Momentos trascendentales y un descubrimiento radioactivo

Desde un primer vuelo estratégico, la construcción de una presa que propició la formación de un lago artificial, y el descubrimiento de un elemento químico, Esta Semana en la Ciencia atraerá tu atención

Autor:

Carlos del Porto Blanco

Vuela por primera vez el bombardero, furtivo, estratégico estadounidense « B-2 Spirit»

El avión Northrop Grumman B-2 Spirit, es un bombardero estratégico polivalente estadounidense de Northrop Corporation con tecnología furtiva de baja visibilidad capaz de penetrar defensas antiaéreas para desplegar armas tanto convencionales como nucleares. Es un potente bombardero que los radares no detectan, de un diseño exclusivo pues este es negro y no tiene estabilizadores, visto en pleno vuelo parece un murciélago por su diseño. Debido a su considerable costo y gasto de operación, el proyecto de este avión fue bastante controvertido en el Congreso de los Estados Unidos y entre los miembros del Estado Mayor Conjunto durante su desarrollo y puesta en servicio. Entre finales de los 80 y principios de los 90 Estados Unidos planeó adquirir 132 de esos equipos. A mediados de los años 1990, el Congreso aprobó la compra de una flota de sólo 21 aviones B-2. Se trata del avión más caro jamás construido. El costo total del programa, incluyendo gastos de desarrollo, ingeniería y pruebas, se calcula que ronda los 2200 millones de dólares por avión (en 1997). Aunque originalmente fueron diseñados en los años 1980 para operaciones de la Guerra Fría, los B-2 fueron usados en combate para bombardear Kosovo, Irak y Afganistán.

Durante las etapas finales de la II Guerra Mundial, militares de los Estados Unidos iniciaron la Operación Paperclip, un esfuerzo de los servicios de inteligencia para apropiarse de armas avanzadas de investigación alemanas, y evitar que cayeran en manos de los soviéticos. El avión Horten Ho 229 V3, estaba en el montaje final y fue recuperado y enviado a Northrop Corporation para su evaluación de ahí el llamativo parecido entre ambos aviones. El diseño de los hermanos Horten se ignoró en su tiempo. Esos científicos alemanes habían propuesto una gran cantidad de diseños muy innovadores, entre ellos la primera ala voladora, un avión sin cola ni superficies verticales de control, parecido a una mantaraya, pero la situación de Alemania y la tecnología de la época no permitieron que el diseño saliera del papel. Los comienzos del B-2 fueron como un proyecto negro (black project) conocido como el Proyecto Senior C.J. y después renombrado a ATB (Advanced Tecnology Bomber). Unos 23 000 millones de dólares fueron desviados en secreto para investigación y desarrollo del B-2 en los 80. Los proyectos negros se han criticado por violar la cláusula de «Recibos y Gastos» de la Constitución de los Estados Unidos, la cual dice, expresamente, que todo el dinero público que se gaste debe ser publicado según ciertas normas. Debido a que los gastos de los proyectos negros no aparecen en las facturas del Estado, se supone una violación de la Constitución. Como el desarrollo del B-2 fue uno de los secretos mejor guardados de la Fuerza Aérea, mientras duró, no hubo ningún tipo de críticas a su gran costo. El B-2 se mostró en público por primera vez el 22 de noviembre de 1989, al salir del hangar de la base aérea de Palmdale, California, donde se construyó. Su primer vuelo de pruebas se realizó el 17 de julio de 1989 y el primer avión se nombró Spirit of Missouri y se entregó el 17 de diciembre de 1993

Los B-2 están hecho de compuestos de carbono-granito, que son más ligeros que el aluminio pero más fuertes que el acero. Los motores están situados sobre las alas y poseen sistemas especiales que le permiten reducir rápidamente la firma infrarroja del chorro de gases incandescentes. La estructura y sobre todo la cabina están repletas de superficies curvas que dificultad la reflexión de ondas de radio. Aunque muchos aspectos de su baja detectabilidad están clasificados, se sabe que usa materiales radar-absorbentes, una pintura especial y un fuselaje en forma de ala volante que contribuyen a su invisibilidad. 136 computadoras de vuelo ayudan a los tripulantes a manejar el complejo aparato.

