Spiderman Parte 2 - La Telaraña

Continuando con el personaje Spiderman, hablaremos más sobre sus telarañas.

Otra posibilidad (además de las vistas en el artículo anterior) que explique las asombrosas propiedades de la telaraña de Spiderman, radica en la seda de araña llamada dragline, que a continuación describiremos.

La dragline es una seda de araña (o telaraña) más liviana que el algodón y sin embargo, en relación con su peso, es más resistente que el acero. Es producida por los arácnidos como, por ejemplo, la Latrodectus mactans, mejor conocida como la viuda negra. La telaraña dragline es la más resistente de los siete tipos de sedas que producen las arañas constructoras de telas circulares. Cabe señalar que, la viuda negra únicamente fabrica la dragline.

La obtención de fibras sintéticas como el kevlar requiere el uso de altas temperaturas y disolventes orgánicos. La araña, por el contrario, produce seda a temperatura ambiente utilizando agua como disolvente. Además, la seda dragline posee mayor resistencia que el kevlar, es decir, es capaz de absorber una gran cantidad de energía. Una telaraña de dragline ampliada al tamaño de un campo de fútbol podría detener a un avión Jumbo (Boeing 747) en pleno vuelo.

La revista Science News escribe que “los científicos sueñan con explotar dicha propiedad en artículos que van desde chalecos antibalas hasta cables de suspensión para puentes”. Actualmente, biólogos investigadores han identificado dos proteínas claves que forman parte de la seda dragline, llamadas: MaSp1 y MaSp2. Más aún, han completado la secuencia del ADN inmerso en estos genes.

No obstante, copiar o sintetizar esta fibra natural no resulta nada fácil, pues su fabricación tiene lugar dentro del cuerpo de la araña y el proceso no se comprende a la perfección.

Finalmente, otra posibilidad que revele el secreto de la telaraña de Spiderman consiste en inyectar en ellas metales.

Investigadores del Departamento de Física de Microestructuras del Instituto Max Planck, logran hacer más duras e irrompibles a las telarañas mediante inyectarles pequeñas cantidades de metales como el zinc o el titanio. 

Para mayor información, puede consultar la siguiente página:

http://www.meborre.com/desvelan-el-secreto-de-la-telarana-de-spiderman/

Spiderman Parte 1 - Habilidades

Peter Parker, un joven estudiante y fotógrafo, es picado por una araña radiactiva. Poco a poco nota como va adquiriendo las facultades de un arácnido, aunque mantiene su apariencia humana (¡qué casualidad!, ¿no?). Así es como surge el sorprendente Spiderman (el Hombre Araña). Analicemos, con algo de Física, algunas de sus características.

ADHERENCIA A LAS PAREDES Y LOS TECHOS

Entre sus superpoderes, están la habilidad de pasearse tranquilamente como si nada por las paredes y los techos de los edificios. ¿Cómo logra Spiderman treparse por la paredes?

Antes que nada, para subirse por las paredes o caminar por el techo, hay que tener un tamaño pequeño. Los insectos y otros pequeños animales que se pasean por las paredes tienen dimensiones por debajo de un tamaño crítico, que sería graficado como el punto de intersección entre una línea que represente el peso corporal (proporcional al cubo del tamaño del organismo) y otra línea que represente la fuerza de cohesión (la cual es directamente proporcional al tamaño).

Entonces, he aquí algunas posibilidades del por qué Spiderman logra adherirse a las paredes.

• La parte del traje de Spiderman que cubre las palmas de sus manos y las plantas de sus pies podría poseer algún tipo de sustancia adhesiva que le permitiera mantenerlo sujeto al techo. Sin embargo, la agilidad con que Spiderman se desplaza por el techo descarta esta primera posibilidad.
• Otra posibilidad es que el Hombre Araña disponga de pequeños pero potentes electroimanes, cuya fuerza de atracción magnética pueda variarse a su voluntad. Lamentablemente, para que estos electroimanes le sirvan a Spiderman, los techos y paredes tendrían que ser de mental. Así que, también descartamos esta posibilidad.
• La siguiente posibilidad es que la parte del traje de Spiderman que entra en contacto con la pared esté constituida por velcro. El velcro está formado por hileras de diminutos ganchos y ojales, cuya unión permite conseguir resistencias asombrosas. Colocado en una pared, el velcro puede aguantar perfectamente el peso de una persona de 80 kg. Pero, en el caso de Spiderman, el sistema del velcro únicamente sería efectivo si los techos y paredes estuviesen recubiertos con ese mismo material. Otra vez, tenemos que descartar esta posibilidad.

