martes, 27 de agosto de 2013

Soplido vs Aliento, ¿Por qué podemos expulsar aire frío y caliente por la boca?

martes, 27 de agosto de 2013
Probemos una cosa sencilla, colocamos una mano a unos 10 centímetros de la boca y soplamos. El resultado es un aire fresco sobre nuestra mano, ¿verdad? Ahora lo repetimos pero expulsando el aliento. ¿aire cálido? Efectivamente.

¿A qué se debe este cambio en la temperatura si el aire sale de la misma boca?

Algo tan obvio de probar tiene una explicación un poco más compleja que vamos a intentar explicar.

Si dejamos salir el aliento sin más, su temperatura será aproximadamente la del cuerpo humano, es decir, unos 36º y por tanto lo notaremos caliente, esta es la parte fácil. En cambio, cuando soplamos hacemos que el aíre que está en nuestra boca pase por la estrecha abertura de nuestros labios y eso hace que se enfríe ¿por qué? La culpa la tienen cuatro señores: Venturi, Bernoulli, Joule y Thomson.

Todos sabemos que los labios al soplar representan un estrechamiento, por lo que el aire se ve obligado a salir por una abertura mucho más estrecha . Pues bien, un señor llamado Giovanni Battista Venturi demostró en 1797 que si un gas va por un tubo y, de repente, este tubo se hace más estrecho, esto aumenta la velocidad del gas. 

Por tanto, ahora tenemos un aumento de velocidad. En un gas en movimiento, mayor velocidad implica menor presión (y viceversa) como demostró el señor Daniel Bernoulli en 1739. Este es el mismo principio que permite volar a los aviones o hacer subir el humo en las chimeneas.

Ahora sabemos que el aire del soplido lleva menor presión. En 1852, James Prescott Joule y William Thomson, demostraron que presión y temperatura son directamente proporcionales en un gas. Si acercamos un globo a un mechero, el globo explotará porque el aumento de temperatura hace que suba la presión del gas contra las paredes. De igual modo un descenso de la presión como el producido en el aire de un soplido al pasar por nuestro labios se traduce en una disminución de la temperatura y por tanto el aire del soplido es más frío.

¿Curioso verdad? Pues este ballesterismo se lo debemos a mi amiga Beatriz C. o 'Bea mamá', que llevaba tiempo queriendo proponerme este tema y que me ha hecho tener que soplarme la mano y echarme el aliento para demostrármelo. Muchas gracias.

Fuentes: 

http://www.lorem-ipsum.es/blogs/hal9000/?p=36
http://www.20minutos.es/noticia/415362/0/aliento/soplido/explicacion/



jueves, 25 de noviembre de 2010

Dolores corporales, ¿Pueden predecir cambios climáticos?

jueves, 25 de noviembre de 2010
Seguro que habéis escuchado alguna vez a alguien quejarse de su tobillo o rodilla o muñeca que se lastimó hace unos años y a otro contestándole: "Eso es que va a cambiar el tiempo". ¿Tiene esto una explicación científica que lo respalde?

Este tema que parece tan trivial, tiene detrás una rama de la ciencia denominada bioclimatología, que investiga las consecuencias de los cambios atmosféricos en la salud.

Los científicos estiman que más de un tercio de las personas son "meteorosensibles", y por tanto vulnerables a las alteraciones climáticas. Sus síntomas se presentan entre once y veinticuatro horas antes de un cambio brusco en la temperatura y van desde un hormigueo hasta dolor en las articulaciones y huesos.

Los expertos aseguran que no es la presión, la temperatura o la humedad en sí las responsables, sino la variación de las propiedades electromagnéticas de la atmósfera, como pueden ser el grado de ionización o el campo eléctrico. 

El jefe del Servicio de Neurología del Hospital Clínico Universitario de Zaragoza, Javier López del Val, realizó su tesis doctoral centrándose en el "barrunto", palabra que significa "presentir", "notar" y hace referencia a cuando una persona a través de sensaciones físicas o molestias en su cuerpo puede llegar a presagiar un cambio climático. Su investigación ha dado validez científica a este término, tan acuñado en la antigüedad. 



Su explicación al fenómeno fue la siguiente:

El "barrunto atmosférico" tiene una explicación científica: En el aire, en la atmósfera, hay una serie de iones positivos y negativos que se llaman "Sferic". A los que tienen carga negativa se les atribuye un efecto protector y a los de positiva, un efecto negativo. Estos iones van a la velocidad de la luz, y preceden en 24 ó hasta 72 horas a la llegada de un nuevo frente atmosférico. Cuando nosotros vemos en el mapa de España, que por aquí viene un frente, los "Sferic" llevan 24 horas de antelación.
Los ancianos, con menos defensas, los diabéticos y los enfermos cardiovasculares están más predispuestos a padecer ese cambio atmosférico.

