lunes, 12 de diciembre de 2011

HIDROGENO

http://www.motordehidrogeno.net/hidroner-la-apuesta-espanola-por-el-hidrogeno

Pila de combustible

Pila de hidrógeno. La celda en sí es la estructura cúbica del centro de la imagen.

Una pila de combustible, también llamada célula o celda de combustible es un dispositivo electroquímico de conversión de energía similar a una batería, pero se diferencia de esta última en que está diseñada para permitir el reabastecimiento continuo de los reactivos consumidos; es decir, produce electricidad de una fuente externa de combustible y de oxígeno en contraposición a la capacidad limitada de almacenamiento de energía que posee una batería. Además, los electrodos en una batería reaccionan y cambian según cómo esté de cargada o descargada; en cambio, en una celda de combustible los electrodos son catalíticos y relativamente estables.
Los reactivos típicos utilizados en una celda de combustible son hidrógeno en el lado del ánodo y oxígeno en el lado del cátodo (si se trata de una celda de hidrógeno). Por otra parte las baterías convencionales consumen reactivos sólidos y, una vez que se han agotado, deben ser eliminadas o recargadas con electricidad. Generalmente, los reactivos "fluyen hacia dentro" y los productos de la reacción "fluyen hacia fuera". La operación a largo plazo virtualmente continua es factible mientras se mantengan estos flujos.
El fabricante de automóviles japonés Honda, la única firma que ha obtenido la homologación para comercializar su vehículo impulsado por este sistema, el FCX Clarity, en Japón y Estados Unidos, ha desarrollado también la Home Energy Station, (HES), un sistema autónomo y doméstico que permite obtener hidrógeno a partir de energía solar para repostar vehículos de pila de combustible y aprovechar el proceso para generar electricidad y agua caliente para el hogar.

Tecnología

Esquema de funcionamiento de una pila de combustible.

En el ejemplo típico de una célula de membrana intercambiadora de protones (o electrolito polimérico) hidrógeno/oxígeno de una celda de combustible (PEMFC, en inglés: proton exchange membrane fuel cell), una membrana polimérica conductora de protones (el electrolito), separa el lado del ánodo del lado del cátodo.
En el lado del ánodo, el hidrógeno que llega al ánodo catalizador se disocia en protones y electrones. Los protones son conducidos a través de la membrana al cátodo, pero los electrones están forzados a viajar por un circuito externo (produciendo energía) ya que la membrana está aislada eléctricamente. En el catalizador del cátodo, las moléculas del oxígeno reaccionan con los electrones (conducidos a través del circuito externo) y protones para formar el agua. En este ejemplo, el único residuo es vapor de agua o agua líquida. Es importante mencionar que para que los protones puedan atravesar la membrana, esta debe estar convenientemente humidificada dado que la conductividad protónica de las membranas poliméricas utilizadas en este tipo de pilas depende de la humedad de la membrana. Por lo tanto, es habitual humidificar los gases previamente al ingreso a la pila.
Además de hidrógeno puro, también se tiene el hidrógeno contenido en otras moléculas de combustibles incluyendo el diésel, metanol (véase DMFC) y los hidruros químicos, el residuo producido por este tipo de combustibles además de agua es dióxido de carbono, entre otros.

ENERGIAS LIMPIAS

Las fuentes renovables de energía pueden dividirse en dos categorías: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras:

La llegada de masas de agua dulce a masas de agua salada: energía azul.
El viento: energía eólica.
El calor de la Tierra: energía geotérmica.
Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica o hidroeléctrica.
Los mares y océanos: energía mareomotriz.
El Sol: energía solar.
Las olas: energía undimotriz.

