesante es la otra: "persona poseída por el demonio". Todo está relacionado: se entiende que el endemoniado es como una bestia furiosa. Hoy lo más frecuente es que se tache a alguien de energúmeno no por estar bajo la influencia de algún ente sobrenatural maligno, sino por ser un bruto furioso.


Categorías: Lingüística

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2012/10/07/palabras-curiosas-7-energumeno/

Comparación de la formación profesional y la formación universitaria en Alemania y España en fechas recientes

2012-10-04

Como respuesta al artículo en el que comparábamos las tasas de empleo público y privado en Alemania y España durante la anterior década, el incauto lector T solicita una breve comparativa similar, pero esta vez referida a los estudiantes de formación profesional y de formación universitaria. En estos momentos, no dispongo de una buena serie temporal de Alemania, así que tendremos que conformarnos con datos puntuales. ¡Aquí está resuelta la duda, T!

Alemania

Los datos alemanes están publicados por el Destatis. Los números cambiaron poco entre 2010 y 2011. Había en 2011:

Alemania tiene un sistema de formación profesional fuertemente implantado. Por cada 100 estudiantes universitarios había en 2011 61 estudiantes de formación profesional.

La población de alemania es de unos 82 millones de personas, así que en torno al 4,8 % está inmerso en formación profesional o en formación universitaria.

España

Los datos españoles están publicados por el INE. Los de formación profesional llegan hasta el curso de 2010 a 2011, así que nos quedamos con tal año académico. Teníamos entonces:

La formación profesional es más reducida que en Alemania. Por cada 100 estudiantes universitarios, había 44 en estudios postsecundarios (36 sólo en ciclos formativos de régimen general).

La población de española es de unos 47 millones de personas, así que en torno al 4,8 % está inmerso en formación profesional o en formación universitaria. Es la misma proporción que la que hay en Alemania.


Categorías: Miscelánea

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2012/10/04/comparacion-de-la-formacion-profesional-y-la-formacion-universitaria-en-alemania-y-en-espana-en-fechas-recientes/