Luego de haber considerado estas 3 posiblidades, hemos de reconocer que la hazaña de Spiderman de treparse en las paredes y andar por los techos resulta totalmente imposible.

TELARAÑAS

Otro de los superpoderes que posee Spiderman es el de desplazarse de edificio en edificio con sus famosísimas telarañas. Pero, ¿de qué material están hechas estas resistentes telarañas? ¿Quién sabe? Nunca se revela esa información.

Y vaya que son resistentes. Pueden sostener hasta a un camión a punto de precipitarse. Además, dichas telarañas son de gran flexibilidad y capaces de adherirse a cualquier superficie (pero sólo el extremo que entra en contacto, ya que el resto del hilo se comporta como una cuerda normal).

En el traje de Spiderman, existen unos depósitos a la altura de sus muñecas, con una capacidad aparentemente ilimitada de hilo de telaraña. Con tan solo una pequeña presión muscular, las telarañas salen disparadas a gran velocidad y justo hacia el objetivo elegido.

Dada la generosidad con que Spiderman las utiliza, es de esperar que dichas telarañas sean biodegradables o que se autodestruyan después de un tiempo. Y es que, de no ser así, entonces ¿quién se encarga de limpiar la ciudad después de una de sus habituales aventuras del superhéroe? Sin lugar a dudas, Spiderman no sería el superhéroe ideal para personas con conciencia ecologista…

Escudos de la Tierra, Parte 2

La atmósfera refuerza la protección del planeta.

En la estratosfera (o estratósfera), una de las capas de la atmósfera, se concentra una variedad del oxígeno llamada ozono, que absorbe el 99% de las radiaciones ultravioleta del Sol.

La capa de ozono protege de esa radiación a toda forma de vida, desde el ser humano hasta el plancton. Constituye un eficaz escudo pues, aunque la cantidad de ozono estratosférico varía, se adapta proporcionalmente a la intensidad de las radiaciones ultravioleta.

Cabe señalar que, los escudos terrestres (el campo magnético y la atmósfera) no bloquean el paso de la radiación necesaria para la vida, o sea, la luz y el calor. La atmósfera, por ejemplo, distribuye el calor por toda la Tierra y evita que este escape de noche.

Escudos de la Tierra, Parte 1

El espacio está lleno de radiación letal y meteoroides que representan un peligro para la Tierra. Sin embargo, nuestro planeta azul está protegido por dos sorprendentes escudos: un potente campo magnético y una atmósfera hecha a la medida. Hablemos, primeramente, del campo magnético.

El campo magnético emerge desde el interior del planeta y se extiende hasta el espacio exterior, donde forma un escudo invisible denominado magnetosfera (o magnetósfera).

Tal escudo nos protege del impacto directo de los rayos cósmicos y de la radiación solar de alta energía, que provoca fenómenos como

• el viento solar (una corriente de partículas cargadas de electricidad),
• las erupciones solares (que en minutos liberan la energía equivalente a miles de millones de bombas de hidrógeno), y
• las eyecciones de masa coronal (que disparan hacia el espacio miles de millones de toneladas de materia procedente de la corona solar).

Las erupciones solares y las eyecciones dan como resultado la aurora boreal, la cual es un destello de colores visibles en la atmósfera superior cerca de los polos magnéticos de la Tierra.
 