Las contaminantes se obtienen a partir de la materia orgánica o biomasa, y se pueden utilizar directamente como combustible (madera u otra materia vegetal sólida), bien convertida en bioetanol o biogás mediante procesos de fermentación orgánica o en biodiésel, mediante reacciones de transesterificación y de los residuos urbanos.
Las energías de fuentes renovables contaminantes tienen el mismo problema que la energía producida por combustibles fósiles: en la combustión emiten dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, y a menudo son aún más contaminantes puesto que la combustión no es tan limpia, emitiendo hollines y otras partículas sólidas. Se encuadran dentro de las energías renovables porque mientras puedan cultivarse los vegetales que las producen, no se agotarán. También se consideran más limpias que sus equivalentes fósiles, porque teóricamente el dióxido de carbono emitido en la combustión ha sido previamente absorbido al transformarse en materia orgánica mediante fotosíntesis. En realidad no es equivalente la cantidad absorbida previamente con la emitida en la combustión, porque en los procesos de siembra, recolección, tratamiento y transformación, también se consume energía, con sus correspondientes emisiones.
Además, se puede atrapar gran parte de las emisiones de CO2 para alimentar cultivos de microalgas/ciertas bacterias y levaduras (potencial fuente de fertilizantes y piensos, sal (en el caso de las microalgas de agua salobre o salada) y biodiésel/etanol respectivamente, y medio para la eliminación de hidrocarburos y dioxinas en el caso de las bacterias y levaduras (proteínas petrolíferas) y el problema de las partículas se resuelve con la gasificación y la combustión completa (combustión a muy altas temperaturas, en una atmósfera muy rica en O2) en combinación con medios descontaminantes de las emisiones como los filtros y precipitadores de partículas (como el precipitador Cottrel), o como las superficies de carbón activado.
También se puede obtener energía a partir de los residuos sólidos urbanos y de los lodos de las centrales depuradoras y potabilizadoras de agua. Energía que también es contaminante, pero que también lo sería en gran medida si no se aprovechase, pues los procesos de pudrición de la materia orgánica se realizan con emisión de gas natural y de dióxido de carbono.

CARROS DE HIDROGENO
VISITA ... http://www.youtube.com/watch?v=VvUEV7Emdjk

lunes, 28 de noviembre de 2011

MATERIALES INTELIGENTES

Material inteligente

Un material inteligente es aquel que posee una o más propiedades que pueden ser modificadas significativamente de manera controlada por un estímulo externo (tales como tensión mecánica, temperatura, humedad, pH o campos eléctricos o magnéticos) de manera reversible.
Hay varios tipos de materiales inteligentes, por ejemplo:

Materiales piezoeléctricos: Producen un voltaje cuando se les aplica tensión mecánica. Este afecto también se produce de manera inversa, produciendo una tensión mecánica cuando se le aplica tensión eléctrica.
Un polímero electroactivo es un polímero que cambia sus propiedades en respuesta a la presencia de un campo eléctrico.
Materiales con efecto térmico de memoria: Tienen la capacidad de cambiar su forma o deformarse de forma controlada al alcanzar cierta temperatura.
Materiales con efecto magnético de memoria y con magnetostricción: Tienen la capacidad de cambiar su forma o deformare en forma contraolada en presencia de campos magnéticos. Los segundos además tienen la propiedad inversa de modificar su magnetización bajo la presencia de tensión mecánica.
Polímeros sensitivos al pH: Varían su tamaño en respuesta a cambios en el pH del medio que los rodea.
Halocromía: La capacidad de variar su color como resultado del cambio de acidez (por lo tanto de pH).

VISITA
http://www.inteligentes.org/index_MI_cuales_son.htm

discovery

http://blogs.tudiscovery.com/noticias/ciencia/

miércoles, 23 de noviembre de 2011

VISITA TV DIGITAL PARA FINES EDUCATIVOS

NATIONAL GEOGRAPHIC,DISCOVERY, HISTORY, ETC

http://www.se7vendigital.blogspot.com/

lunes, 14 de noviembre de 2011

EMBALAJE

Embalaje

El embalaje o empaque es un recipiente o envoltura que contiene productos de manera temporal principalmente para agrupar unidades de un producto pensando en su manipulación, transporte y almacenaje.

