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sábado, 11 de enero de 2020

Lo que usted ignora sobre el reciclaje. Papel y cartón




Cuando yo era chico, el papel se separaba; sobre todo el papel de periódico. La razón era obvia: se empleaba para encender la caldera de carbón. Y si ya estaba encendida, daba igual: al fuego con él, que calienta. Como excepción, el papel de panadería y pastelería se guardaba aparte, cuidadosamente cortado en pliegos. ¿Porqué? Pues porque no había papel de plata y ese papel se empleaba para envolver los bocadillos.

En cuanto al cartón, por supuesto: toda caja que llegara era bienvenida, porque se iba a utilizar. ¡Pues no había pocas cosas que se guardaban mejor en las cajas! Especialmente los grandes tambores de detergente: todo lo de navidad se guardaban en esos tambores, y uno de ellos guardaba las piedras con las que se sujetaría el árbol. Que, está claro, se pondría empleando ese tambor de macetero.

Pero eso no era reciclar: era reutilizar. Y como la sociedad actual tiene un problema mental con reutilizar, queremos reciclar.

Y hemos llenado nuestras calles de contenedores azules, separamos el papel en las casas y llenamos los contenedores para que reciclen nuestro papel.

Nadie nos ha explicado nunca que no reciclan nuestro papel. Acaba en un vertedero. Eso no quiere decir que no se recicle el papel; es sólo que no se recicla el nuestro. Se recicla el "industrial". Pero, sobre todo, lo que se recicla es el cartón. Por cierto que el líder europeo en cartón reciclado es Saica, ahí es nada.

Y sí, sí se recicla papel. ¿Cómo cree usted que se fabrica el papel? Todo el mundo cree que se fabrica a partir de la madera. ¿Ha visto muchos bosques en España que se talen para producir papel? No, en España, me atrevería a decir. Mire, el papel se fabrica a partir de tres materias primas. La celulosa de los árboles, claro que sí. Pero sobre todo... de la paja. La paja es un subproducto agrario, y resulta que también sirve para fabricar papel. Y el tercero es... el propio papel. El papel reciclado. No digamos ya el cartón, ahí el porcentaje es escandaloso.

Pero ahora le voy a contar una cosa que creo que no sabía. Usted echa el papel y el cartón al contenedor azul, como le han mandado, y el recolector se lo lleva. Por cierto, si se lo lleva el recolector es mala señal: el precio está muy bajo. Si estuviera alto, se lo llevarían los traperos (seguro que los ha visto mucho por temporadas), que roban impunemente los contenedores azules cuando les sale a cuenta.

Pues bien, el contenedor azul llega a la estación de tratamiento, y allí lo que se hace es separar el papel del cartón. ¡Ah, pero hay una fracción más!: el rechazo.  Y el rechazo es... todo lo que no interesa. ¿Qué interesa? Yo se lo digo: el cartón mayor de tamaño A-3 y el papel mayor de tamaño A-4. Tal cual. El resto, fuera. Y si hubieran estado en una estación de tratamiento, lo entenderían perfectamente. De hecho, les contaré una anécdota: diseñé la quizás primera planta de separación de España, y el reciclador quería tres fracciones, las dos indicadas y el papel algo más pequeño, creo que A-5 o así. Como el presupuesto se disparaba, se decidió quitar un separador: el del papel A-4. Pero cuando encargué a los EE.UU. los separadores (los mejores del mercado), me equivoqué y encargué el del A-4. En ningún momento detectamos los americanos o yo el error, y es que en Europa siempre se ponía el de A-4. Cuando se montó la planta, el cliente entró en cólera y yo quise que se me tragara la tierra. Pero estando en discusiones... la planta arrancó. Y entonces se dieron cuenta de que había sido un error para bien (y yo salvé mi cuello). 

Pero a lo que voy: si rompe el papel, ya no se recicla. Se trata como rechazo. Si rompe los cartones, ya no se reciclan. Son rechazo. Si hace una pelota, lo mismo. Si es un papel menor que un A.4, ídem. Una caja pequeña. Todo eso no se recicla, aunque usted crea que sí. Y aún le diría más: los recicladores, con el de origen industrial tienen suficiente. Un suministro que es del tamaño adecuado, muy limpio, no fragmentado, y sobre todo en cantidades industriales. Tanto que a menudo las industrias optan por prensar ellos mismos sus residuos de cartón, con lo que al reciclador le dan el trabajo hecho.

Pero, claro, está la imagen pública. Y ésta exige que nos llenen las aceras de contenedores azules, y que usted y yo los llenemos. Hasta el punto de que es automático, lo hacemos sin pensar. Como ya no tenemos estufas de leña...

En fin. Recicle usted el papel, que si no se sentirá culpable. Pero no se agobie demasiado: seguramente será un acto hacia la galería.




The Beatles - Yer blues

viernes, 30 de agosto de 2019

Lo que usted ignora sobre el reciclaje. Los metales.





Reciclado el vidrio, el próximo objetivo de cualquiera debería ser reciclar los metales.

La razón es muy sencilla: como ocurre con el vidrio, el proceso de extraer los metales de la tierra es complicado, costoso y muy poco "ecológico". Es una actividad de minería, más los correspondientes procesos metalúrgicos. Por no hablar del coste del transporte desde la mina hasta las factorías. Si usted ya tiene el metal, reutilícelo: sólo hay que fundirlo, y eso es fácil.

Ahora bien, dentro de los metales su objetivo debería ser el aluminio. Es lo que se busca. Por el precio. Es muy caro, y se paga muy bien.

El aluminio se extrae de la bauxita, y sólo de la bauxita. Bauxita hay, sobre todo, en Australia y Guinea; también en Brasil, China, Jamaica y Vietnam. Sí, es una distribución peculiar, pero qué se le va a hacer. Así que toda la producción que podamos hacer de aluminio nacional vía reciclaje es bienvenida.


Lo que incluye... los tetrabricks. Por favor, recicle todos los envases de tetrabrick. Van donde el plástico, no se fije en el envoltorio de cartón que, de todas formas, se eliminará para recuperar el forro interior de aluminio.

Reciclar los tetrabricks es importante.

Aparte, hay un detalle adicional que hace que sea importante reciclar los metales: son facilísimos de separar del resto de los residuos. Como es fácil, se hace, y de una manera muy efectiva, por lo que se puede estar seguro de que el metal que se deposita en el contenedor de envases se va a reciclar.

De hecho, y con relación a esto último, he de decirles que, como se paga bien y es fácil de separar, suele extraerse hasta el que se deposite con la basura normal... pero como esto no siempre se hace, aseguremos el tiro y reciclemos los metales.

Y fíjense que digo "metales". Esto es porque usted no sabe de qué metal está hecho cada elemento. Sin ir más lejos, hay latas de bebidas de aluminio y de acero, y cuesta saber de qué es cuál.

En las plantas de tratamiento de residuos, lo primero que se hace es separar el acero. Para ello, los residuos circulan por una cinta transportadora y sobre esa cinta se coloca un electroimán: los elementos de acero salen hacia arriba, atraídos por el imán. El electroimán se encuentra dentro de una cinta transportadora perpendicular a la primera, y de esta manera los productos de acero se separan del flujo principal y se llevan a su propia línea de tratamiento.

El paso siguiente es separar el aluminio. Y eso se hace de una manera ingeniosísima: con corrientes de Foucault. Estas corrientes son un efecto del electromagnetismo, descubierto en 1851 y también llamadas de inducción. En síntesis, al final de la cinta transportadora que hemos visto que transportaba los residuos se coloca un generador de corrientes de Foucault, y lo que tenga aluminio... saldrá disparado, repelido por esas corrientes inducidas. Es espectacular, la repulsión es mucho más fuerte que la atracción del imán (porque está más lejos de la cinta), y como además no se ve ni el generador ni nada... parece magia.