También existe una situación físico-orgánica que ocurre en las articulaciones.Las articulaciones de los humanos y de casi todos los mamiferos, son "sinoviales", es decir, están cubiertas por una membrana que une hueso con hueso, sin una función de sostén como seria de un ligamento o similar, y contienen un líquido viscoso (sinovial), que funciona como un lubricante evitando el roce oseo.....

Esta estructura esta generalmente a un nivel de presion interna levemente menor a la presion atmosférica, por lo cual cuando se va a producir un brusco descenso de la temperatura, la presión atmosférica baja, y las articulaciones tienden a expandirse, generando presión en las paredes sinoviales. Esto se ve muy marcado en personas mayores con articulaciones rígidas y/o dañadas, lo que explica las continuas frases de "los adivinos del tiempo".



sábado, 6 de noviembre de 2010

¿Por qué se dice "hace demasiado frío para que nieve"?

sábado, 6 de noviembre de 2010
Esta frase parece incoherente... ¿No tiene que hacer frío para que nieve? En efecto, para que se produzca una nevada, es imprescindible que haga frío, siempre que la definición de frío "se corresponda con la que usan la mayoría de los pueblos que viven en latitudes medias de la Tierra. 

El problema radica en que la atmósfera debe albergar humedad para producir nieve, y el aire gélido contiene muy poca humedad. En cuanto la temperatura a ras de suelo desciende por debajo de unos 25º C bajo cero, las precipitaciones de nieve se tornan muy improbables en casi todos los lugares. De hecho hay una temperatura, próxima a los 40º C bajo cero, a partir de la cual (hacia abajo) ya no se produce ninguna nevada.


Cuanto más caliente está el aire, más agua es capaz de retener. Por eso, cuando viene una corriente de aire que ha pasado sobre un mar caliente, llega cargada de agua y al enfriarse en el continente se producen fuertes lluvias.

Por contra, si el aire está muy frío apenas puede soportar vapor de agua y es muy seco. Por eso, los lugares más secos del planeta son los próximos a los polos. No deja de ser sorprendente: el suelo es de agua, pero el aire es muy seco. Muy seco. 

Como consecuencia, si miramos una tabla de precipitaciones en distintos lugares del mundo observaremos que las precipitaciones en el Ártico y en el Antártico, en sus respectivos inviernos, son muy escasas.

Imagen: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Windbuchencom.jpg



sábado, 4 de septiembre de 2010

¿Por qué enfermamos más con el frío?

sábado, 4 de septiembre de 2010
Un lector nos ha mandado la siguiente duda por mail:

Quería plantear una duda que siempre he tenido. ¿Por qué nos afecta el frío a la salud? Algo que parece obvio, no le encuentro la relación causa/efecto.
Entiendo que una corriente de aire o un cambio de temperatura provoque algún problema muscular, pero no que provoque cuadros de fiebre, toses, moqueo... ¿Cuál es el proceso psicosomático que va desde "enfriarte" en la calle a acabar en la cama tomando medicamentos?

Al igual que él, yo tampoco conocía la respuesta a esta pregunta "tan obvia" por lo que me he puesto manos a la obra y creo que he dado con la clave:

El virus de la gripe y su transformación a bajas temperaturas.

Para empezar, hay que comentar que el virus de la gripe tiene una membrana exterior compuesta por unas moléculas llamadas lípidos (grasas, aceites y colesterol) que lo recubre y protege. Pues bien, Un equipo de científicos de Estados Unidos descubrió hace un par de años algo verdaderamente sorprendente, a temperaturas ligeramente superiores al nivel de congelación este recubrimiento lípido se solidifica en un gel. Sin embargo, a medida que la temperatura va ascendiendo hasta acercarse a los 15'6 ºC, este recubrimiento se va derritiendo gradualmente hasta convertirse en una mezcla líquida espesa.

¿Qué quiere decir esto?

¡Mucho! Quiere decir que en un ambiente frío el virus de la gripe está cubierto con un material elástico y endurecido en modo de membrana que le protege y le permite pasar de una persona a otra. Una vez que se encuentra en el tracto respiratorio de la otra persona, se derrite por las temperaturas más altas en el interior, lo que permite que el virus infecte a las células, ya que sólo puede infectar cuando todo el recubrimiento ha sido derretido.

Por otra parte, esta membrana cuando se encuentra en estado líquido, no es lo suficientemente resistente para proteger al virus, por lo que si la capa se derrite cuando el virus se encuentra todavía en el exterior, el virus muere, lo que explica que la llegada de la primavera suela coincidir con el fin de la temporada de la gripe.