Referencias:

.         Northrop Grumman B-2 Spirit. [En línea]. https://es.wikipedia.org/wiki/Northrop_Grumman_B-2_Spirit Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Northrop Grumman B-2 Spirit [En línea]. Disponible. https://www.ecured.cu/Northrop_Grumman_B-2_Spirit Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Northrop Grumman Corporation [En línea]. Disponible https://www.britannica.com/topic/Northrop-Grumman-Corporation Página Web. 12 de julio de 2018.

 

Los físicos franceses Marie y Pierre Curie descubren un nuevo elemento químico, el Polonio

El polonio es un elemento químico, altamente radioactivo, en la tabla periódica cuyo símbolo es Po con número atómico 84, es miembro de la familia de los calcógenos. Se encuentra en el grupo 16. Se trata de un raro metaloide altamente radiactivo, químicamente similar al telurio y al bismuto, presente en minerales de uranio. Esta sustancia se disuelve con mucha facilidad en ácidos, pero es sólo ligeramente soluble en alcalinos. Es extremadamente tóxico y altamente radiactivo. Se ha encontrado polonio en minerales de uranio, humo de tabaco y como contaminante.

También conocido como Radio F, el polonio fue descubierto por Marie Curie-Skłodowska y Pierre Curie el 18 de julio de 1898, y fue posteriormente renombrado en honor a la tierra natal de Marie Curie, Polonia. En aquella época, Polonia no era un país independiente y se encontraba bajo el dominio de Rusia, Prusia y Austria, y Marie albergaba la esperanza de que este nombramiento le añadiría notoriedad. Fue el primer elemento cuyo nombre derivaba de una controversia política. Fue el primer elemento descubierto por el matrimonio Curie mientras investigaban las causas de la radiactividad de la pechblenda, la cual, tras eliminar el uranio y el radio, era incluso más radiactiva que estos elementos juntos. Esto les llevó a encontrar el nuevo elemento. El electroscopio lo mostró separándolo con bismuto.

Es un elemento natural muy raro: representa el 2x10-14% en peso de la corteza; los minerales del uranio contienen unos 100 microgramos del elemento por tonelada. Su abundancia es de sólo un 0.2% de la del radio.  Hay 27 isótopos de polonio, con un número de masa atómica desde el 192 hasta el 218. El polonio 210 es el único que está disponible en la naturaleza y es muy difícil de manejar. Actualmente se emplea en centrales nucleares y centros de investigación atómica. En cantidades muy reducidas, también está presente en los cigarrillos y se emplea en algunas técnicas de fotografía.

Sus principales aplicaciones son en cepillos para eliminar el polvo de películas fotográficas, en fuentes de calor para sondas espaciales, mezclado o aleado con berilio es una fuente de neutrones, fuente de rayos alfa con poca radiación gamma, fuente calorífica de baterías termoeléctricas (baterías nucleares) en satélites, en las centrales nucleares es donde pueden encontrarse las mayores concentraciones.

Es necesario manejarlo con guantes de plomo y en ambientes especiales

La ingesta o inhalación de una cantidad excesiva puede tener las mismas consecuencias que tuvo la radiación de Hiroshima, pero individualmente. Esos efectos se pueden notar a partir del tercer día, no son inmediatos. Los primeros síntomas son la caída del pelo y las molestias gastrointestinales. A continuación, el hígado y los riñones fallan; se paraliza el metabolismo y la médula ósea. La muerte será por fallo multiorgánico. Si la exposición es reducida sólo pueden aparecer síntomas gastrointestinales.

Referencias:

.        [En línea]. Disponible. https://es.wikipedia.org/wiki/Polonio Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Polonio [En línea]. Disponible. https://www.ecured.cu/Polonio Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Polonium. [En línea]. Disponible https://www.britannica.com/science/polonium Página Web. 12 de julio de 2018.

