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Abril de 2015

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Lecciones de aerodinámica (8): ángulos de incidencia (ataque y resbalamiento)

2015-04-30

Continúa la serie de artículos sobre aerodinámica. Hoy introducimos el concepto de ángulo de incidencia de la corriente. Un caso especial es el del ángulo de ataque.

Cuando un cuerpo se encuentra inmerso en el seno de una corriente de aire razonablemente uniforme (como cuando definimos la corriente exterior), las fuerzas aerodinámicas dependen de la orientación relativa de dicho cuerpo (de su actitud relativa al viento). Esta orientación relativa queda bien definida mediante dos ángulos formados por la corriente incidente en dos planos perpendiculares.

Muchos cuerpos de interés aeroespacial, como las alas, tienen un plano en el que el ángulo de incidencia es tremendamente importante. El ángulo en este plano es el ángulo de ataque, mientras que el ángulo en el plano secundario es el ángulo de resbalamiento. En estos cuerpos, las fuerzas aerodinámicas dependen fuertemente del ángulo de ataque y, en menor medida, del ángulo de resbalamiento. Podemos ver un ejemplo de esto en el caso de la sección transversal de un ala larga; el ángulo de ataque está medido en esta sección transversal y las fuerzas de sustentación y resistencia dependen fuertemente de él, mientras que el ángulo de resbalamiento, medido perpendicular al ángulo de ataque, tiene un efecto pequeño salvo en casos de ángulos muy, muy grandes.

Ángulos de ataque y resbalamiento.
Ángulos de incidencia. Arriba, el ángulo de ataque en una sección transversal de ala. Abajo, el ángulo de deslizamiento de un avión visto en planta.

Hay cuerpos en los que no hay direcciones privilegiadas y no hay una elección de ángulos tan cómoda.


Categorías: Aeroespacio, Física

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2015/04/30/lecciones-de-aerodinamica-8-angulos-de-incidencia-ataque-y-resbalamiento/

Vocabulario aeroespacial (16): «actitud»

2015-04-28

La actitud de una aeronave o de un vehículo aeroespacial es su orientación, «hacia dónde mira». La actitud está a menudo relacionada con la trayectoria seguida (al menos en el caso de las aeronaves), pero la actitud no es lo mismo que el rumbo seguido: si bien es cierto que un avión se desplaza a menudo más o menos en la dirección a la que apunta su eje longitudinal, esta coincidencia no es en absoluto perfecta: las fuerzas aerodinámicas dependen del movimiento relativo a la atmósfera y es posible obtener las mismas fuerzas (y, por lo tanto, la misma trayectoria) con diferentes combinaciones del ángulo de incidencia del viento (de la actitud del avión relativa al viento) y la magnitud de su velocidad.


Categorías: Aeroespacio, Lingüística

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2015/04/28/vocabulario-aeroespacial-16-actitud/

Diferencias entre los patines de hielo de las modalidades libres y de danza

2015-04-26

Los patines de patinaje artístico sobre hielo tienen diseños adaptados a las diferentes modalidades. Hay dos diseños principales: los patines de variedades libres (tanto individuales como parejas) y los patines de danza.

Patín de libre a la izquierda y patín de danza a la derecha.
Patín de libre (izquierda) y patín de danza (derecha).

Patín de modalidades libres

En las modalidades libres, la recepción de los saltos puntuables se realiza de espaldas. El impacto contra el hielo ha de ser suave y bien amortiguado tanto por consideraciones estéticas y técnicas como por el interés de preservar las articulaciones del patinador. Ahora bien, es inevitable que al menos alguna caída sea imperfecta, así que es conveniente que el patín proporcione cierta protección que perdone un poco los errores técnicos y evite lesiones en los tobillos. Los patines de libre están pensados para proporcionar esta protección a costa de reducir un poco la libertad de movimientos. Esto lo logran con dos características principales:

Patín de danza

En danza, es necesario realizar pasos complicados con los pies muy próximos entre ellos y también cerca de los de la pareja. La libertad de movimientos es esencial. Por otra parte, los saltos peligrosos de las modalidades libres no están presentes en la danza, así que las soluciones de protección que allí (en el libre) se aplican no proporcionan ventaja alguna aquí (en la danza) a la vez que resultan contraproducentes. Los patines de danza están pensados de danza están pensados para aumentar la libertad de movimientos a costa de una menor protección en el aterrizaje de saltos difíciles (que están ausentes en la danza). Esto lo logran con dos características principales:


Categorías: Deporte

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2015/04/26/diferencias-entre-los-patines-de-hielo-de-las-modalidades-libres-y-de-danza/

Anatomía de un patín de patinaje artístico sobre hielo

2015-04-25

Los patines de patinaje artístico sobre hielo son, en esencia, botas con anchas cuchillas montadas en las suelas que permiten un desplazamiento controlado y ágil sobre una superficie lisa de agua helada.