Otras funciones del embalaje son: proteger el contenido, facilitar la manipulación, informar sobre sus condiciones de manejo, requisitos legales, composición, ingredientes, etc. Dentro del establecimiento comercial, el embalaje puede ayudar a vender la mercancía mediante su diseño gráfico y estructural.
Se establece la diferencia entre:

Envase: es el lugar donde se conserva la mercancía; está en contacto directo con el producto.
Embalaje secundario: suelen ser cajas de diversos materiales envasa cajas de cartón ondulado de diversos modelos y muy resistentes.
Embalaje terciario es el que está destinado a soportar grandes cantidades de embalajes secundarios, a fin de que estos no se dañen o deterioren en el proceso de transporte y almacenamiento entre la fabrica y el consumidor final

Los modelos o tipos de embalaje secundario más habituales son:

Otros elementos del embalaje son:

Empaque y etiquetado

El empaque y etiquetado constituye la envoltura o protección que acompaña a un producto, pero al mismo tiempo forma parte de sus características y cumple con varios objetivos:

Protección:
Comodidad:

Promoción:

Comunicación:

Mejoramiento de la imagen de su marca. Envases y etiquetas atractivos, que llamen la atención de los consumidores, y que sean fácilmente diferenciables de sus competidores, contribuyen mucho, y a bajo costo, a formar la imagen de una marca.

Para los envases existen diferentes estrategias:

Envases idénticos o con características muy comunes para los productos de una misma línea, facilitando la asociación y la promoción. (Siempre que la calidad sea buena).

Envases con un uso posterior, que permiten, una vez consumido el producto, su utilización para otros fines. Esta estrategia también se la utiliza temporalmente con fines de promoción.

Envases múltiples, en los cuales se ofrecen varias unidades, iguales o complementarias, con un precio menor al de la suma de las compras individuales. También el envase múltiple se utiliza para presentar un surtido para regalo, a un precio superior justificado por la presentación adecuada a un regalo. Casos típicos son los productos de perfumería.

En el diseño de los envases deben tenerse en cuenta los aspectos ecológicos relacionados con su construcción y posterior desecho una vez consumido el producto. Es conveniente indicar, cuando ello es efectivo, que el envase se ha fabricado con materiales reciclados o que posteriormente el envase vacío es posible de reciclar.
Códigos de barras. Si usted planea llegar con sus productos a supermercados o grandes tiendas, sus productos deben llevar el Código de Barras, sistema de codificación universal para todos los productos y que impreso en su envase o etiqueta permite ser leído electrónicamente por cajeros y en bodegas.

Control de calidad

Para garantizar que el contenido gráfico y de texto del empaque sea de acuerdo al planeado y especificado existen soluciones que de manera automática comparan los archivos digitales contra los impresos en empaques y etiquetas. Los cambios encontrados más frecuentes son inserciones o deleciones de texto o letras, cambios de colores, fuentes, o cambios y desplazamientos en las imágenes. Tales cambios tienen un impacto sobre la calidad y veracidad de la información, lo cual puede dañar la reputación de una compañía y suele producir pérdidas al tener que retirar el lote con dicho defecto. Además los empaques de medicamentos en la Unión Europea deben de tener a partir del 2010 lenguaje Braille en todos sus empaques e insertos con la información del medicamento.¹

Importancia del empaque y etiquetado

El empaque es importante ya que cubre ciertas necesidades como:

Proteger el producto en su camino al consumidor
Protegerlo después de la compra
Ayudan la aceptación del producto por intermediarios
Persuadir al consumidor a comprar el producto
El empaque no debe agotar recursos naturales
No debe representar riesgos para la salud
No debe ser un empaque costoso

Los empaques contienen atributos que permiten diferenciar la variedad de productos con los que cuenta la firma...facilitan el conteo de los productos existentes y así tener mayor control de inventario.
En cuanto a la etiqueta esta debe incluir

Denominación genérica o específica del producto
Declaración de ingredientes
Identificación y domicilio del fabricante, importador, envasador, maquilador o distribuidor nacional o extranjero según sea el caso.
Las instrucciones para su conservación, uso, preparación y consumo.
El o los componentes que pudieran representar un riesgo mediato o inmediato para la salud de los consumidores, ya sea por ingestión, aplicación o manipulación del producto.
El aporte nutrimental.
La fecha de caducidad
La identificación del lote
La condición de procesamiento a que ha sido sometido el producto, cuando éste se asocie a riesgos potenciales.
Las leyendas precautorias
Las leyendas de advertencia.

