¿Por qué al subir al monte baja la temperatura?

Cuando subes al monte dicen que, aproximadamente, la temperatura desciende un grado por cada 200 metros que asciendes. Más o menos, claro. Los montañeros conocen perfectamente este fenómeno y están acostumbrados a tener que cargar con ropa de abrigo extra. Independientemente de los fenómenos meteorológicos locales, que también influyen a veces incluso de forma muy importante, al subir hace más frío. A veces he preguntado al respecto a mis compañeros de aventurillas montañísticas, pero ninguno ha sabido (o querido) darme la explicación. No es que yo no la supiera, pero quería saber si había inquietud al respecto. Y he podido comprobar que realmente a la gente lo que le gusta es hablar del tiempo, de si hace o no frío o de si va llover, no de las razones por las que eso ocurre. Así que visto el escaso interés existente entre mis amigos por el tema (o tal vez porque están hasta el moño de mis palizas divulgativas), decidí guardarme la batallita para este blog.

Lo curioso es que esta es una de esas cuestiones que la gente no tiene pudor en explicar, seguramente porque está muy habituada al fenómeno, pero incorrectamente: Que si porque hace más viento, que si está más lejos el mar, que si hay menos efecto invernadero... algunos de estos fenómenos influyen, otros son simplemente falsos, pero ninguno es la razón primordial por la que baja la temperatura con la altura.

El frío o calor que haya se debe a la cantidad de energía (que han tomado del sol) que las moléculas de aire nos transmiten cuando chocan con nuestra piel, en el camino de sus movimientos moleculares. Cuanta más energía tengan, más se mueven, más vibran, más choques hay y más energía nos transmiten. Cuando ascendemos, la presión del aire disminuye, ya que la cantidad de aire que queda por encima también lo hace, y como el aire es un gas compresible, al reducirse su presión también lo hace su densidad (algo que casi no ocurre en los líquidos). Eso significa que hay menos moléculas por unidad de volumen. Y si hay menos moléculas habrá menos choques contra nuestra piel. Y si hay menos choques en los que se transmita energía, habrá menos temperatura y tendremos más frío. Si encima hace viento (como suele ocurrir en el monte), la sensación térmica será aún menor porque... ¡Uy, que esa ya es otra historia!

¿Por qué el agua salada no quita la sed?

Aclaremos primero que el agua que bebemos siempre tiene sales disueltas (y son necesarias para nuestro organismo), normalmente menos de mil partes por millón (ppm). Pero consideramos agua salada aquella que tiene una concentración de sales mucho mayor, por ejemplo, el agua marina: entre 10.000 y 35.000 ppm.

Para saber por qué no podemos quitar la sed con el agua del mar, primero hay que entender un fenómeno, la ósmosis. La ósmosis es un proceso químico direccional, y se produce entre dos líquidos separados por una membrana. Este proceso postula que el equilibrio se consigue cuando ambos líquidos tienen la misma concentración, por lo que todos los sistemas osmóticos (líquidos separados por una membrana, como en nuestro cuerpo) tienden a igualar sus concentraciones. Cuando uno de ellos tiene una concentración de iones (por ejemplo, sales) mayor que el otro, el diluyente o disolvente (por ejemplo, agua) del lado con menor concentración de iones se desplaza al de mayor concentración, para diluirlo y reducir su concentración y así llegar al equilibrio químico.

Los riñones crean orina, en la que se disuelve el exceso de sales que son eliminadas al ir al baño. Pero debido a la ósmosis, los riñones sólo pueden generar orina menos salada que el agua que bebemos. Como consecuencia, el cuerpo tiende a orinar todo lo que pueda para eliminar el exceso de sales, pero en lugar de eliminarlas, cada vez tiene más, ya que la orina que consigue es siempre menos salada que la original. Tendría que expulsar más líquido del que se bebe, lo cual es imposible, claro. Por eso el efecto de beber agua salada es, paradójicamente, la deshidratación.

(Post recuperado)

¿Por qué la comida se cocina más rápido en las ollas a presión?

Cuando cocinamos en una olla normal, (a presión atmosférica), la temperatura máxima que se alcanza son 100ºC, que es la temperatura de ebullición del agua. En una olla "rápida", la presión es mucho mayor a la normal, y en esas condiciones el agua hierve a mayor temperatura, ya que a las moléculas les cuesta más separarse y vaporizarse porque están "presionadas". De esta forma se llega a temperaturas mucho mayores que 100ºC, lo que permitirá que el alimento se cocine más rápido.