Patín.
Viejo patín de patinaje artístico sobre hielo. Los años de uso y tortura lo han dejado cubierto de cicatrices. El cuerpo de color negro es la bota y lo que brilla por debajo es la cuchilla.

La bota

Las botas de patinaje artístico de buena calidad están hechas de cuero muy rígido. Los patinadores principiantes de corta edad están bien servidos con botas relativamente flexibles, pero los patinadores experimentados con el cuerpo desarrollado necesitan botas de cuero bien rígido para protegerse de lesiones. Conforme aumenta la rigidez de la bota, es necesario hacer el interior más mullido.

El mecanismo de cierre es muy convencional: las botas abren por delante y aseguran el pie con una lengüeta aprisionada mediante cordones que van cruzados sobre corchetes. Esto permite una buena libertad de movimientos.

Las suelas de las botas más baratas están hechas a menudo de algún plástico, pero las de gama media y alta, adecuadas para quien practica el deporte con cierta regularidad y cierto dominio, suelen ser de un cuero laminado cuya textura a veces recuerda a la de la madera.

El tacón es robusto y un poquito alto: deja el talón a la altura de la parte más adelantada del empeine.

La cuchilla

La cuchilla está hecha generalmente de un solo cuerpo de acero templado y va protegida con un cromado que la cubre salvo el borde que desliza sobre el hielo. Ahora bien, hay algunas cuchillas de construcción más compleja, con un cuerpo de aleación de aluminio que sujeta el borde afilado de acero. Sea cual sea su construcción, va unida al tercio anterior de la suela y al tacón mediante tornillos.

El filo es en realidad doble. La sección transversal de la cuchilla está acabada en una sección cóncava (un canal) con un filo en cada lado: el filo exterior (el de la posición más lateral una vez calzado) y el filo interior (el de la posición más medial una vez calzado). El desplazamiento sobre el hielo es en general sobre un solo pie y en una curva determinada por el filo utilizado.

Canto de la cuchilla.
Canto de la cuchilla. Se aprecian los dos filos y el canal entre ellos. Toda la zona del filo va sin cromar y tiende a oxidarse cuando el cuidado no es el correcto.

En el sentido longitudinal, el filo no es recto, sino que tiene cierta curvatura cuya convexidad está dirigida hacia el suelo. El radio de curvatura es del orden de unos 2 m. La curvatura se concentra en la zona anterior de la cuchilla, más o menos desde donde cae la cabeza del metatarso. Los giros se realizan casi siempre con el apoyo sobre esa zona de máxima curvatura para minimizar la resistencia, el derrape.

El extremo anterior de la cuchilla está rematado en una hilera de picos: la serreta. Esta serreta sirve para realizar ciertas figuras como pasos picados, saltos picados y algunas rotaciones amplias como el canadiense. Frenar con ella es una cosa que casi siempre es muy, muy fea y puede acabar mal; los patinadores civilizados frenan con el filo salvo en contadas ocasiones en las que tienen un motivo estético muy bien definido y justificado.

La cuchilla acaba un poco por detrás de la línea del talón. Este extremo que sobresale es la cola y da una longitud de apoyo adicional que es útil para mantener la estabilidad al aterrizar de un salto.

Partes de la cuchilla.
Partes de la cuchilla.


Categorías: Deporte

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2015/04/25/anatomia-de-un-patin-de-patinaje-artistico-sobre-hielo/

El ser humano primitivo sí convivió con los dinosaurios… ¡pero la cosa tiene truco!

2015-04-24

Hubo un tiempo en el que proliferaron películas como One Million Years B.C. (distribuida en España bajo el título Hace un millón de años) y When Dinosaurs Ruled the Earth (Cuando los dinosaurios dominaban la Tierra) en las que podíamos ver humanos prehistóricos en compañía de enormes dinosaurios escamosos, lo que se nos decía que era una fantasía sin fundamento histórico. Efectivamente, toda la evidencia fósil apunta a que esos enormes lagartos desaparecieron de la faz de la Tierra decenas de millones de años antes de la aparición del ser humano, pero todavía podemos consolarnos: algunos dinosaurios convivieron con el ser humano prehistórico y, de hecho, siguen haciéndolo. Estos dinosaurios son las aves, hoy consideradas dinosaurios terópodos. Los populares tiranosaurios, por cierto, también eran terópodos. ¡Ahora bien, si alguien tiene el antojo de ver una película sobre dinosaurios, probablemente no busca The Birds (Los pájaros)!