Para ser más espectacular, el generador se pone (ya lo he dicho) al final de la cinta transportadora. ¿Qué hace el material de la cinta? Al llegar al final, cae (a una cinta que lo espera más abajo, por cierto). Pero el aluminio sale despedido, y es como si saltara un puente en construcción en una película de Hollywood: ¡bumba! salta y aterriza... en otra cinta, que lo espera al otro lado.

Dato adicional: no rellene la lata de bebida con piedras o cosas que pesen: ni el imán podrá levantarla ni el generador de corrientes conseguirá darle el impulso necesario para llegar a la cinta de destino con ese peso, y se perderá el reciclaje.

Una vez separado el aluminio y el acero, quedan más metales. Pero éstos no se reciclan. Son los latones, hojalatas y otros materiales baratos que no se considera que valga la pena el esfuerzo de separarlos. ¡Qué se le va a hacer!

El paso siguiente para el aluminio y el acero es compactarlos, para economizar su transporte. Esto se hace en una prensa de latas, y recalco que es de latas porque están diseñadas para chafar latas. No pueden con elementos sólidos, como sartenes, ollas, barras de estanterías, material de ferretería,... elementos diseñados para resistir y no doblarse. Estos elementos se han de reciclar, porque contienen mucho metal, pero ¡no los deje con los envases! Hay que llevarlos a un punto de recogida. La diferencia es que se llevarán a la fundición sin pasar por la prensa de latas: es otro circuito.

En resumen: los metales se pagan, valen su peso y compensa el esfuerzo. Además, el impacto ecológico del reciclaje no es desdeñable. Aluminio hay el que hay y lo hay donde lo hay, así que es casi una cuestión nacional: no podemos derrochar el aluminio que tenemos.

En pocas palabras: vidrio y metales, recíclelos siempre. Que no se pierda nada.





The Beatles - She's a woman

viernes, 23 de agosto de 2019

Lo que usted ignora sobre el reciclaje. El vidrio.





Hace cincuenta años, en todas las casas se reciclaban los envases de vidrio. En un armario se guardaban las botellas usadas y cuando se iba a la tienda se llevaban. En esa época se llamaban "cascos", y el precio de la botella nueva dependía de si se daba el casco de la anterior de vuelta o no. Claro, con casco de vuelta era mucho más barato.

Las familias reciclaban, porque tenían un beneficio económico claro al hacerlo. Pero detrás no había ninguna Administración pública, sino las propias empresas envasadoras. Iniciativa privada. Esto nos da la primera pista de porqué reciclar vidrio: es rentable. Si no se reciclara vidrio, éste habría que obtenerlo en su totalidad por extracción minera del feldespato y el cuarzo, y su posterior fusión a más de 1500°, todo ello para conseguir una masa fluida de vidrio con la que empezar a trabajar. Es obvio que generar la masa fluida a partir de vidrio requiere mucha menos energía, aparte de la ventaja en el proceso de reordenación de las moléculas de silicato (esta reordenación molecular es la clave del vidrio) que aporta la incorporación de material ya generado (tal vez incorpore en esta serie de artículos una anécdota mía al respecto).

Así que, sin duda: por conciencia ecológica, por ahorro global del planeta, el vidrio es un producto que debe reciclarse siempre. Si sólo va a reciclar un producto, elija el vidrio.

Pero hay una razón más: nada molesta tanto como el vidrio. Imagine que en su bocadillo hay un trocito pequeño de cartón, de plástico, de papel de aluminio. No sería un drama que le entrara en la boca, lo detectaría al masticar; y si se lo tragara… Yo de niño me tragué una peseta, y no he sido el único. En cambio, imagine que hay una pequeña, tanto como quiera, esquirla de cristal. No hace falta continuar, ¿verdad? Pues en la industria ocurre lo mismo: llega un momento en que no puede entrar vidrio en un proceso, así que es perentorio eliminarlo.

Los RSU se manipulan. Se compactan antes de depositarlos en los vertederos o de trasladarlos a una incineradora, se incineran, e incluso muchos ingenuos los someten a procesos de triaje en busca de elementos reciclables, plásticos, telas, cartones, latas,… Todos esos procesos se hacen mediante máquinas: prensas, cintas transportadoras, hornos, trómeles, mesas vibrantes, transportadores metálicos y de cangilones, etc. El problema del vidrio es que las esquirlas se cuelan muy fácilmente por las innumerables rendijas que existen en la maquinaria (rendijas y holguras toleradas cuando no diseñadas por ser necesarias para el funcionamiento eficaz de las máquinas). Y si se cuela, su dureza superior a la de los metales lo convierte en un elemento abrasivo muy peligroso desde el punto de vista mecánico. Además, no se elimina en la incineración ni se descompone en el compostaje. El vidrio es eterno.

Y ésa es la segunda razón: para facilitar el reciclaje de todo lo demás.

Como chascarrillo, en España no hemos llegado al nivel de algunos länder alemanes, que reciclan el vidrio ya separado por colores: tienen contenedores para el vidrio verde, el marrón y el blanco (transparente). Esto es porque si uno va a fabricar vidrio de uno de esos tipos, una pequeñísima fracción de vidrio del color equivocado adultera el lote completo. En España no lo hacemos. Y les diré una cosa: los alemanes que lo hacen se pasan de fanáticos, de ingenuos. Porque las cristaleras no pueden arriesgarse a que se les cuele una botella (rota) marrón en el flujo de botellas (rotas) trasparentes, por lo que ya colocan detectores de color que separan los cristales del color equivocado. De manera automática, por supuesto, nada de que haya operarios que metan la mano para coger cristales rotos a alta velocidad. Así que la separación por colores de los ciudadanos… hombre, suena bien, pero en la práctica no es necesaria.

Y como chascarrillo sobre el chascarrillo: ¿saben cómo se hace la separación automática? Los cristales se vierten en una cinta transportadora que se mueve muy rápida, con lo que la masa de cristales queda desparramada. La cinta pasa bajo un lector de visión artificial que localiza los elementos extraños. Es decir, se sabe dónde está el elemento en la cinta en un momento dado y se sabe la velocidad de la cinta, con lo que se sabe dónde estará después. Por ejemplo, cuando los elementos llegan al final de la cinta… y caen. Pues bien, en ese preciso momento en que el elemento extraño cae en el punto conocido del ancho de la cinta, una boquilla suelta un chorrito de aire comprimido… y el elemento es apartado de la cascada principal para caer en otra cinta transportadora, en la que caen sólo los elementos extraños. Y voilà!

 

The Beatles - Why don't we do it in the road?

lunes, 19 de agosto de 2019

Lo que usted ignora sobre el reciclaje. Introducción.




Es el reciclaje un tema que me exaspera. El desconocimiento que tiene todo el mundo, las ideas erróneas que se tienen como verdades reveladas. Y el hecho de que la verdad suele ocultarse en aras de la fácil política que se hace con este tema.

A finales de los años 90 del siglo pasado España despertó y se puso manos a la obra con esto del reciclaje. ¿Cierto? No, primer error: el reciclaje es antiquísimo, lo que pasa es que sólo importaba en el sector industrial. En realidad, lo que despegó fue el tema del reciclaje de los residuos sólidos urbanos (RSU, en el argot). Y, en concreto, el reciclaje del plástico.

Pues bien, en aquellos años yo trabajaba... diseñando plantas de reciclaje. Diseñando y construyendo, claro. Y cuando fue la gran explosión de plantas "políticas" (es decir, promovidas por políticos, incluidas en planes políticos, todo eso)... caray, no sé cuántos diseñábamos plantas en aquella época, pero no creo que llegáramos ni a puñado. El resultado personal fue que asistí en primera fila a cómo evolucionó la criatura. Y les puedo decir una cosa: hubo muchos intereses, y como consecuencia no estoy seguro de que se hubiera hecho lo que se debía haber hecho. Bueno, en realidad estoy seguro. De que no, claro. Porque pienso que todos los actores sabíamos qué era lo que se debía haber hecho, y sin embargo no lo hacíamos: hacíamos lo que los políticos demandaban, les dábamos lo que ellos querían comprar porque era lo que ellos iban a vender. 