Una mujer que luchó y triunfó

Rosalyn Sussman Yalow nació en el Bronx, New York, Estados Unidos el 19 de julio de 1921. Fue una médica estadounidense. Cursó estudios de física en la Universidad de Illinois. Dedicada a la investigación de hormonas en el hospital de veteranos del Bronx. Obtuvo el Premio Nobel en Fisiología y Medicina en 1977, compartido con el polaco Andrew V. Schally , el francés Roger Guillemin y el mexicano David González Bárcena, por sus progresos en el terreno de las hormonas péptidos del radioinmunoensayo. En 1976 fue la primera mujer a quien se le otorgó el Premio Albert Lasker.

Su familia quería que fuera maestra primaria, pero ella logró entrar en el Departamento de Física de la Universidad de Illinois en 1941 como asistente del profesor de la cátedra de física. Fue la primera mujer en ser aceptada desde 1917 y era la única mujer entre cuatrocientos varones en un tiempo en el que a los judíos no les estaba permitido vivir en el campus universitario, pero eso no la amedrentó. Sus excelentes notas en las materias teóricas hicieron que el Jefe del Departamento de Física comentara que eso demostraba que «las mujeres no son buenas para el laboratorio». Esa discriminación sutil tampoco la amedrentaba. Ella estaba muy convencía de adonde quería llegar.

Cuando junto con el Dr. Solomon A. Berson comenzaron a explorar el uso de radioisótopos en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, sus primeras investigaciones apuntaban a la aplicación de los radioisótopos en la determinación del volumen sanguíneo, el diagnóstico clínico de enfermedades de la tiroides y la cinética del metabolismo del yodo. El tiempo de retraso en la desaparición de la insulina en la circulación de los pacientes tratados con esa hormona confirmaba que esos pacientes desarrollaban anticuerpos frente a las insulinas de origen animal. Al estudiar la reacción de la insulina con anticuerpos se dio cuenta de que había desarrollado una herramienta con el potencial para medir la insulina circulante. Le tomó varios años más de trabajo su aplicación práctica para la medición de la insulina plasmática en el ser humano, pero la era del radioinmunoanalisis había comenzado: era el año 1959. El radioinmunoensayo se utiliza para medir cientos de sustancias de interés biológico en los laboratorios en el mundo. La aplicación de la física nuclear a la práctica de la clínica médica posibilitó que los científicos pudieran emplear el indicador radioisotópico para medir la concentración de diversas sustancias biológicas y farmacológicas en la sangre, otros fluidos del cuerpo humano y de animales o plantas. El radioinmunoensayo se puede utilizar también como método de prevención para descartar la existencia de sangre contaminada con el virus de la hepatitis.

Además de ser la primera mujer doctorada en Física en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois en enero de 1945 y la primera mujer estadounidense y la primera mujer judía en recibir un Premio Nobel de Ciencia y de haber recibido cinco doctorados honoris causa en Ciencias

Murió el 30 de mayo de 2011 en el Bronx, New York

Se consideraba a si misma feminista. En su estudio tenía un cartel que decía: «Cualquiera sea lo que haga una mujer debe hacerlo el doble de bien que un hombre para que sea considerada la mitad de buena». Decía que «si las mujeres queremos estar en permanente ascenso, debemos demostrar que somos competentes, que tenemos coraje y que contamos con la determinación necesaria para triunfar».

Referencias:

·         Rosalyn Yalow. [En línea]. Disponible. https://es.wikipedia.org/wiki/Rosalyn_Yalow Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Rosalyn Sussman Yalow. [En línea]. Disponible. https://www.ecured.cu/Rosalyn_Yalow Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Rosalyn S. Yalow. [En línea]. Disponible https://www.britannica.com/biography/Rosalyn-Yalow Página Web. 12 de julio de 2018.