La Importancia de la Simetría en Física

Amalie Emmy Noether (se pronuncia "Niurer") fue una matemática considerada como "la madre del Álgebra Abstracta" (también llamada Álgebra Moderna). El famoso matemático David Hilbert abogó para que Emmy Noether (1882-1935) fuera admitida en la Universidad de Göttingen, Alemania, que era la "Meca de las Matemáticas", y es que en su época las mujeres no eran bien vistas en las universidades.

Las aportaciones de Emmy a la Física consistieron básicamente en su descubrimiento de que los problemas simétricos son los más fáciles de resolver. De hecho, los únicos que se resuelven sin la necesidad de computadoras. Por ejemplo:

• la conservación del momento lineal se deduce de la simetría traslacional
• la conservación del momento angular se deduce de la simetría rotacional
• la conservación de la energía se deduce de la simetría bajo "traslación temporal" 

Tales simetrías son comunes y relativamente sencillas, pero existen otras más complejas.

Las implicaciones que esto tiene en Física son importantes, pues esencialmente los físicos únicamente pueden resolver problemas que tengan suficientes simetrías.

Aves Migratorias y el Campo Magnético Terrestre

Muchas aves migratorias llegan a su destino con una precisión impecable tras recorrer largas distancias y bajo todo tipo de condiciones climáticas. ¿Cómo lo logran?

Los científicos han descubierto que esas criaturas perciben el campo magnético de la Tierra. Pero, como indica la revista Science, "las líneas del campo magnético varían de un lugar a otro y no siempre señalan el verdadero norte". ¿Qué impide que las aves migratorias se desvíen de su rumbo?

Al parecer, ajustan a diario su brújula interna de acuerdo con el punto por donde se pone el Sol. Pero como dicho punto cambia según la latitud y la estación del año, los investigadores creen que seguramente las aves compensan tales cambios con un "reloj biológico que les indica el momento del año en que se hallan".

Las Hormigas y la Geometría

¿Cómo encuentran las hormigas el camino de regreso al nido cuando salen a buscar comida?

Un grupo de investigadores británicos descubrió que algunas especies, además de dejar un rastro oloroso, se valen de principios geométricos para trazar senderos que las ayuden a volver a casa.

Por ejemplo, en el caso de las hormigas faraón, "las rutas que parten de la colonia se bifurcan en un ángulo de entre 50° y 60°", señala la revista New Scientist.

¿Qué tiene esto de particular? Cuando la hormiga regresa al nido llega a una bifurcación, toma por instinto el camino que la obliga a desviarse menos, lo cual inevitablemente la conduce al hormiguero. El mismo artículo dice que "el ángulo en que se bifurcan los senderos les facilita a las hormigas el tránsito por la red de caminos (sobre todo cuando circulan en dos direcciones) y evita que desperdicien energía al equivocarse de camino".

Energía Oscura y Materia Oscura

En 1998, un equipo de investigadores que analizaba la luz procedente Supernovas Tipo Ia, llegó a la conclusión de que la expansión del universo en realidad se está acelerando.

Lógicamente, los científicos quisieron averiguar qué tipo de energía estaba causando ese efecto. En primer lugar, tal energía parecía contrarrestar la gravedad y, en segundo lugar, las teorías actuales no la contemplaban. Por ello, no es de extrañar que a esta misteriosa forma de energía (la cual constituye un 74% del universo) se le llame energía oscura.

Ahora bien, la energía oscura no es la única "rareza" oscura descubierta en las últimos años. En la década de 1980, se confirmó la existencia de otra rareza cuando los astrónomos estudiaban varias galaxias. Estas, al igual que la Vía Láctea, daban la impresión de que no podían mantenerse unidas, pues su velocidad de rotación era muy rápida. De modo que, debía existir algún tipo de materia que les proporcionara la cohesión gravitatoria necesaria. ¿Qué tipo de materia? Como no se sabe qué es y no absorbe ni emite ni refleja cantidades detectables de radiación, los físicos la llaman materia oscura, la cual representa al menos el 22% de la masa del universo.

Nótese que, según los cálculos, la materia ordinaria sólo comprende el 4% de la masa del universo. En otras palabras, el 96% del universo es aún un misterio.