Por ejemplo, déjenme que les cuente el caso de Västervik. 

Västervik es una pequeña población de la costa este de Suecia, más o menos por el sur. Västervik, como todas las poblaciones, generaba basura sólida. RSU, e adelante. Lo que se hacía con esa basura era lo habitual: se acumulaba en un vertedero. Todo lo cual está muy bien, pero esa parte de Suecia es plana, así que cuando la tecnología lo permitió, se aplicó un enfoque diferente: guardar la basura. La empaquetábamos bien prensada, en balas, y las balas se enrollaban en film de plástico por sus seis caras (con una máquina finlandesa). Las balas se acumulaban en un espacio al efecto, pero como el RSU estaba prensado y bien envuelto, no rezumaba líquidos, no desprendía olores, no atraía a las gaviotas ni a las ratas,... Eran paquetes de plástico perfectamente inocuos. 

La segunda parte del tratamiento es que cuando llegaba el invierno (el frío), esa basura se quemaba y el calor se empleaba para calentar agua. Y esa agua caliente se empleaba como calefacción gratuita para el pueblo. No se consideraba potable supongo que por un qué dirán, pero era del todo válida. Y ya está. La idea era sencillísima. 

Lo último que supe de ellos es que ¡estaban comprando basura a los pueblos vecinos! Sí, porque en un principio la idea era usar la energía de los RSU como fuente secundaria, pero les estaba yendo tan bien que ¿porqué no? 

Y es que ésa es la clave. Si lo piensa usted, todo lo que arde de los RSU es la basura orgánica, los cartones y papeles y los plásticos. Y todo eso tiene, más o menos, el mismo calor específico que los otros hidrocarburos, el carbón, el petróleo y el gas natural. A efectos prácticos, son tan energéticos como el carbón. Pero en vez de comprar el combustible a precios abusivos y con unos costes de transporte considerable, lo compran a sus vecinos a precios de risa: a fin de cuentas, si los vecinos no les vendieran sus RSU, ¿qué iban a hacer con ellos? Lo que fuera que hicieran les iba a costar dinero, así que es fácil ponerse de acuerdo.

Otra cosa que también me llamó la atención (anécdotas de la obra aparte) fue que, por parte de los suecos, el proyecto fue como la seda. Ni un roce. Ni una discordancia (que yo notara). Ni un triste cartel de protesta contra la incineración de basuras en el municipio. Nada. Lo único, la soledad del municipio: los otros municipios no se adherían, parece que no creían. Era nuestro único pedido de este estilo en Suecia, debían estar los demás esperando qué tal le iba a Västervik.

¿La moraleja? Que con los temas de RSU todos ustedes tienen las ideas equivocadas. Dejen trabajar a los técnicos, que somos los que sabemos lo que conviene. Y, por favor, quítennos a los ecologistas de encima, que son lo peor. Los que realmente la están fastidiando en el tema de la gestión de los residuos. Y a nosotros con ellos.

Así pues, en las próximas entradas explicaré algunos conceptos que desconocen y que quizá les interesa saber sobre el reciclaje. Para empezar, el material más importante que deben separar. Pista: hace cincuenta años ya se separaba para su reciclaje.

Amenizado todo ello por canciones de los Beatles. 




The Beatles - Long Tall Sally



domingo, 23 de septiembre de 2018

Entropía





De todos los conceptos que nos enseñan (nos enseñaron) en la escuela, yo pienso que el más difícil de entender es el de la entropía. En las asignaturas de lenguas puede que haya conceptos complejos, figuras literarias y cosas así, y también en filosofía: la lógica y sus silogismos, algunas falacias. No cabe duda de que las ideas de muchos filósofos (Hegel y, de hecho, cualquiera que fuera alemán) son incomprensibles por el alumno medio; pero es por lo embarullado de las ideas del alemán, su retorcida visión de las cosas. Entender a Kant no es fácil, pero lo es por la grandeza de su pensamiento: por fuerza la explicación del Universo ha de ser compleja.

También hay dificultades en las matemáticas. Permutaciones, combinaciones, variaciones. El producto vectorial. Las series y las sucesiones. Sí, hay muchas ideas complicadas. Pero por áridas o por farragosas: bien explicadas, el estudiante se da cuenta de que no tienen ninguna dificultad. 

En las ciencias están la mayoría de las cosas incomprensibles. Ya que, a diferencia de las filosóficas, no son el resultado de razonamientos sino la descripción de realidades de la Naturaleza que no sentimos. Por ejemplo, el momento angular. No es sencillo explicar qué es el momento angular, fuera de que es algo que se tiene o no se tiene y el ejemplo universal de la patinadora. Tampoco creo que se explique bien qué es la temperatura y porqué es diferente del calor, porqué puede uno congelarse al instante en un ambiente que esté a 1000 grados. Y, por supuesto, hay cosas que es que, simplemente, no sabemos. La gravedad, por ejemplo. Son cosas que por suerte conocemos por la vida misma, no necesitamos que nos las enseñen en la escuela.

Claro que hay muchos interrogantes, pero es que la escuela es una educación básica; para saber más, para entender mejor las cosas, ya están los siguientes niveles de enseñanza.

Y luego está la entropía.

La entropía es un concepto fundamental de la Termodinámica (que es la fuerza que mueve al mundo). Recuerdo que ya cuando empezaron a explicarla, en el colegio, mi padre me advirtió que la Termodinámica y su 2ª ley eran muy importantes, pero que eran muy difíciles de entender. La 2ª ley, claro está, es la de la entropía. Y es una ley muy fácil: la entropía siempre aumenta.

Bien, en la Universidad estudié un año entero de Termodinámica. Amén de posteriores asignaturas directamente relacionadas. Y tampoco allí supieron explicar bien qué es la entropía.

¿Qué es la entropía? Ya digo que es difícil de explicar. Como prueba el hecho de que la citada 2ª ley de la Termodinámica no tiene un enunciado tan claro como el que he hecho. La entropía es que el calor siempre pasa del cuerpo caliente al frío. ¿Es eso la entropía? Claro que no, pero también es una manera de enunciar la 2ª ley. Así que algo debe tener que ver la entropía en eso de que el calor va del caliente al frío. Pero suele definirse la entropía como la medida del desorden. Las cosas tienden a desordenarse, por lo que la entropía siempre aumenta. Ordenar cuesta esfuerzo, que se invierte en reducir la entropía. Pero mirando más allá, ese esfuerzo se ha obtenido a costa de algo, y ese algo ha supuesto un desorden mayor que el que ha ordenado el esfuerzo. La 2ª ley.

(Aviso: es cierto, no entiendo bien la entropía, ni su sentido físico. No sé decir qué mide. Y es posible que las elucubraciones de este artículo sean erróneas).

¿Porqué es importante la entropía? Pues porque siempre aumenta. Y cuando ya no pueda aumentar más, el Universo se detendrá por completo. Se habrá acabado todo. Cada acto que cometemos aumenta la entropía del Universo.  Así que cada acto que cometemos nos acerca más al final. Pero esto no es normal. Entiendo que en el principio la entropía sería 0; no puede ser negativa. Con el Big Bang la entropía empezó a aumentar. Y resulta que la cantidad admisible de entropía es finita, y cuando se alcance, fin. Ya no sucederá nada más, porque ya no podrá aumentar más la entropía. 

Pero, por supuesto, la entropía no se puede medir. No hay entropiómetros.

¿Ustedes lo entienden? Yo no, pero una cosa está clara: debe ser algo muy importante, porque se enseña en la escuela. Y si allí se enseña un concepto tan extraño, es que debe ser importante.

Pues bien, la misión de los ingenieros es reducir la entropía.

Sí, ya sé que suena muy raro y que la inmensa mayoría de los ingenieros no sabe que ésa es su misión, pero lo es. Aquí, me temo, interviene la formación que he tenido como ingeniero: en mi plan de estudios era muy importante la Termodinámica. Y lo ilustraré con un ejemplo.