El hombre llega a la Luna

Apolo 11 fue una misión espacial tripulada de Estados Unidos cuyo objetivo fue lograr que un ser humano caminara en la superficie de la Luna. La misión se envió al espacio el 16 de julio de 1969, llegó a la superficie de la Luna el 20 de julio de 1969 y el 21 logró que dos astronautas (Armstrong y Aldrin) caminaran sobre la superficie lunar. El Apolo 11 fue impulsado por un cohete Saturno V desde la plataforma LC 39A del complejo de cabo Kennedy, en Florida, Estados Unidos. Oficialmente se conoció a la misión como AS-506. La misión se considera como uno de los momentos más significativos de la historia de la Humanidad y la Tecnología.

La tripulación del Apolo 11 estaba compuesta por el comandante de la misión Neil A. Armstrong, de 38 años; Edwin E. Aldrin Jr., de 39 años y piloto del Modulo Lunar, apodado Buzz; y Michael Collins, de 38 años y piloto del módulo de mando. La denominación de las naves, privilegio del comandante, fue Eagle para el Módulo Lunar y Columbia para el módulo de mando. El comandante Neil Armstrong fue el primer ser humano que pisó la superficie de nuestro satélite, el 21 de julio de 1969 a las 2:56 al sur del Mar de la Tranquilidad (Mare Tranquillitatis). Ese hito histórico se retransmite a todo el planeta desde las instalaciones del Observatorio Parkes (Australia). Inicialmente el paseo lunar iba a ser retransmitido a partir de la señal que llegase a la estación de seguimiento de Goldstone (California, Estados Unidos), perteneciente a la Red del Espacio Profundo, pero por la mala recepción de la señal se optó por utilizar la señal de la estación Honeysuckle Creek, cercana a Camberra (Australia). Ésa retransmitió los primeros minutos del paseo lunar, tras los cuales la señal del observatorio Parkes fue utilizada de nuevo durante el resto del paseo lunar. Las instalaciones del MDSCC en Robledo de Chavela (Madrid, España) también pertenecientes a la Red del Espacio Profundo, sirvieron de apoyo durante todo el viaje de ida y vuelta.

A menos de dos metros de la superficie de la Luna, una de las tres varillas sensoras que cuelgan de las patas del Modulo Lunar, toca el suelo. El Eagle recorre el último metro en una suave caída gracias a la débil gravedad lunar. El terreno resistió bien el peso del aparato y todos los sistemas funcionan. «Houston…aquí base Tranquilidad, el Águila ha alunizado» En Houston, Texas, son las 15:17 del 20 de julio de 1969. El Eagle está posado sobre la superficie del satélite. En el momento del contacto el motor de descenso posee solo unos 30 segundos de combustible restante, alunizando a 38 metros de un cráter de 24 metros de diámetro y varios de profundidad. Seis horas y media después del alunizaje, los astronautas están preparados para salir del Modulo Lunar. El primero en hacerlo es Armstrong, quien mientras desciende por las escaleras activa la cámara de televisión que retransmitirá imágenes a todo el mundo. Una vez hecho eso, describe a Houston lo que ve, y al pisar el suelo a las 2:56 del 21 de julio de 1969, dice la famosa frase: «Un pequeño paso para un hombre, un gran salto para la Humanidad». El reloj de Houston señala las 22:56. En un primer momento por seguridad los astronautas iban unidos a un cordón enganchado al Modulo Lunar. Al ver que no corrían ningún peligro se deshicieron de él. Armstrong toma fotografías del paisaje aledaño y más tarde toma muestras del suelo lunar. Entretanto Buzz Aldrin se prepara para salir del Modulo Lunar de la misma manera que su comandante, el segundo de a bordo baja por la escala, contempla a su alrededor y a continuación intercambian:

El 24 de julio, los tres astronautas lograron un perfecto amerizaje en aguas del Océano Pacífico, poniendo fin a la misión.

 Referencias:

.         Apolo 11 [En línea]. Disponible. https://es.wikipedia.org/wiki/Apolo_11 Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Apolo 11 [En línea]. Disponible. https://www.ecured.cu/Apolo_11 Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Apollo 11 [En línea]. Disponible https://www.britannica.com/topic/Apollo-11 Página Web. 12 de julio de 2018.