Para terminar, los síntomas de la gripe incluyen fiebre, tos, moqueo constante, dolor de garganta, dolor de cuerpo, dolor de cabeza, escalofríos y cansancio por lo que parece que hemos completado todo el proceso desde que salimos a la calle un frío día invernal hasta que nos encontramos en la cama tomando medicamentos para luchar contra los síntomas de la gripe.

En el caso del virus del resfriado común, ocurre el mismo comportamiento con su membrana por lo que podemos aplicar la misma explicación.

También existe otra gran verdad: al haber frío en el exterior, nuestro organismo tiende a reducir el flujo sanguíneo en las extremidades que "no importan tanto" y conserva la sangre caliente en los órganos vitales. Por eso se nos enfrían manos, pies y nariz, pues disminuye la cantidad de sangre bombeada a esa zona.

Que haya menos sangre en esa zona, significa también que la cantidad de glóbulos blancos que llegaban a la nariz ha disminuido, y eso sumado a que los cilios nasales no funcionan bien con el frío (esos pelitos microscópicos) hacen que el virus tenga muchas más posibilidades de prosperar.

Agradecimientos especiales a Xabier por seguirnos y proponernos este tema "tan obvio" que resultó no serlo tanto.

Fuentes:



martes, 10 de agosto de 2010

Elefantes: ¿Como se mantienen frescos en ambientes tan calurosos?

martes, 10 de agosto de 2010
Al igual que los seres humanos, los animales deben mantener la temperatura de su cuerpo dentro de ciertos límites para poder sobrevivir. En los medio ambientes más severos, algunos animales han desarrollado maneras asombrosas para luchar contra el calor.

Los elefantes son un claro ejemplo de ello. Estos animales viven en hábitats muy calurosos, lo que les ha obligado a desarrollar curiosos mecanismos para poder sobrevivir a las altas temperaturas.

El primero de ellos, es su propia piel, la cual, si os habéis fijado, es varias tallas mayor que su cuerpo. Solemos relacionar los pliegues y arrugas en la piel con la vejez, pero en el caso de los elefantes no es así, ya que simplemente es un magnífico mecanismo para conservar su temperatura corporal. La energía del calor se pierde por la piel, de manera que cuanto más piel, pues mejor. Las arrugas en la piel de un elefante le proporcionan una mayor superficie por la cual puede escapar el exceso de calor.

Además, mientras juegan, los elefantes se refrescan en el agua lodosa. Cuando salen de las charcas, el lodo se acumula en los pliegues y mantiene la humedad cerca de la piel. Esta humedad se evapora poco a poco y refresca al elefante, igual que a nosotros nos refresca la transpiración cuando se evapora.

Pero el sistema más impresionante para reducir el calor, se encuentra en las orejas de los elefantes, lo que explica también el gran tamaño de éstas. Como vemos en la siguiente imagen de una cámara infrarroja,


las orejas despiden mucho calor. Cuando la temperatura ambiental es muy alta, los vasos capilares que se encuentran en las orejas se abren y dejan que la sangre se enfríe al pasar por la piel, que no es más gruesa que un papel. Además, mueven las orejas como si de abanicos se tratasen para ayudar a enfriar la sangre un poco más.

Toda la sangre de un elefante, 360 litros aproximadamente, puede pasar por sus orejas en unos 20 minutos. Así, la sangre ya a menor temperatura, sigue viajando por todo el sistema refrescando su cuerpo y su cerebro. Los elefantes africanos tienen las orejas más grandes que sus congéneres asiáticos ya que las temperaturas del continente africano son más elevadas y por lo tanto, necesitan una mayor refrigeración.

Fuente:



jueves, 5 de agosto de 2010

¿Qué es y a quién se debe el concepto de sensación térmica?

jueves, 5 de agosto de 2010
Muchas veces, viendo el tiempo en la tele, el meteorólogo nos advierte de que tal día vamos a llegar a una determinada temperatura pero que la sensación térmica será de X ºC. Hoy intentaremos explicar de una forma sencilla el por qué se decidió utilizar estas dos medidas y quien está detrás de su descubrimiento.

¿Por qué necesitamos estas dos medidas?

Pues bien, lo primero que hay que mencionar es que la temperatura del aire exterior es pocas veces un indicador seguro y de confianza para determinar el frío que una persona puede sentir, si está expuesto al aire libre. Existen otros parámetros meteorológicos que influyen como son la velocidad del viento, la radiación y la humedad relativa, por lo que se hizo necesaria otro tipo de medición, la sensación térmica. Por lo tanto, podemos hacer una primera definición de sensación térmica como el grado de incomodidad que un ser humano siente, como resultado de la combinación de la temperatura y el viento en invierno y de la temperatura, la humedad y el viento en verano.

Los dos factores que nos hacen "sentir frío" son la diferencia térmica entre la piel y el medio ambiente y la velocidad del viento.