No sé si saben qué es el coeficiente volumétrico. En un motor térmico (verbi gratia, el motor de un coche), es un parámetro que se refiere al proceso de introducción del combustible en la cámara del pistón. Pues bien, en la práctica la única manera de mejorar el rendimiento de un motor (está claro que nos interesa a todos) es mejorar el coeficiente volumétrico. El resto de parámetros ya no podemos mejorarlos apenas. Y de ahí vienen las cuatro válvulas por cilindro, la inyección, el "turbo", etc. Pero el rendimiento del coche no viene sólo por el rendimiento del motor: hay muchos más detalles que influyen. El más conocido es la resistencia del viento: la aerodinámica. No tiene sentido que la energía del motor se invierta en vencer toda la resistencia del viento, cuando un diseño cuidadoso de la carrocería puede encargarse de la mayor parte. Otro aspecto, que suele pasar desapercibido, es la salida de los gases de escape: a fin de cuentas, la mezcla de aire y combustible que entra en el cilindro tiene que expulsar los gases que ya están dentro, ¿no? Pues entonces, si conseguimos facilitar el escape de estos gases estamos quitando una tarea más al motor. De ahí los colectores, los escapes múltiples, etc.

Pero lo bueno es que todo importa. Por ejemplo, cuando hablo de la aerodinámica de un coche todo el mundo piensa en el morro afilado, en los retrovisores carenados, etc. Pocos piensan en los spoilers traseros, tan de moda en los ochenta, en el diseño en general de la trasera del coche. Y sin embargo importa y mucho: si el diseño es poco cuidadoso, el aire que deja atrás el coche en su avance no está encauzado y no sabe qué hacer, formando pequeños remolinos. ¡Ay! Estos remolinos los está generando el vehículo, luego está empleando la energíad e su motor en hacerlos. Si el diseño de la carrocería consigue eliminar los remolinos traseros, el motor se podrá dedicar más a lo que se trata.

No sé si captan la idea: todo influye. Unas cosas para bien y otras para mal. Y la tarea de los ingenieros es eliminar lo que afecta para mal e introducir lo que afecta para bien.

Podríamos definir la entropía como la medida de la ineficacia. Lo que contribuye a consumir energía, a hacer algo ineficaz (por ejemplo, el rozamiento), aumenta la entropía. Lo que contribuye a aumentar la eficacia, disminuye la entropía. Claro que, como siempre hay ineficacias, globalmente la entropia siempre aumenta. Así que lo que podemos conseguir es que aumente lo menos posible. Graficamente podríamos verlo como una pelota que dejamos caer contra el suelo. Si el proceso fuera ideal, la pelota rebotaría y volvería a nuestra mano. Se diría entonces, que el proceso ha sido reversible, y podríamos repetirlo hasta el infinito. Pero la realidad no es ideal, y la pelota no vuelve a la mano: parte de la energía de la pelota se invierte en vencer el rozamiento del aire, y parte en la deformación de la pelota durante el choque. Para que el proceso pareciera reversible (es decir, que volviera a la mano), tendríamos que haberle comunicado algo de fuerza. Pero eso no podríamos repetirlo hasta el infinito, ¿vertdad? Pues bien, la labor del ingeniero sería conseguir que la pelota rebote lo más alto posible, para que haya que emplear la menor energía en el proceso. ¿Cuánta energa cree que existe en el Universo? Desde luego, mucha, sí. Pero necesariamente ha de ser un número finito (si el Universo es finito, y si no lo es hemos de no creer en el Big Bang). ¿Qué pasará cuando la energía total se haya agotado? Pues eso. No, en realidad no es así: sabemos (creemos) que la energía (junto con la masa) ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. Así que la suma total de energía del Universo permanece constante. Pero no lo miremos así: pensemos en "la energía aprovechable". Por ejemplo, si quema usted carbón obtiene energía que puede aprovechar. Con poco oxígeno, el carbón se habrá convertido en CO, que aún podría volver a quemar y obtener más energía. Entonces obtendría CO2, y fin del proceso. Ya no puede quemar el CO2 y no obtendrá energía de él. Ésto, más o menos, es lo que pasa con la entropía.

En fin, mucha divagación por mi parte, porque nunca entendí bien qué es la entropía.

De ahí que, como ingeniero, mi misión es disminuir la entropía. Y un efecto colateral es que tiendo a ver las cosas como procesos en los que hay que disminuir la entropía. En palabras de la calle, siempre pienso que cosas no salen gratis.

Cualquier detalle tiene su repercusión. El aleteo de la mariposa que causa un tifón en Hong-Kong, pero por una confluencia de infinitas circunstancias. Ergo cada una de ellas tuvo su parte en la consecuencia, en el tifón.

Pues tiendo a pensar que en la vida todo es así. Cualquier error se paga. Tarde o temprano. La sociedad es una máquina, todos somos máquinas, y cualquier así como ajuste repercute, cualquier decisión influye. La siembra produce la cosecha meses después. La formación, años después. No estudiar, quizás semanas después. Una decisión política, lustros; algunas, décadas. Y siguen influyendo durante generaciones.

Así que me da rabia el cortoplacismo de las personas. El no ver que el resultado inmediato no es el único resultado. Y que, hagamos lo que hagamos, la entropía siempre aumentará. Me da rabia que no todos luchemos para que ese aumento sea el menor posible.

Y sin embargo, no sé bien qué diantres es la entropía.





Radical Face - Welcome home

sábado, 12 de agosto de 2017

Coolidge





Cualquier paleto sabe reconocer la cara de Einstein y ha oído hablar de Isaac Newton y de la historia de la manzana. En cambio, nadie sabe quién fue William Coolidge, y yo diría que Coolidge hizo más que ellos por sacarnos de las cavernas; claro que Coolidge era ingeniero, y su trabajo era precisamente ése: sacarnos de las cavernas.

¿Cuál es la diferencia fundamental que diría usted que hay entre la vida en el siglo XIX y la vida en el siglo XX? Un buen intento sería el motor de explosión y los automóviles, peron la vida en gran parte de la Tierra transcurrió durante gran parte del siglo XX sin motorizarse. Otro buen intento sería el teléfono, pero de nuevo tampoco, por las mismas razones que la motorización. No, en mi opinión el cambio que se produjo con el siglo, que diferencia una escena de uno con otra del otro y que, de hecho, cambió nuestros hábitos de vida, y lo primero que exigimos (incluso antes que el agua corriente), es la luz eléctrica. No la electricidad, que se controló desde 1830, sino la luz elećtrica: la bombilla incandescente.

¿Y qué tiene que ver la bombilla incandescente con Coolidge, si es un invento de Thomas Edison? Pues de eso va esta historia.

Sabemos que Edison "inventó" la lámpara de incandescencia. El fundamento es sencillo: la corriente eléctrica circula a fravés de un filamento, el filamento opone resistencia al paso de la corriente y al hacerlo se calienta, y cuando la temperatura que alcanza irradia la energía en una longitud de onda visible, "irradia luz". Edison empleó carbono para hacer el filamento, y la clave de su invento es que el filamento estaba en un bulbo de cristal en que había generado el vacío; gracias a este vacío, su bombilla llegaba a durar 40 horas. Esto es importante, porque de hecho la bombilla incandescente había sido inventada varias décadas antes, pero no eran viables más allá de los laboratorios. Por cierto que tampoco lo del vacío era un descubrimiento de Edison: en 1840 Warren de la Rue había patentado una bombilla incandescente basada en un filamento en el interior de un tubo de vacío, pero esa bombilla tenía un problema: el filamento era de platino, ya que en 1840 no se conseguía nunca un vacío perfecto (prueben ustedes si creen que es tan fácil), y siempre quedaba algo dentro del tubo. La razón del platino era que incluso a la temperatura de incandescencia era químicamente inerte, pero, claro, platino. La bombilla de Edison era mucho mejor que las bombillas anteriores, sí, pero convendrán conmigo que necesitaba mejoras.