Categorías: Miscelánea

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2015/04/24/el-ser-humano-primitivo-si-convivio-con-los-dinosaurios-pero-la-cosa-tiene-truco/

Detector de contacto y continuidad

2015-04-20

Hice un buscador de superficies electrónico muy sencillo para usar en torno y fresadora. Es un detector de continuidad con un terminal conectado a la herramienta de corte y el otro terminal conectado a la superficie que se desea localizar con precisión: cuando la herramienta de corte y la pieza entran en contacto, se cierra un circuito eléctrico y el detector emite un aviso acústico y luminoso. Funciona en máquinas en las que la herramienta de corte está aislada eléctricamente de la pieza cuando no la toca.

El aparato no es más que un detector de continuidad sencillo. Como el circuito que se cierra con la herramienta de corte y la pieza a cortar tiene muy baja impedancia y es robusto, toda la corriente que acciona el aviso acústico y luminoso pasa por allí. Funciona con una pila de 3 V del tipo CR2032, suficiente para alimentar tanto el aviso luminoso (un led rojo de 2 V) como el aviso acústico (un zumbador piezoeléctrico KPE-242, aunque cualquier otro zumbador capaz de operar a 3 V valdría), que van conectados en paralelo. El circuito es como el del siguiente esquema:

Esquema eléctrico.
Esquema eléctrico. Es todo lo sencillo que puede ser.

Monté todo en un trocito de placa perforada y le puse unos terminales en los que conectar unos cables con pinzas de cocodrilo. La placa perforada va cubierta de cola termofusible en el lado de la soldadura para evitar que se formen cortocircuitos.

Detector.
Detector.

El aparato funciona bien como detector de superficies. Ha prestado servicio con una fresadora vertical miniatura, un torno paralelo miniatura y una fresadora con control numérico para madera y otros materiales blandos.

El detector en acción.
El detector montado en un torno paralelo miniatura y en acción.


Categorías: DIY, Electricidad

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2015/04/20/detector-de-contacto-y-continuidad/

Makerbot despide a una quinta parte de su plantilla

2015-04-19

Makerbot es una compañía que hace impresoras 3D y que ha recibido atención en esta página en diversas ocasiones:

Tras la adquisición por parte de Stratasys, la pregunta que nos quedaba hacernos era cuándo iban a empezar las medidas de adaptación dolorosas. Este viernes llegaron con el despido de unas cien personas. De acuerdo con este artículo de Motherboard que explica con mucho más detalle el asunto, se trata de la quinta parte de la plantilla. Esto viene tras unos años de crecimiento espectacular y «locuras» como la apertura de tres tiendas físicas (que han cerrado con la acción recortadora que nos ocupa). Aquí está el comunicado oficial de la compañía.


Categorías: Actualidad

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2015/04/19/makerbot-despide-a-una-quinta-parte-de-su-plantilla/

Los buenos amigos no dejan que sus amigos cierren las puertas del tren en las narices de otros viajeros

2015-04-16

Los trenes de Cercanías (por lo menos los de Madrid) tienen inscripciones que recomienda mantener las puertas cerradas para mantener una buena climatización. Seguir esta recomendación parece razonable en situaciones en las que no hay posibilidad de que otras personas tengan que subir o bajar del tren. Ahora bien, hace falta ser canalla o tener una nula conciencia de situación para entrar en el tren y cerrar la puerta apresuradamente cuando hay personas que se acercan corriendo para poder subir. Las buenas personas no hacen esto y los buenos amigos no permiten que sus amigos lo hagan.


Categorías: Civismo

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2015/04/16/los-buenos-amigos-no-dejan-que-sus-amigos-cierren-las-puertas-del-tren-en-las-narices-de-otros-viajeros/

La versión simplificada del mundo que nos enseñaban en el colegio

2015-04-12

Cuando iba al colegio, los profesores explicaban a los alumnos modelos de la realidad muy simplificados, con importantes omisiones. Es comprensible este enfoque, ya que hay muchas cuestiones sutiles cuya asimilación exige un cuerpo de conocimiento que no se adquiere hasta mucho tiempo después. Ahora bien, esto se vuelve peligroso cuando el profesor vende el modelo simplificado como la descripción última y absoluta del mundo. Van tres ejemplos.