(Post recuperado)

¿De dónde viene los elementos químicos?

Carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo... son algunos de elementos químicos de los que estamos formados y que junto a varias decenas más completan la lista de ingredientes esenciales de toda materia del universo. Son átomos o moléculas con diferente número de protones, neutrones y electrones, pero ¿de dónde vienen? ¿Cuál es su origen?¿Dónde se crean?

Poco después del Big Bang, la gran "explosión" con la que inició el universo que conocemos, se formaron los elementos más simples a partir de las partículas básicas neutrón-protón-electrón: el hidrógeno y el helio. El hidrógeno es el componente básico de las estrellas en sus fases iniciales y es el combustible que éstas van quemando por procesos de fusión a lo largo de su vida, dando lugar al helio, las "cenizas" (producto) de esta combustión. Cuando el hidrógeno se va agotando, las fuerzas de expansión que genera la combustión se debilitan y la fuerza de la gravedad "gana": La estrella se contrae por el efecto superior de la fuerza de la gravedad, lo cual produce un calentamiento de su centro.

Este calentamiento crea reacciones nucleares que son capaces de "quemar" el producto anterior, el helio, dando como nuevo producto el carbono. Y también el helio se agotará, lo que permitirá que sucesivas reacciones de este tipo vayan generando elementos químicos más pesados tales como el magnesio, sodio, neón, oxígeno, azufre y fósforo, hasta llegar el hierro, que es el elemento límite que puede formarse de esta manera, ya que su fusión no libera energía.

¿Y cómo salen de las estrellas? Los chisporroteos de éstas (de millones de kilómetros de longitud) y/o su explosión final en forma de supernova extienden toda esta materia en forma de elementos químicos por el universo, de los cuales nosotros, y el resto cosas que existen, estamos formados. Podemos decir por lo tanto que provenimos de las estrellas, ya que ellas son la "caldera" en la que se forma la materia del universo.

(post recuperado)

¿Pasar frío puede dar lugar a un catarro o a un resfriado?

Solemos decirlo a menudo: "Me he enfriado", cuando hemos pillado un catarro. ¿Quién no asocia el pasar frío con coger un resfriado? Pues mal hecho.

Un resfriado o catarro se debe a la acción de uno de los cientos de virus (principalmente rhinovirus, coronavirus y también ciertos ecovirus y coxsackievirus) con mala leche que pululan por ahí. No tiene cura, simplemente hay que pasarlo, minimizando sus síntomas (estornudos, secreción nasal, goteo/congestión nasal, picor, dolor o flema en la garganta, tos, cefalea y una sensación de malestar general) mediante los medicamentos que nuestro médico nos aconseje.

¿Y qué tiene que ver un virus con el frío? ¿Quizás nuestras defensas se debilitan con las bajas temperaturas? ¿Tal vez su capacidad reproductiva se multiplica cuando no hace calor? Pues nada de eso, no tienen nada que ver. De hecho, los virus sobreviven bastante peor en un ambiente frío.

Entonces, ¿de dónde viene esa arraigadísima creencia? ¿Y por que nos resfriamos en invierno? Los virus del resfriado nos rodean en cualquier época del año. Pero en invierno cerramos las ventanas y nos juntamos dentro de nuestras casas y en lugares cerrados. Condiciones ideales para el contagio, por eso en esa época del año hay muchas más personas afectadas. Y cuando uno se resfría y le sube la fiebre, le dan tiritonas y pasa frio. Quizás de ahí viene el relacionar frio y catarro, pero de una forma totalmente errónea.

Enfriando el té - ¿Cual es la forma más eficaz de enfriar un líquido?

La situación puede sernos familiar: Tenemos nuestra infusión muy caliente y la prisa nos obliga a tomarlo en unos minutos. Para enfriarlo disponemos de una pequeña cantidad de agua fría. ¿Cuál es la mejor opción, es decir cómo se enfriará más el té? ¿Echando inmediatamente el agua fría y esperando unos minutos o al revés, esperando unos minutos y echando el agua fría en el último momento?