Ahora bien, Edison era un fenómeno y fundó muchas empresas para explotar muchas de sus patentes, pero también consiguió que muchimillonarios como Vanderbilt le apoyaran económicamente y fundó una compañía muy especial, la General Electric, para en resumen seguir sus investigaciones.

Y la General Electric, una de las cosas que hizo, fue contratar a Coolidge para que mejorara la bombilla de Edison. Para entonces ya habían conseguido alargar la vida de las bombillas hasta 1.200 horas, pero todavía eran bastante rupestres. Los problemas los podríamos establecer en dos bloques: la cantidad de luz que irradiaba el filamento en proporción a la energía eléctrica necesaria, y el prblema de fabricar el vacío. En 1904, un húngaro , Sandor Just (Just Sandor para los húngaros, su apellido delante), patentó que el filamento fuera de tugsteno y estuviera en una bombilla con un gas inerte en vez de vacío, lástima que se rompían de sólo mirarlas y que los filamentos de tugsteno, en 1904, no eran fáciles de fabricar. Y aquí entra Coolidge.

¿Sabe usted cómo se extraen los metales de la tierra?

¿Sabe usted porqué la plata y el oro llamaron la atención desde el principio? Pues porque no estaban oxidados.

¿Y sabe usted porqué, desde que aparecieron los primeros seres unicelulares, pasaron miles de años hasta la explosión de las formas de vida? Pues porque no había oxígeno, en la atmósfera. El oxígeno, en su estado libre, no era uno de los componentes que formaron el planeta Tierra. Hace 3.850 millones de años aparecieron los primeros seres unicelulares, denominados cianobacterias. Las cianobacterias se nutrían del CO2, un componente en aquella época muy abundante, y liberaban el oxígeno que contenía el CO2. Las cianobacterias tardaron 2.000 millones de años, puede que más, en conseguir una concentración de oxígeno en el aire de apenas el 1% (hoy en día es el 21%), no hablemos ya del ozonos, O3, que también será necesario. ¿Qué pasó, qué mantenía el oxígeno tan bajo? Los metales. En que aparecía oxígeno, los metales se oxidaban. Sólo cuando se oxidaron todos los metales oxidables, empezó a sobrar oxígeno y a acumularse en el aire.

El caso es que los metales se extraen de la tierra bien combinados con el oxígeno (el hierro, estaño, aluminio, cromo, tugsteno, manganeso, berilio y titanio), bien con el azufre formando sulfuros (el cobre, plomo, cinc, níquel, antimonio, bismuto, cadmio y molibdeno). Y uno puede separar el metal (su óxido o su sulfuro) por medios mecánicos hasta cierto punto, pero la separación definitiva ha de ser empleando la Química. Y ¿saben qué ocurría? Que cuando se conseguía separar el oxígeno o el azufre, el metal resultante se obtenía en polvo. Luego, ese polvo se puede sinterizar, extraño palabro para los que no son metalúrgicos, que consiste en comprimir el polvo (y cuanto más fino el polvo, mejor) en forma de lingotes, llevarlo casi al punto de fusión del metal y seguir comprimiendo: el emtal se cohesiona, y lo que se obtiene es un lingote macizo.

Seguimos con Coolidge. Gracias a Sandor Just se sabía que el tugsteno (que se había identificado ya en 1781 y que, por cierto, los primeros en obtenerlo en 1783 fueron dos químicos, hermanos ¡de Logroño!: Juan josé y Fausto Elhuyar) era el material ideal para los filamentos de las bombillas, pero no había técnica para fabricar alambre del grosor necesario a partir del polvo de tugsteno. Coolidge vio claro el problema, y que para resolverlo tenía, como primer paso, que estudiar el tugsteno. Y descubrió que el tugsteno tenía una curiosa propiedad: los lingotes eran frágiles a la temperatura ambiente, pero poco antes de la temperatura de sinterización se podía trabajar y mejorar sus propiedaddes, de forma que a temperatura ambiente conservaba la ductilidad, gracias a lo cual se podía estirar en alambres... finos como el filamento de una bombilla.

Por cierto, un chascarrillo: un uso que usted no conocerá del tugsteno es... falsificar el oro. El tugsteno tiene casi la misma densidad que el oro, así que basta con dorarlo para que dé el pego. E incluso (se cuenta aquí) se ha quitado oro de lingotes y se ha rellenado con tugsteno.

Y es que el tugsteno tiene muchas curiosidades. Por ejemplo, es el elemento que funde a más alta temperatura (3.422 grados Celsius) y se vaporiza a 5.930 grados, dos menos que el Renio que es el que lo hace a mayor temperatura.

La General Electric contrató a Coolidge en 1905. En 1909 consiguió el "tugsteno dúctil", y desde 1911 las bombillas tuvieron un filamento de tugsteno.

Coolidge inventó también en 1913 el "tubo Coolidge", para los rayos X y que aún se usa (y que incluye un filamento de tugsteno, ja ja): gracias a Coolidge se desarrolló la medicina radiológica.

Ya ven: Coolidge era un crack. Pero era ingeniero, y quizá por eso no es famoso. Era un profesional, lo contrataron, dirigió un equipo de técnicos e hizo su trabajo. Sí tuvo reconocimiento, pero por alguna razón los premios entre ingenieros no llaman la atención del público, y cien años después hay que ser un técnico muy especializado para saber de él. Es igual, estoy seguro de que Coolidge no buscaba la gloria y la fama: como he dicho, era un ingeniero, lo contrataron e hizo su trabajo.

Nota adicional: si siguen el enlace de Wikipedia que he puesto sobre los premios que ganó, verán que unos días antes de su muerte lo eligieron para el salón de la fama de los inventores americanos. Suena muy bien, pero no crean que es un reconocimiento justo a sus méritos: en este salón, como quizá en casi todos los "salones de la fama", los primeros incluidos son inventores de tomo y lomo, pero a medida que pasan los años el nivel medio para entrar baja, y hoy en día... ¡buf! Eso sí, Coolidge es de los primeros: el 7º. Lo triste (para mí) es que ingresó por su tubo de rayos X, no por la mejora de las bombillas de su jefe (Edison murió en 1931).

En fin, para mí Coolidge es uno de los que más ha hecho para sacarnos de las cavernas. Se merece un poco más de reconocimiento, digo yo. 




Meat Loaf - Bat out of Hell

lunes, 16 de mayo de 2016

Historias de globos




Manda la tradición que...

Es uno de los argumentos más estúpidos que hay. Hacer algo porque "siempre se ha hecho así" es una manera de decir "no tengo ni idea del porqué ni se me ocurre un argumento mejor". Sobre todo, cuando esa tradición, ese "siempre", abarca un periodo de tiempo que pocas personas calificarían como "siempre". Por supuesto, la cosa cambia cuando hablamos de tradiciones de varios siglos, de milenios, de más allá de la memoria del Hombre, en definitiva. Ahí sí, ahí es una manera de decir "hace muchos siglos, personas que sí eran mucho más listas que tu yo yo decidieron que lo mejor era esto"; pero, en general, la mayoría de nuestras invocaciones a la tradición se remonta a apenas un par de años haciéndolo.

En fin, así somos.

El caso es que en Nebraska es "tradición" que cuando el equipo de la Universidad de Nebraska anota su primer touchdown en casa se sueltan un montón de globos para celebrarlo. Una idiotez como otra cualquiera, creo que también en Oklahoma City, cuando el equipo local de baloncesto mete su primera canasta el público se sienta, no antes. Teniendo en cuenta que la ciudad tiene equipo de baloncesto desde hace menos de diez años, no es una tradición ancestral que ya describiera Cabeza de Vaca... Pero estaba habndoles de Nebraska. Que ya saben que es un estado por el que siento especial interés.

Como saben, el deporte universitario americano no es como el deporte universitario español, qué más quisiéramos. Allí, una estampa típica de asistencia a un partido en Lincoln, Nebraska, sería:


Por lo que se dice, una "tradición" es soltar globos, algo que también hace más gente: las 500 millas de Indianápolis lo hace desde 1947 (según cuenta su web indy-500-traditions-faqs), lo hacen antes de empezar la carrera. Y lo hacen a lo grande, miren:


Bueno, pues el caso es que la Universidad de Nebraska también lo hace:


Y ahora vamos al tema: les han demandado. En Estados Unidos, un particular puede hacerlo, y ha ocurrido. Ante un tribunal federal. ¿Qué ocurre, que este tipo ve mal?