La Tierra gira «exactamente» alrededor del Sol

Un caso que me gusta tratar es el del modelo heliocéntrico del Sistema Solar (con los planetas describiendo órbitas elípticas con foco en el centro de masas del Sol) en contraposición al modelo geocéntrico (con los cuerpos celestes describiendo órbitas circulares, quizá modificadas mediante epiciclos, alrededor del centro de masas de la Tierra). Es un caso que ya expliqué hace tiempo. El problema surge cuando la gente cree que el modelo heliocéntrico sencillo es la descripción exacta del Sistema Solar y que el modelo geocéntrico sencillo es una mentira inútil. A veces, un modelo geocéntrico sencillo es más que suficiente; otras veces, un modelo heliocéntrico sencillo no vale ni para empezar y hay que ir a modelos más finos, bien mediante ajustes de curvas de series históricas, bien mediante la resolución de las ecuaciones del movimiento (con ecuaciones que hilan más fino o menos fino). Puede que sea un exceso pedirle a un niño que calcule la precesión del perihelio de Mercurio, pero a lo mejor es interesante que sepa que el Sistema Solar no es un mecanismo de relojería y que hay explicaciones de la realidad más complicadas, pero mejor ajustadas.

El ser humano tiene «exactamente» cinco sentidos

En el colegio nos explicaron que los seres humanos tienen cinco sentidos: el gusto, el oído, el olfato, el tacto y la vista. Estos sentidos son los sentidos «clásicos» y a veces eran extrañamente inclusivos: alguna vez nos metieron el sentido del equilibrio dentro del sentido del oído, probablemente por la proximidad del sistema vestibular del equilibrio a la cóclea de la audición. La integración de la información visual en la percepción del equilibrio era mejor no tocarla. Cuando pregunté por esa cosa exótica que era la propiocepción (aunque yo no la llamé por ese nombre, sino que me referí al sentido que indicaba la posición y el movimiento de las distintas partes del cuerpo), mi profesora me respondió asombrada que tal cosa no existía.

Existen «exactamente» tres estados de agregación de la materia

Otra cosa que nos dijeron fue que había tres y no más de tres estados de agregación de la materia. Todo lo que encontráramos sería bien sólido, bien líquido, bien gas. Del plasma, ni hablar, así que nada de mirar al Sol. Más adelante, eso sí, otro profesor sí nos explicó la existencia de estados como el plasma y los superfluidos.


Categorías: Miscelánea

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2015/04/12/la-version-simplificada-del-mundo-que-nos-ensenaban-en-el-colegio/

Posible embrión de pollo

2015-04-07

Encontré algo que parecía un embrión de pollo inviable en el interior de un huevo que iba a convertirse en una tortilla. También podría ser un triste coágulo anónimo o quizá un crecimiento anómalo de la chalaza que normalmente sostiene la yema en su sitio. Como curiosidad y por el desarrollo de la embriología de cocina, aquí van unas fotografías:

Posible embrión de pollo inviable.
Posible embrión de pollo inviable. Está formado por dos vesículas diferenciadas, una más clara y lobulada; y otra más oscura, lisa y salpicada de motas de aspecto sanguinolento. Ambas vesículas se encuentran unidas entre sí, pero bien separadas de la yema. No hay vascularización visible.

Vesícula grande cortada por la mitad.
Vesícula grande cortada por la mitad. En el interior hay una estructura más clara, un coágulo de aspecto plumoso. Por su parte, la vesícula clara multilobulada no mostró contenido interesante: apenas un coágulo algo menos consistente que la membrana que lo envolvía.

Lamentablemente, no tenía un microscopio a mano.


Categorías: Miscelánea

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Cajita para un juego de brocas de centrar

2015-04-05

Tengo un juego de tres brocas de centrar DIN 333 de forma A. Estas brocas sirven para hacer taladros cónicos para apoyar una pieza en el contrapunto de un torno. Las brocas venían en un blíster algo inconveniente para el uso frecuente, así que usé un taco de madera de eucalipto para hacer una caja más adecuada y más compacta que el blíster. La cajita tiene el aspecto de la siguiente figura:

Caja.
Caja cerrada con las brocas dentro.

La caja lleva una tapa de acetato de celulosa sujeta con un tirafondo que permite que pivote alrededor de él, pero que tiene cierto apriete para evitar la apertura accidental. En la madera hay tres cajeados, cada uno de ellos 0,15 mm más grande en cada dimensión lineal que las brocas que tienen que albergar, lo que evita que el contenido baile en exceso. Para sacar una broca, hay que presionar con el dedo sobre un extremo, lo que hace que el otro se levante por encima del borde de la caja:

Sacando una broca de la caja.
Sacando una broca de la caja.

Las brocas son de las siguientes dimensiones:

Los cajeados con 0,3 mm de juego en cada dimensión lineal serán como siguen:

La siguiente figura muestra las dimensiones de la pieza de madera:

Dimensiones de la pieza de madera.
Dimensiones de la pieza de madera. Los radios de acuerdo de los cajeados no son importantes.


Categorías: DIY

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2015/04/05/cajita-para-un-juego-de-tres-brocas-de-centrar/