La razón de por qué el viento nos hace sentir frío es muy simple ya que, cuanto más rápido se mueve el viento, más calor atrae, por lo que si tu piel se encuentra expuesta, el cuerpo se enfría mucho antes que si no estuviera en contacto.

Por poner un ejemplo muy simple, imaginaros que os encontráis varias personas en una casa en pleno verano y no hay quien pare dentro, hace un calor infernal. Uno de vosotros decide encender un ventilador que apunta directamente a su cara. ¿Qué ocurre? En principio, la temperatura no ha variado, todos seguís sudando como pollos pero el listillo del ventilador tiene una "sensación térmica" mucho más placentera, ya que el aire del ventilador al rozar su cuerpo atrae el calor de la piel y se siente más cómodo y fresco. En cuanto algún gracioso lo apague, volverá a la cruda realidad y la sensación de calor será la misma que el resto de la gente.

En verano, cuando la humedad es elevada, el valor de la sensación térmica excede al de la temperatura del aire. En este caso, la sensación térmica cuantifica la dificultad que el organismo encuentra para disipar el calor producido por le metabolismo interno y la incomodidad asociada con una humedad excesiva.

Cuando la temperatura de la piel es menor que 39ºC, el viento disminuye la sensación térmica. En cambio, si la temperatura supera los 39ºC, la aumenta.

¿A quién debemos la idea del cálculo de sensación térmica?

Nos tenemos que remontar al año 1940. el explorador y geógrafo norteamericano Paul Siple se encontraba con su compañero explorador Charles Passel en una expedición en la Antártida. Ellos fueron los que realizaron los primeros avances en la investigación de sensación térmica, ya que Siple y Passel dejaban botellas de agua fuera de la cabaña en su estación base y medían el tiempo que tardaba en agua en congelarse en condiciones de viento diferentes. Después de tomar cientos de lecturas, la pareja pudo tomar una primera idea de lo rápidamente que se perdía el calor en diferentes velocidades del viento.

Cuando Siple y Passe hicieron su investigación, en realidad no estaba tratando de desarrollar una temperatura equivalente para que los meteorólogos pudieran anunciarlas. De hecho, su medida original expresaba la pérdida de calor en una unidad mucho menos conocida para el público: vatios por metro cuadrado.

La idea de expresar las sensaciones térmicas en términos de un equivalente de la temperatura no llegó hasta 30 años más tarde, en 1970, cuando muchos meteorólogos comenzaron a traducir sensaciones térmicas en equivalentes de temperatura con el fin de darles a los espectadores un término más familiar.

¿Podemos calcular manualmente la sensación térmica?

La respuesta es afirmativa, si se da el caso de tener en tu poder una calculadora, un termómetro y un anemómetro. Una vez hemos reunido los tres aparatos, procederíamos a resolver la siguiente fórmula:

Sensación térmica (WindChill) = -0.04544 [(10.45 + 10 * RAIZ (V) - V) * (33 - T)] + 33

donde T es la temperatura en ºC y V, la velocidad del viento en km/h.

Os dejo una tablas de correspondencias de sensaciones térmicas entre temperatura/velocidad del viento y temperatura/humedad relativa por si queréis echarle un vistazo. (Pinchad para verlas en su tamaño original).


En el caso del verano, la sensación térmica recibe el nombre de Heat Index, en vez de Wind Chill, que se refiere sólo a medias y bajas temperaturas afectadas por la velocidad del viento.


Si además de la humedad tenemos como condicionante la velocidad del viento, debemos aplicar a la sensación térmica resultante de la tabla anterior los valores de esta nueva tabla.


Fuentes:



jueves, 6 de mayo de 2010

¿Por qué encogen una pata los flamencos?

jueves, 6 de mayo de 2010
Todos hemos visto alguna vez algún flamenco sujeto de una sola pata pero, ¿sabemos el motivo de este comportamiento?

Mantienen esta curiosa postura para regular su temperatura corporal.
El plumaje de las aves mantiene la temperatura de su cuerpo al funcionar como aislante, pero el pico y las patas, al carecer de plumas, son zonas del cuerpo por las que se pierde calor.
Pérdida que se acrecienta cuando el flamenco se encuentra en el agua, por lo que adopta en ella con mayor frecuencia la mencionada postura, replegando una de su largas patas (con mucha superficie de contacto) bajo el cobijo de su plumaje. Así la pérdida de calor se reduce a casi la mitad. Este mecanismo es utilizado por otras aves zancudas como las cigüeñas.

En cuanto a la incomodidad, esta no es tal. Nos parece una postura incómoda a nosotros porque nos es difícil de mantener sin perder el equilibrio, pero las patas del flamenco possen un mecanismo de bloqueo que encaja la articulación de la pata de apoyo, de tal manera que el animal no realiza ningún esfuerzo muscular para mantenerse así.




 
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