 

Se concluye la construcción de la presa de Asuán

El río Nilo se desbordaba anualmente, cuando las aguas procedentes de Uganda y Sudán fluían hacia el bajo Nilo en verano. Desde la más remota antigüedad, esas crecidas fueron las que convirtieron las tierras próximas al río en una fértil vega, ideal para la agricultura, al dejar un sedimento de nutrientes y minerales en el suelo, el limo. Sin embargo, la impredecible alternancia del nivel de las crecidas conllevaba a veces la pérdida de cosechas enteras por anegamiento o sequía y la consiguiente hambruna en la población, por lo que se consideró necesaria la construcción de una presa que regulara el nivel de las inundaciones para proteger las tierras de labor. Se construyeron en esa zona dos presas: la nueva Presa Alta de Asuán y la menor y más antigua, Presa de Asuán o Presa Baja de Asuán. La construcción de la Presa Baja se inició por los británicos en 1899 y se concluyó en 1902. El diseño inicial tenía 1900 metros de largo por 54 metros de alto y pronto se descubrió que era inadecuado, por lo que se procedió a aumentar su altura en dos fases: de 1907 a 1912 y de 1929 a 1933. Cuando la presa estuvo a punto de desbordarse en 1946 se decidió que, en lugar de aumentar su altura por tercera vez, se construyera una segunda presa ocho kilómetros río arriba.

La Presa Alta comenzó a construirse en 1952, exactamente tras la revolución de Nasser y, en principio, los Estados Unidos ayudarían a financiar la construcción con un préstamo de 270 millones de dólares. La oferta de ayuda se retiró a mediados de 1956 y el gobierno egipcio se propuso continuar el proyecto en solitario, utilizando los ingresos que proporcionaba el Canal de Suez como ayuda en la construcción. Sin embargo, en 1958 intervino la Unión Soviética pagando un tercio del costo de la inmensa presa. Aparte de esa ayuda monetaria, proporcionaron técnicos y maquinaria pesada y el diseño fue del instituto ruso Zuk Hydroproject. La construcción comenzó en 1960. La Presa Alta, El saad al Aali, se concluyó el 21 de julio de 1970. La comunidad arqueológica advirtió de los numerosos monumentos antiguos que quedarían sumergidos y la Unesco patrocinó una operación de rescate a lo largo de los años 60 que localizó, desmontó y trasladó a zonas más elevadas, como el Templo de Abu Simbel, o su donación a los países que colaboraron en el rescate, como el Templo de Debod instalado en Madrid, de 24 de esos complejos. La contención de las aguas formó un inmenso lago artificial, el Lago Nasser, que cubrió la mayor parte de la Baja Nubia y obligó trasladar 90000 personas. La producción eléctrica se inició en 1967, proporcionando la mitad del consumo de electricidad del país. En el lago se instaló una industria pesquera.

Los técnicos no tuvieron en cuenta el impacto sobre el entorno, la flora, la fauna y los habitantes locales, que perdieron su tierra y modo de vida tradicional. Las regulares crecidas del río desaparecieron con graves consecuencias: sedimentación excesiva aguas arriba, erosión aguas abajo, desaparición de especies migratorias, disminución de las poblaciones de peces autóctonos, destrucción y salinización del delta (al disminuir el caudal el mar penetró en la desembocadura) con penetración de especies marinas, aumento del nivel freático, contaminación del río con productos de la agricultura moderna y aumento del riesgo sanitario al crear nuevos canales de riego y un gran lago, un hábitat para los mosquito de la malaria.

Las principales características de la presa son: a) longitud de la presa: 5 kilómetros, b) altura mínima en el centro: 76 metros, c) longitud del embalse: más de 400 kilómetros, d) capacidad: 70 000 millones de metros, e) producción energética: 10 000 millones de kWh anuales, f) capacidad de irrigación: 800 000 hectáreas.