Aunque podría parecer que el efecto será el mismo (el tiempo y la cantidad de agua son iguales en ambos casos), hay un principio de la física que nos recomienda uno de los dos. Dos elementos que estén a distinta temperatura y que se pongan en contacto, tenderán a igualar las mismas. En este caso nuestro té está mucho más caliente que el aire, y con el tiempo sus temperaturas se igualarán. Pero esta ley nos dice que además, cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre ambos elementos, más rápida será la velocidad de enfriamiento del más caliente, y según se vayan aproximando sus temperaturas, esta velocidad de enfriamiento irá descendiendo.

Gráficamente quedaría representado así:

Por lo tanto, lo mejor es dejar enfriar el té el máximo de tiempo posible en primer lugar, para aprovechar la alta velocidad de enfriamiento debido a la gran diferencia de temperaturas entre el té y el aire, y mezclarlo con el agua fría en el último momento. Las prisas nos suelen empujar a hacer lo contrario.

(Post recuperado)

Cristal transparente ¿Por qué la luz atraviesa algunos objetos?

Algo tan cotidiano como el cristal puede resultar sorprendente si nos paramos a pensar sobre las razones que lo convierten en transparente. ¿Como es posible que un objeto tan sólido, rígido y resistente permita ver a través de él?

Aclarar primero que el espectro luminoso, es decir, la luz, abarca un amplio rango de frecuencias, de las cuales nuestros ojos sólo son capaces de percibir una parte, lo que solemos llamar "luz visible".

Para que un cuerpo deje pasar la luz es necesario que su estructura a nivel microscópico sea amorfa, es decir, desordenada. Podemos visualizarlo como un muro: Si los ladrillos están ordenados, el muro es hermético. Si no lo están, quedarán huecos que permiten el paso de la luz.

Por otro lado, los electrones de los átomos pueden absorber luz (para posteriormente emitirla en forma de radiación o calor), por lo que también para conseguir la transparencia es necesario que el material esté formado por componentes que no absorban fotones de forma apreciable.

El cristal común cumple ambas condiciones: Su estructura es muy desordenada y sus electrones no absorben las radiaciones del espectro visible, algo que se consigue mediante un proceso de calentamiento a altas temperaturas de la arena de sílice seguido de un enfriamiento muy controlado. Además el material obtenido es suficientemente rígido y resistente (aunque no todo lo que nos gustaría) para su uso en el hogar.

Algo más: El cristal de nuestras casas no absorbe el espectro visible, pero sí el UV (Ultravioleta), aquel que preferentemente hace que nuestra piel tome un color tostado. Así que no pretendáis tomar el sol y poneros morenos a través de la ventana.

(Post antiguo recuperado)

Planetas en el cielo y estaciones

Uno poco de astronomía básica, de la época del colegio, para que no se diga que los talluditos sabemos menos que un chaval de primaria (post recuperado):

¿POR QUÉ SÓLO VEMOS MERCURIO Y VENUS AL ANOCHECER Y AL AMANECER?
Porque para verlas en mitad de la noche deberían estar "detrás" de La Tierra respecto al sol, algo que es imposible, ya que realmente son planetas y están más cercanos al sol que nosotros.

¿POR QUÉ HAY ESTACIONES?
Está muy extendida la creencia de que las estaciones del año se deben a la distancia de nuestro planeta respecto al sol, cuando este factor prácticamente no influye en la temperatura.

Lo que determina en mayor medida (obviando fenómenos atmosféricos locales) el calor o frío que hace, depende sobre todo de la inclinación del eje de la tierra respecto al sol, es decir, del ángulo con el que inciden los rayos solares sobre la tierra. Cuando éstos "golpean" la tierra perpendicularmente, la energía del mismo se reparte en una menor superficie, por lo que la temperatura es mayor (verano en el hemisferio norte). En esos meses, en cambio, los rayos llegan "de refilón" al hemisferio sur, por lo que su energía se debe repartir por una mayor superficie, las temperaturas son más frías y están en invierno.

Esta es la razón por la que en los polos hace siempre tanto frío, ya que los rayos solares llegan siempre "de refilón".

Frío metal - ¿Están realmente los metales fríos?

El experimento es relativamente sencillo. Si tocas una superficie de metal (por ejemplo, acero) y una de madera en las mismas condiciones, la diferencia de temperatura será evidente: El metal estará más frío (si no se ha calentado por el sol). Pero, ¿tiene eso sentido? Si ambas están a la misma temperatura ambiente, ¿qué propiedad especial tiene el acero para mantenerse más frío? ¿Y no podría servir esta propiedad para utilizar el acero como una especie de refrigerador?