sábado, 29 de octubre de 2011

ALIMENTOS BUENO SEGUN NATURALES

QUECA ANALIZA Y TU COMES....

http://www.botanical-online.com/alimentosnaturaleslistado.htm

ALIMENTOS SIN TRANSGENICOS

VISITA...

http://transgenicosaragon.blogspot.com/

SIN O CON ...

http://www.aldearural.com/subcategorias/documentacion/guiaproductosomg.htm

SALUS CIENCIA Y TECNOLOGIA

NUESTRA SALUD : ENTERATE GRACIAS AL DISCOVERY

http://www.dsalud.com/

http://www.mediatico.com/es/revistas/salud/

SOLO INFOMATE...

Consejos de corazón

Publicado por Dr. Guzmán |

El corazón es el motor de nuestras vidas. Nunca duerme, jamás toma vacaciones; está hecho para latir sin cesar mientras estemos vivos. El ser humano tiene una esperanza de vida cada vez más alta, y por lo tanto el corazón también. Para mantener una vida sana es necesario cuidar la maquinaria que bombea sangre a cada rincón de nuestro cuerpo.
Te damos algunos consejos sobre cómo mantener tu sistema cardiovascular en forma:

Eres lo que comes: las dietas altas en grasas y colesterol favorecen la aterosclerosis, un padecimiento en donde las arterias se endurecen, volviéndonos propensos a infartos. Evita las grasas saturadas o grasas malas (de origen animal) y los alimentos fritos en general. Agrega alimentos ricos en omega 3, como el pescado, especialmente el salmón. Aumenta tu ingesta de multivitaminas, minerales y antioxidantes que abundan en verduras como la zanahoria, hojas verdes, frutos secos y nueces.
Haz del ejercicio un hábito: el corazón también es un músculo, por eso necesita ejercicio para estar en forma. Treinta minutos de ejercicio aeróbico cinco días a la semana, es la cantidad ideal. Sube las escaleras en vez de usar el elevador, trata de caminar más; lo importante es mantenerte activo.
¡Apaga el cigarro!: el tabaco es el principal factor condicionante de infarto, enfermedades pulmonares obstructivas, crónicas y cáncer. Si necesitas ayuda para dejar de fumar, consulta con tu médico.

Las vitaminas y sus beneficios

Publicado por Dr. Guzmán | Fecha: Lunes, 7 febrero 2011

Nuestro organismo es un sistema complejo que requiere de muchos nutrientes para realizar todas sus funciones vitales. Los macronutrientes son aquellos que proveen de más energía al organismo, y entre ellos encontramos a las grasas, las proteínas y los carbohidratos. Digamos que son el combustible del cuerpo, además de participar en la construcción de membranas celulares y tejidos. Sin embargo, hay otras sustancias que, aunque se requieren en menos cantidad, son indispensables para nosotros: los micronutrientes (vitaminas y minerales).
Las vitaminas son compuestos orgánicos que requiere nuestro cuerpo para diferentes procesos metabólicos. Éstas deben ser obtenidas de la dieta diaria, ya que nuestro organismo no es capaz de sintetizarlas (crearlas) él mismo. Las vitaminas fueron descubiertas a principios y mediados del siglo pasado, y además de su papel en la nutrición del ser humano, recientemente se ha descubierto que pueden estar involucradas en la prevención de diversos padecimientos como el cáncer, el síndrome metabólico y la diabetes.
A continuación, una descripción breve de las vitaminas más importantes, así como los alimentos en donde podemos encontrarlas y su papel en la prevención de enfermedades.

Vitamina A: Es indispensable para la visión y el mantenimiento de los epitelios. Los alimentos que la tienen en mayor cantidad son: hígado (pollo, pescado, puerco, res), zanahoria y brócoli. Los carotenos o carotenoides, son familiares cercanos de la vitamina A, y se encuentran habitualmente en frutas o verduras varias: jitomate, brócoli, zanahoria y naranja. Se ha encontrado recientemente que la criptoxantina, un caroteno de la naranja y mandarina, puede reducir modestamente el riesgo de padecer cáncer de pulmón. Esto es debido a su capacidad para proteger las estructuras biológicas del daño oxidativo, es decir, los carotenos son antioxidantes.