Fíjense bien en las fotos. ¿Qué ven? Bolsas de basura lanzadas al aire. A cientos, miles si vamos sumando. Vale que son bonitas y con forma de globo, pero no dejan de ser bolsas de plástico arrojadas a donde el viento las lleve. Porque, eso sí, tarde o temprano caerán. Y no creo que atinen dentro de cubos de basura. No me negarán que es un punto de vista razonable.

Por no hablar del tema del helio. Que aunque es lo más abundante en el UNiverso tras el hidrógeno, ¡está en las estrellas, no aquí! En la Tierra cuesta obtenerlo. Las mayores reservas del mundo están en Amarillo, Tejas, y se cree que allí ya se está acabando: en este artículo se dice que las reservas son para ocho años, pero está fechado en enero de 2008. En serio, en este artículo se habla incluso de extraerlo ¡en la Luna! Y no se rían, porque algunos científicos opinan que no, que cuando se necesite a lo bestia lo mejor será sacarlo... de Urano y de Neptuno. Esto es porque es un elemento clave para la ingeniería aeroespacial, aparte de otros muchos usos en los que es fundamental e insustituible, quizá otro día hable de ello. El caso es que se acaba, aunque en los años 20 el gobierno de los EE.UU. lo declaró un bien estratégico. En pocas palabras: no desperdiciemos el helio en tonterías.

El tema no es baladí, porque hablamos de Estados Unidos. En otras palabras, esta "tradición" no es sólo de un sitio. Ni es un "nosotros también"; es un continuo "yo más". Cada pueblo es "el pueblo que lanza más globos". Y en verdad la cosa se fue saliendo de madre: en un festival en Cleveland soltaron ¡1,5 millones de globos! Los globos, aparte de cubrir la ciudad, acabaron en su mayoría en el lago Erie. Con tal mala suerte que dos pescadores se ahogaron y los guardacostas que les intentaron socorrer (hay que decir que el lago Erie es más grande que la Comunidad Valenciana, no es un lago a lo pirenaico) no les encontraron. Y le echaron la culpa a los globos, porque tenían el tamaño de la cabeza de un hombre y en el agua no había quien distinguiera nada.

En fin, el caso (de Nebraska) está en el tribunal federal de ese estado. Veremos en qué para todo. Yo, lo del medio ambiente, hasta cierto punto me parece bien; dice la Universidad que son de látex biodegradable y que los atan con cordones de algodón, ¡qué van a decir!. Pero lo del helio, como ingeniero, sólo puedo decirles que pocas bromas. Digamos que es un despilfarro que ni se les ocurriría en Gambia. Y si lo piensan al nivel federal, en las cantidades globales de todo el país, ni les cuento.

Pero ya digo, la gente de Nebraska es genio y figura hasta la sepultura. E insisto en que debemos aprender de ellos y no reirnos tanto.
 


Gigliola Cinquetti - A las puertas del cielo

domingo, 26 de abril de 2015

¡Plutonio!




Lo del uranio, uranio enriquecido, plutonio,...Es el típico conocimiento que se enseña en la escuela y se olvida el mismo día.

Sin embargo, es un tema importante para la sociedad. Más que importante: es estratégico. Deberíamos, al menos, saber un poquito de todo esto, ¿no? Sí, sabemos que estamos hablando de energía nuclear, pero la gran mayoría se para aquí. Si es su caso y no quiere quedar en ridículo cuando su sobrino le pregunte qué es "eso del plutonio", siga leyendo. No lo voy a explicar con mucho rigor ni profundidad (este blog es como yo y yo sé un poco de mucho pero mucho de nada), pero espero al menos ser claro y que se me entienda.

Lo primero que hay que decir es que la energía nuclear se obtiene de la fisión de átomos muy pesados. Que la fisión es partir un átomo en dos y que "eso" produce energía. Cuanto más pesado (peso atómico, no densidad) es el átomo, más energía liberará al partirlo, así que lo lógico es buscar elementos pesados. En la Tierra, el elemento de mayor peso atómico que se puede encontrar por ahí es el uranio, así que nuestro mineral clave es el uranio. Primer dato curioso: plutonio no hay. Se ha de fabricar.

Empecemos con el uranio. El uranio 235 (92 protones y 143 neutrones) es un producto idóneo para fisonarlo: se puede romper (fisionar) bombardeándolo con neutrones lentos (neutrones con poca energía). En la fisión el U235 se divide en dos átomos, más una energía (que es lo que se quiere aprovechar), más algunos neutrones lentos. Estos neutrones lentos rompen los átomos de uranio 235 de al lado, y el proceso continúa y va a más.

El problema es que hay muy poco U235. El uranio habitual es el de 146 neutrones, uranio 238. De mil kilos de uranio, sólo 7 son U235, el resto es U238. Y ¿qué problema hay con el uranio 238? Pues que en su fisión produce neutrones lentos, pero para que fisione hay que bombardearlos con neutrones rápidos. Los neutrones rápidos cuestan más energía para generarlos, pero la clave del asunto es que como la fisión sólo produce neutrones lentos, la reacción se para: el resto de los átomos no se fisionan. Así que es un mal negocio.

Ahora bien: imagine usted que conseguimos separar de alguna forma el uranio 235 del uranio 238 y metemos el U235 en un reactor nuclear. Bombardeamos el uranio con neutrones lentos y el U235 se fisiona y emite neutrones lentos. Claro, el U235 está rodeado de U238, que absorbe estos neutrones y no se fisiona. Pero ¿qué pasa entonces con el U238+1?  Pues que este uranio 239 es radiactivo, emite una radiación beta y se transforma en neptunio 239 (93 protones, 146 neutrones); este Np239 también es radiactivo, y se transforma en plutonio 239 (¿observa la secuencia de nombres uranio - neptunio - plutonio?). Y el plutonio es como el U235, fisiona con neutrones lentos, y produce un poco más de energía al fisionar que el uranio. Que es de lo que se trata.

El problema del plutonio es que prácticamente no existe en estado natural, por ahí suelto. Pero el uranio 235 (que hay poco, pero hay) emite varios neutrones en la fisión de cada átomo, con lo que se consigue convertir mucho U238 en plutonio; además, es fácil separar el plutonio del uranio 238, por lo que hay acceso a mucho plutonio.

Por cierto, que hay una variante más: el torio, Th232. El torio es otro mineral que sí está en estado salvaje, por lo que si tuviera un aprovechamiento se podría aprovechar (esto no siempre ocurre). El Th232 es como el U238, no fisiona. Pero si se bombardea con neutrones lentos los absorbe formando Th233, que muta por radiactividad a... uranio 233. El U233 se separa muy fácil del torio, y al igual que el U235 es un buen combustible para fisionar. El resutado es que, aunque no hay uranio 233 ni plutonio, y muy poco uranio 235, podemos contar con las reservas mundiales de todo el uranio y de torio.

Todavía no he dicho lo que es el uranio enriquecido. Bien, he mencionado que sólo 7 de cada mil kilos de uranio es U235. Esta proporción es constante en todo el planeta (creo que en algún sitio no, y es un misterio por qué, se cree que en ese yacimiento hubo alguna reacción nuclear vaya usted a saber cuándo y porqué). Con números, el uranio normal tiene un 0,7% de U235. Mediante complejos procesos que no voy a explicar, se puede aumentar el porcentaje de U235. Con una riqueza del 2% se puede emplear en reactores de "agua pesada" (¡el de los nazis!); del 3,5% al 5% se usa en los reactores habituales, y si se enriquece más es porque tiene un fin militar: para submarinos nucleares, por ejemplo, o para cosas que tendría que matarle si se la explicara. Así que si Irán, por poner un ejemplo, está enriqueciendo uranio, pero sólo lo enriquece al 4%, no pasa nada, es para un uso civil. Pero si resulta que lo está enriqueciendo al 85%, pues le diría que está preparando una bomba atómica.