Bien, para ser científicos, además de con el tacto deberíamos medir la temperatura con una sonda o termómetro. Y en ese caso comprobaremos que la temperatura de la madera y el acero son iguales.

El problema es que el tacto a veces no es un buen "sensor" de temperatura. Lo que nuestro nervios detectan es la diferencia de temperatura entre la parte externa de la piel (con la que tocamos algo) y la más interna. Como el metal es un material con alta conductividad térmica, disipa rápidamente por todo su volumen el calor de nuestra piel más externa, mientras el calor de la piel a mayor profundidad se mantiene invariable. Es decir, la piel más externa se ha enfriado respecto a la más interna y nuestros nervios detectan esa diferencia de temperatura y la convierten en esa sensación de "frío metal". Como la madera es un mal conductor térmico, el calor no se disipa por la misma, por eso tiene un tacto "más cálido". Evidentemente, este efecto sólo ocurrirá si el metal y la madera están más fríos que nuestra mano.

(Post recuperado)

Alimentos picantes. ¿Por qué pican?

La razón del picor que generan en la boca algunos alimentos, especialmente las guindillas y similares, es bastante compleja y poco conocida. Se debe a la acción de la capsaicina, un compuesto orgánico de nitrógeno de naturaleza lipídica y de fórmula C18H27NO. Curiosamente, por sí misma es una molécula sin sabor ni olor, y la sensación que genera se debe a un curioso mecanismo: Disponemos de una proteína receptora para la capsaicina llamada vainilloide subtipo I. No se trata de un receptor específico solo para la capsaicina, es un receptor doloroso general, que responde, por ejemplo, al calor.

Al llegar el picante, es decir, la capsaicina, se facilita la entrada de iones calcio a las células, a través de canales específicos (fenómeno de despolarización de las membranas celulares). Ello significa un mensaje que es transportado hasta el cerebro donde es traducido en forma de sensación de quemazón o ardor. Recientes investigaciones han descubierto que una exposición prolongada y sistemática puede dar lugar a la destrucción de las fibras nerviosas transportadoras de la señal hasta el cerebro (por eso los que comen mucho picante terminan haciéndose "inmunes" al mismo), lo cual podría ser útil para eliminar otras sensaciones dolorosas.

Por cierto, cuando nos abrasamos la boca cuando se nos cuela una guindilla traviesa, solemos recurrir a un vaso de agua o una miga de pan. No es la solución más adecuada, la caseína neutraliza mucho mejor la acción de este compuesto nitrogenado, por lo que es más recomendable beber leche, tomar yogur, queso o cualquier otro lácteo.

(Otro antiguo post recupeado)

¿Por qué vemos mal bajo el agua? - Visión subacuática

Tiempo ha que no lo hacía, pero en este post voy a recuperar una entrada de mi antigua web. Y lo haré a menudo, porque quiero "resituar" algunos contenidos de entonces, en mi opinión bastante interesantes. Vamos allá...

Lo tenemos muy asumido, pero si lo pensamos un poco resulta sorprendente. ¿por qué bajo el agua vemos borroso? No vale con decir "es que se me mete al agua en los ojos"... vale, pero ¿por qué razón física eso hace que veamos borroso (desenfocado)? .

Este efecto se debe a un fenómeno físico llamado refracción. Esta ley afirma que los rayos de luz sufren una desviación cuando pasan de un medio a otro. Podemos comprobarlo viendo cómo se desvía un haz de luz al atravesar un acuario. Esta desviación depende del índice de refracción del medio, que varía en función de su propia naturaleza física.

Por lo tanto, los haces de luz se desvían tras pasar del "medio A o B" (aire o agua) al "medio C" (ojo), pero con una desviación diferente.

Nuestro órgano está diseñado para tener en cuenta la desviación que ocurre (a) cuando el medio A es aire, de forma que las imágenes finalmente se proyecten enfocadas en la retina.

Sin embargo, cuando el medio B es uno de naturaleza diferente al aire, la desviación del haz de luz (b) cambia, y la imagen se proyecta en la retina desenfocada, es decir, la vemos borrosa.

Basta con intercalar una pequeña capa de aire delante del ojo (gafas de bucear) para que la desviación vuelva a ser la inicial y veamos "enfocado".