Vitamina B: Es un grupo de vitaminas muy amplio (8 son reconocidas), que intervienen en procesos celulares, mantenimiento de la piel, correcto funcionamiento del sistema inmune y nervioso. Son particularmente abundantes en el atún y el pavo. Su deficiencia puede generar alteraciones en la piel, el sistema nervioso o anemia.

Vitamina C: Es una vitamina esencial para los mamíferos. Recibe también el nombre de ácido ascórbico, y se encuentra principalmente y en mayores cantidades, en los cítricos. Es también una vitamina antioxidante y su deficiencia, clásicamente provoca escorbuto.

Vitamina D: Está estrechamente relacionada con la absorción del calcio y la presencia de un sistema esquelético saludable. La vitamina D, la cual es producida mediante la exposición de la piel a la radiación ultravioleta del sol, puede ser también obtenida de alimentos como levaduras y vegetales verdes, así como productos animales. Su deficiencia se ha asociado, recientemente con la presencia de síndrome metabólico, el cual, para no entrar en muchos detalles, es una constelación de síntomas que pueden preceder a la diabetes, hipertensión, obesidad y enfermedad cardiovascular.

Vitamina E: Se encuentra principalmente en aceites vegetales (girasol, nueces, avellanas). La vitamina E es importantísima para la regulación de la función inmunológica del cuerpo humano. Con el tiempo y con la edad, la capacidad del cuerpo para defenderse de agentes nocivos, como virus y bacterias, se deteriora, haciéndonos más propensos a enfermedades.

Vitamina K: Se encuentra en mayor cantidad en vegetales verdes (espinaca) y tiene una función especial en la coagulación de la sangre.

Cómo cuidar tu corazón: acciones para prevenir los infartos

Publicado por Dr. Guzmán | Fecha: Lunes, 5 septiembre 201

Como ya sabrás, el corazón es el motor del cuerpo. Es un músculo ubicado entre los pulmones, en el centro del pecho, ligeramente hacia la izquierda. Es quizá la parte más importante de nosotros: bombea sangre para que todos los demás órganos tengan oxígeno. En toda nuestra vida puede llegar a dar entre dos mil y tres mil millones de latidos. Claro que esta cifra se alcanza si cuidamos de él.
Las enfermedades del corazón se encuentran entre las primeras causas de muerte en México y el mundo, y entre ellas, el infarto del miocardio (así se le llama a la capa muscular intermdia del corazón) es la que predomina. Para prevenir infartos, cuida tu corazón pues es uno de los pilares de una vida sana. Es por esto que te damos unos sencillos tips para hacer más larga y saludable tu vida y la de tu corazón:

Inicia una dieta baja en grasas: si tienes alto el colesterol o los triglicéridos, cuidado. Esta situación favorece una condición llamada aterosclerosis, es decir, el taponamiento de las pequeñas arterias del cuerpo (entre ellas, las coronarias, o sea, las arterias que proporcionan oxígeno al corazón mismo), y esto provoca una reducción del flujo sanguíneo del órgano, y esto, a su vez, un infarto, es decir, el área del órgano que no recibe sangre, se muere y deja de funcionar. Comiendo alimentos ricos o suplementos con omega 3 previene la aterosclerosis. Habla con tu nutriólogo.
Inicia una rutina de ejercicio hoy mismo: El sedentarismo también favorece el desarrollo de la aterosclerosis. Hacer ejercicio pone en forma todos los músculos, entre ellos, el corazón.
Abandona el tabaco: el humo del tabaco es el factor prevenible más importante involucrado en los infartos. Los radicales libres liberados por el consumo de sustancias tóxicas provenientes de la combustión del tabaco, dañan las arterias y hacen más fácil el desarrollo de aterosclerosis.
Visita a tu médico regularmente: a partir de los 40 años se eleva el riesgo de padecer hipertensión o diabetes, y estas enfermedades, a su vez son factores de riesgo para el desarrollo de infartos. Realízate anualmente, un chequeo médico que incluya prueba de esfuerzo y detección de este tipo de enfermedades.