Referencias:

.         Asuán [En línea]. Disponible. https://es.wikipedia.org/wiki/Asu%C3%A1n Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Presa de Asuán [En línea]. Disponible. https://www.ecured.cu/Presa_Asu%C3%A1n Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Aswān [En línea]. Disponible.https://www.britannica.com/place/Aswan-governorate-Egypt Página Web. 12 de julio de 2018.

 

Sin él la ingeniería no sería igual

El matemático francés Père de Gabriel Léon Jean Baptiste Lamé nace el 22 de julio de 1795 en Tours, en lo que hoy en día es el département de Indre-et-Loire.  Entre sus aportes destacan la introducción de las cuádricas homofocales en geometría y el desarrollo de una teoría matemática aplicada a la elasticidad.

Después de estudiar su licenciatura en la Escuela Politécnica, estudia ingeniería en la Escuela de Minas de París, donde se gradúa en 1820. Al terminar sus estudios se muda a Rusia, a donde diversos científicos franceses habían emigrado tanto por el desorden y la represión de la monarquía restaurada en Francia, como por el interés del zar Alejandro I en desarrollar la ciencia en su país. En San Petersburgo, se dedica no solo al desarrollo urbano de la ciudad, sino también a la divulgación de las ideas de Cauchy en el Análisis Matemático. Regresa a Francia en 1832, donde inicia su propia compañía de ingeniería, y más adelante ocupó la cátedra de física en la Escuela Politécnica de París. Nunca deja su trabajo como ingeniero, y participa en diversos proyectos de desarrollo como la construcción de los ferrocarriles de París a Versalles y de París a Saint Germain. En 1854, fue elegido como miembro extranjero de la Real Academia Sueca de Ciencias.

Fue muy conocido por su teoría general de las coordenadas curvilíneas y su estudio de curvas de tipo elipsoidal, hoy conocidas como curvas de Lamé. También es conocido por su análisis del tiempo polinómico del algoritmo de Euclides. Usando los números de Fibonacci, demostró que cuando se encuentra el máximo común divisor de los enteros a y b, el algoritmo corre en no más de 5k pasos, donde k es el número de dígitos (en base diez) de b. También demostró un caso especial del último teorema de Fermat. Lamé desarrolló una demostración completa para el teorema, pero esta contenía un fallo fundamental. Las funciones de Lamé son parte de la teoría de armónicos elipsoidales. Lamé trabajó en una amplia variedad de temas diferentes. Los problemas comunes en las tareas de ingeniería que abordó le condujeron al estudio de cuestiones matemáticas. Por ejemplo, su trabajo en la estabilidad de bóvedas en el diseño de la suspensión de puentes le llevó a trabajar en la teoría de la elasticidad. De hecho, eso no fue un interés pasajero, ya que Lamé hizo contribuciones sustanciales en este tema. Otro ejemplo es su trabajo en la conducción de calor, del que dedujo la teoría de coordenadas curvilíneas. Su contribución más significativa a la ingeniería fue el definir de manera precisa las tensiones y la capacidad mecánica de las uniones a compresión mediante pasadores (como los roblones), habituales por entonces en todo tipo de construcciones metálicas. Las coordenadas curvilíneas demostraron ser una herramienta muy poderosa en manos de Lamé, que las usó para transformar la ecuación de Laplace a coordenadas elipsoidales y así separar las variables y resolver la ecuación resultante. La notación general cartesiana de la forma de la superelipse viene de Gabriel Lamé, quién generalizó la ecuación de la elipse.

En 1854, fue elegido como miembro extranjero de la Real Academia Sueca de Ciencias. Lamé murió en París el 1 de mayo de 1870.

Referencias:

.         Gabriel Lamé [En línea]. Disponible. https://es.wikipedia.org/wiki/Gabriel_Lam%C3%A9 Página Web. 12 de julio de 2018.

·         Gabriel Lamé [En línea]. Disponible. https://www.ecured.cu/Gabriel_Lam%C3%A9 Página Web. 12 de julio de 2018.

 

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