A propósito: si fisionáramos 1 gramo al día de plutonio 239, obtendríamos tanta potencia como una central de 1 Mw. ¿Mucho, poco? Suficiente para abastecer a 4.000 viviendas como la mía, que les advierto que consume mucho más que ustedes. 1 gramo al día. Por lo tanto, está claro que ENERGÍA NUCLEAR SÍ. Otra cosa es que dejemos trabajar a los ingenieros, sin políticos ni abogados, y que resuelvan todos los problemas de la energía nuclear. Confiemos en ellos, que pueden con todo.





Madredeus - Tres Ilusoes: Amargua

domingo, 19 de abril de 2015

La teoría de la relatividad contada a los no físicos




¿Conoce usted la teoría de la relatividad? ¿Sabría explicarla?

Dos opciones:

1) Hombre, claro que sí, E=mc2, Einstein y yo éramos grandes amigos y de hecho estábamos en una farra cuando se le ocurrió.

2) La verdad, ni idea, sólo sé que E=mc2, pero no me pregunte más.

Si era usted el compañero de farras de Einstein no tengo nada que decirle, pero si su caso es la opción 2ª intentaré explicársela sin que salga corriendo; no le prometo que sea suficiente explicación, pero sí que no saldrá corriendo.

En primer lugar, algo que usted sí sabe y entiende: si va usted caminando y lanza una colillas hacia delante o hacia atrás, por lo que a usted respecta la colilla se mueve a la misma velocidad; pero si le observa una persona quieta, ésta verá que si la lanza hacia delante la colilla sale disparada y si la lanza hacia atrás la colilla cae más despacio. Si usted hace juegos malabares en un tren en movimiento, pongamos el AVE a  300 km/h, para usted las mazas no se mueven (aparte de lo obvio); para un señor que ve pasar el tren, las mazas sí se mueven: un segundo antes las estaba viendo y un segundo después están en Kentucky. 

Es decir, la velocidad es un concepto relativo, porque depende del observador. Todo esto quedó definido por Isaac Newton, por eso vivimos en un mundo newtoniano; si quiere usted explicar el movimiento de forma distinta a Newton, tendrá que formular su propia "teoría de la relatividad".

Y eso fue lo que hizo Einstein. ¿Por qué? Pues porque lo que he dicho antes de la velocidad relativa de los cuerpos se descubrió que no funcionaba para la luz: no importaba la velocidad de los cuerpos ni del observador, la velocidad de la luz siempre era la misma. Y esto se comprobó con precisión total, así que no es cuestionable. ¿Entonces?

No sé si han visto ustedes Big Bang ("The Big Bang Theory"), que les comenté hace tiempo. En la serie, Sheldon Cooper es un físico teórico, Leonard Hofstader es un físico experimental.
Dr. Hofstader


Dr. Cooper


Cooper es un físico teórico: se dedica a elucubrar teorías que expliquen lo que pasa (el Universo, diría él). Como es lógico, lo que los teóricos intentan explicar son fenómenos para los que no tenemos explicación.

Pues éste era el caso de Einstein: había que explicar lo de la luz. Y ahí su genialidad: lo hizo, pero para hacerlo tuvo que establecer como ciertas una sere de hipótesis que a nadie se le habían ocurrido porque, entre otras cosas, sonaban del todo punto imposibles. Juzguen ustedes mismos:

En primer lugar, hay que dar por cierto que todo cuerpo en movimiento se acorta en la dirección del movimiento. A la velocidad a la que nos movemos habitualmente, esto no se nota y por eso nadie se había dado cuenta antes; pero a velocidades del orden de la de la luz, sí.

Ítem más, si el objeto se movía a la velocidad de la luz éste se había acortado tanto que su longitud era cero.

En segundo lugar, y aún más increíble: la masa de los objetos aumenta con la velocidad; cuanto más rápido, mayor es su masa; y un objeto a a la velocidad de la luz tiene una masa infinita.

Si eso es raro, esto aún más: el paso del tiempo en un objeto en movimiento es más lento cuanto más veloz se mueve; en el límite, a la velocidad de la luz el tiempo en ese objeto se para. Recuerde que Einstein intenta explicar un fenómeno inexplicable; lo que se le ocurrió fue que eso sí sería explicable (y además logico y esperable) en un universo en el que se cumplieran estos supuestos. Y un cierto supuesto más: que la masa es equivalente a la energía, y viceversa. Este último supuesto es el que se ha hecho más popular porque es el más fácil de entender, eso de E=mc2, o al menos el único repetible con visos de entenderse.

Bueno, pues en 1905 Einstien publicó su "Teoría Especial de la Relatividad" - porque en ese momento sólo trataba cuerpos con velocidad constante-, y en 1915 la amplió con su "Teoría General de la Relatividad". El resumen es que con las bajas velocidades que percibimos, las hipótesis de Newton bastan para explicar el mundo; pero para incluir el rango de lo que ocurre a velocidades lumínicas, hay que entender que el universo se comporta como él dice. Por cierto que en la Teoría General incluyó algunas complicaciones, entre otras cosas porque también trató los efectos gravitatorios, harina de otro costal, pero  para el propósito de este artículo ya vale.

En resumen, la Teoría de la Relatividad es la explicación de la Física, aportando unas extrañísimas certezas sin las cuales no se podía con los principios de Newton, los "clásicos de toda la vida". ¿Entiende ahora porqué se tiene a Einstein por un genio de calibre incomparable?

¿Entiende ahora, al menos, a qué se dedica Sheldon Cooper? Pues ahora les cuento lo de Hofstader: un físico experimental. Cuando un físico teórico como Cooper, como Einstein, formula una teoría, los físicos experimentales como Hofstader han de confirmarlas o rebatirlas. Se dedican a hacer experimentos que las prueben. Si algún experimento da un resultado diferente al esperable de acuerdo con esa teoría, entonces la teoría es errónea (o el experimento está mal, claro).

En el caso de Einstein, el problema está en que versa sobre el comportamiento de los cuerpos a velocidades muy grandes; bueno, pues se ha podido experimentar con partículas subatómicas, que sí se mueven a esas velocidades, y resultó que la teoría clavaba los resultados. De hecho, si la teoría no fuera cierta, no funcionarían los aceleradores de partículas, hay observaciones astronómicas que no se habrían hecho y las bombas atómicas nunca habrían explotado. Y esto último convendrán conmigo que sí ha ocurrido, y ya me dirán cómo si no se obtenía una energía tan brutal de unas masas tan pequeñas.

Eso sí, si usted quiere entender con más detalle los supuestos einstenianos me temo que este blog no es el sitio adecuado; pero para andar por la calle, con lo aquí dicho ya vale.

En cualquier caso, quédense con la copla: Einstein era un figura.




The Chieftains - O'Sullivan's March


martes, 11 de diciembre de 2012

Esto se acaba: lo que diría Ishmael


Imaginemos que podemos poner todas nuestras pertenencias, todo lo que es nuestro, en un fardo. Imaginemos que ese fardo mide apenas 1 metro por lado (creo que no es un fardo muy grande, al contrario). Ahora imaginemos que cada año conseguimos mejorar un poquito; por ejemplo, un 4% al año. No es un crecimiento muy grande, de hecho cualquier economista diría que es un crecimiento paupérrimo y, desde luego, nadie invertiría su vida en algo que sólo generase un 4%. Pero para lo que quiero contar, es un crecimiento suficiente. Porque imaginemos que cada año consigo este crecimiento. Cada año consigo mejorar mi posición un 4% con respecto al año anterior. Pues bien, al cabo de 50 años ese fardo mediría… 1,92 m por lado. Fruto de toda una vida, y casi lo doblo. Entonces imaginemos que le transfiero ese fardo a mi hijo y él sigue mejorando un 4%. O imaginémoslo al revés. Imaginemos que mi padre lío ese fardo y a mí me lo transfiere ya con 1,92 m de lado. Si el fardo lo hubiera liado mi abuelo en 1912 y se lo hubiera pasado a mi padre y éste a mí, el fardo ahora sería de 3,70 m de lado. Cien años de esfuerzos familiares. ¡Ah, pero imaginemos que el fardo lo liase mi tatatarabuelo al terminar la Guerra de la Independencia! Entonces, el fardo sería de 13,66 m de lado! ¿Y si el fardo lo creara mi antepasado al terminar la guerra de Sucesión? Ahora sería de 50,5 m de lado, y quizás mis vecinos empezaran a quejarse. Si el fardo se liara en 1512, tras la conquista de Navarra, en 2012 sería… de 690 m de lado. Pedazo fardo. Si se hubiera liado tras la reconquista de Zaragoza, en 1118, mediría nada menos que 128 km de lado. Si se hubiera liado cuando el portal de Belén, mediría aproximadamente 265… millones de kilómetros. Y si el humilde fardo con sus pertenencias lo hubiera liado un antepasado de cuando la fundación de Cádiz, ahora mediría por cada lado 11,4 años-luz.
Si la cuenta la hubiera empezado con un miserable 2% de crecimiento, el fardo del primer gaditano ahora sería de 400.000 km de lado, y si hubiera pedido un 1% de crecimiento sería de 21 km de lado. Que, si les parece poco, podemos cambiarlo a un fardo de 100 metros de alto por 10 km de ancho por 9.200 km de largo. Todo este espacio, completamente lleno de las pertenencias de un único descendiente de un único gaditano. Y eso que mejorar cada año un 1% es como decir no mejorar nada. O casi.

¿Qué nos dice esto? Pues… que el crecimiento no es sostenible. Que el planeta Tierra no puede soportar el crecimiento perpetuo de una persona. Y, sin embargo, todo nuestro estilo de vida se basa en crecer, en mejorar, en tener más, en poder hacer cada vez más cosas. Y como tenemos perfectamente asumido que llegará un día que la Tierra se nos quedará pequeña, ya nos hemos hecho a la idea de que nos trasladaremos a otros planetas y problema resuelto. Como habría dicho el Conde de Romanones, ¡joder, qué tropa!

A principios de este año les hablé de Ishmael. De cómo ya hace años que Daniel Quinn nos planteó que nuestra civilización está condenada a la extinción porque no sabemos vivir sin esquilmar la Tierra. De hecho, si leyeron mi entrada de ayer, probablemente es un buen momento para que lean ésta.

Así pues, recapitulemos:
  1. Nuestra civilización se basa en un crecimiento continuo, en la mejora constante. Desarrollo, lo llamamos. El desarrollo es lo bueno, no desarrollarse es malo.
  2. El desarrollo perpetuo no es sostenible. La vaca Tierra tiene un límite.
  3. En muchos aspectos, el límite está cerca. Las cantidades de petróleo, carbón, uranio, cobre, oro, aluminio, litio, etc., que quedan y son rentables extraerlas dan para unos años. ¿Cuántos? No se sabe. Pero no importa la exactitud: quince, veinte o treinta años, ¿qué más da? Es de ese orden.
Para las placas solares se necesita telurio. Las reservas mundiales de telurio son… escasas. Para empezar, es un subproducto, no un mineral que se explota en las minas. Según la wikipedia en inglés, para producir 0,45 kg de telurio se necesita procesar 5.000 toneladas de cobre/malaquita. Teniendo en cuenta el gasto energético de procesar 5.000 toneladas de cobre,… ustedes mismos. Quiero decir, la energía fotovoltaica también tiene límites.
  1. Ciertamente, los gobernantes y las clases dirigentes, esto lo saben. No estoy seguro de que el intelecto de nuestros gobernantes les dé para entender las consecuencias de esto, pero sin duda las clases que realmente dirigen sí.
  2. ¿Porqué no se publicita este problema? Imagino que por "responsabilidad". ¿Cómo va un presidente del gobierno a proclamar al país que no tienen futuro y que no planeen nada a veinte años vista porque no quiere ni pensar qué será de nosotros entonces? ¿Quién pretende que el presidente de una petrolera anuncie a todos sus accionistas e inversores que les quedan unos años de seguir en la pomada y luego se acabó? 
    Por otro lado, yo mismo no lo tengo claro. ¿Cómo va a ser que colapsemos? Seguro que habrá remedio, seguro que la economía pondrá todo en su sitio y encontrará el equilibrio, seguro que la técnica y la ciencia (como siempre) avanzan una barbaridad y sacan un conejo de la chistera, seguro que... Cualquier cosa, antes que pensar que, simplemente, en unos años se va avenir todo al carajo, y que los hijos, ese proyecto de futuro fruto de nuestro esfuerzo y que vemos crecer día día... que no los estamos preparando para lo que se avecina... Claro que no, ¡cómo creer tal cosa! 
  3. Lo que no quita para que sea así. Imagino también (yo, es que tengo mucha imaginación) que se ha optado por una labor callada, buscar una solución sin que se sepa el peligro que corremos. No estoy seguro de que un formato de cambio de líder cada cuatro años por otro peor sea el idóneo para salir de ésta, pero es lo que hay.
  4. ¿Se está en el camino correcto para encontrar una solución? ¡Ah, eso ya depende!
Depende de lo que se entienda por una solución correcta. Puede que se crea que bastará con mayores eficiencias energéticas, con fuentes alternativas de energía, tipo fusión de hidrógeno (ciencia ficción) y cosas así. Si no se consigue a tiempo, la culpa será de los científicos y los ingenieros, que son todos unos paquetes. La verdad, me temo que Ishmael nos diría que si creemos que el problema estriba en el origen de la energía que utilizamos vamos listos.

Puede que se crea que, de momento, hay que tomar medidas radicales mientras se encuentra una solución: prohibido - a nivel mundial- los vuelos comerciales o de placer, los vehículos de uso privado con motor de explosión, el asfaltado de carreteras o el exceso de alimentación eléctrica en los hogares, por ejemplo. Medidas que reduzcan drásticamente nuestro consumo. Como medio para ganar tiempo para los científicos e ingenieros. Hombre, esto sería algo. Al menos, se ganaría tiempo… para los humanistas, que consigan convencer a la Humanidad de que el crecimiento sostenido que pretende es insostenible. Pero no hay político en el mundo con arrestos suficientes: de momento, ni siquiera lo hay como para proclamar a todos que vamos al desastre.

Ahora bien, si el verdadero problema es que buscamos el desarrollo ante todo y el desarrollo es lo que nos lleva a la extinción, cualquier solución que siga buscando el desarrollo fallará, más pronto o más tarde. Porque de lo que se trata es que hemos de dejar de buscar el desarrollo. Es decir, hemos de no querer vivir cada vez mejor. Todos.

Por eso, me atrevería a decir que una tercera solución sería…  casi-extingámonos. Por ejemplo: fuera la civilización de África, sólo la franja mediterránea. El resto, que sea territorio salvaje. Los africanos que ya están allí, que mueran hasta que su número sea sostenible con sus propios medios. Y el resto de la Humanidad, que se olvide de poner un pie en el continente. Seguro que la ecología lo agradecería. China, India y países asiáticos, aquellos que llevan una generación o menos de industrialización: que paren, que lo desmantelen, que vuelvan al campo y se dediquen a hacer proverbios. Aislados del mundo.  Occidentales: vuelta a 1750. Con la electricidad que seamos sosteniblemente capaces de generar, y punto. Y olvidarnos de expandirnos, chaval, tú haz lo que hacía tu padre y lo que se ha hecho siempre en este pueblo. Mundo árabe: autocastración, porque como sigan reproduciéndose así …

¿Funcionaría, una brutalidad semejante? Digo yo que sí, porque hasta 1750 el mundo era así y era más o menos sostenible.

Ahora, que estemos dispuestos a autorretrocedernos...