Anorexia y Bulimia: Síntomas, factores de riesgo para padecerlos y tips para detectarlos.

Publicado por Dr. Guzmán | Fecha: Miércoles, 17 noviembre 2010No hay Comentarios

La búsqueda patológica de la figura: anorexia y bulimia

En estos tiempos, la delgadez es el estado corporal meta de muchas personas. La publicidad nos ha bombardeado con una imagen de lo que “debe ser” el cuerpo tanto femenino y masculino. Este tipo de imposiciones ha traído consigo algunas consecuencias. Una de ellas son los trastornos de la alimentación, cuya prevalencia ha ido en incremento en los últimos años. En general, son más comunes en adolescentes del sexo femenino, sin embargo, existen casos en el sexo opuesto. Los principales trastornos de la alimentación son la anorexia y la bulimia.
Es muy común que confundamos, ya que sus diferencias son sutiles. En ambas existe una preocupación irracional por la obesidad y por los alimentos “que engordan”. Sin embargo, la Anorexia nervosa (como es su nombre completo) requiere de que el peso corporal se mantenga 15% por debajo del esperado o un índice de masa corporal de 17.5 o menos. En la Bulimia nervosa, no hay pérdida de peso. Ambas pueden presentar conductas de “atracón” lo que quiere decir que se coma una cantidad grande de alimento en poco tiempo, además de la autoinducción del vómito, uso de purgantes, laxantes o medicamentos supresores del apetito. La anorexia se asocia con ansiedad, trastorno obsesivo compulsivo y depresión, mientras que la bulimia coexiste más comúnmente con depresión y drogadicción. La anorexia se puede presentar incluso antes de la pubertad puede retrasar la menarca (primera menstruación) y, en general, es más grave y responde en menor medida al tratamiento, ya que en la bulimia, hasta 60% de los pacientes responden al tratamiento específico.

Factores de riesgo para padecer algún trastorno de la alimentación:

Sexo femenino
Dietas frecuentes
Pubertad temprana
Perfeccionismo
Baja autoestima
Pérdidas o eventos traumáticos
Disfunción familiar

Tips para detectar algún trastorno de la alimentación:

Resistencia a acudir al médico
Cubre su cuerpo en exceso
Conductas extrañas en la alimentación: partir demasiado la comida, comer lento, etc.
Evasividad
Energía incrementada (agitación en algunos casos)
Se enoja si se le pregunta sobre el tema (comida, peso, etc.)

Algunos signos físicos de desnutrición que nos pueden ayudar a detectar el problema, son:

Cabello delgado
Inflamación de las glándulas parótidas
Erosión del esmalte dental
Desarrollo de lanugo (vello muy fino en piel, más delgado que el normal)
Piel seca
Estreñimiento
Amenorrea (ausencia de menstruación)
Reducción del tamaño de las glándulas mamarias

Es importante acudir al médico si usted o su hija(o) presenta alguno de estos síntomas. Ambas enfermedades pueden tener consecuencias desastrosas, pero pueden curarse más fácilmente si son detectadas y atendidas con prontitud.

VER MAS ...

http://www.examenmedico.com.mx/category/infantil

miércoles, 28 de septiembre de 2011

CIENCIA CASERA

REALIZA ALGO DE CIENCIA ...
http://www.ikkaro.com/experimentoscaseros

UN PASEO POR EL MUSEO DE CIENCIA

http://mc2coruna.org/emuseo/

EN ESTA DIRECCION ENCONTRARAS DIVERSOS TEMAS DE INTERES ... DA CLIK EN EL RECUADRO SEGUN TEMA Y DESPUES DESCARGA LA PAGINA Y LISTO

ELEMPLO DE UN TEMA ...http://mc2coruna.org/prismas/1999articulo.pdf

viernes, 23 de septiembre de 2011

DATOS DEL COHETE

Cohete propulsado por agua

Fluidos

Dinámica de fluidos

Vaciado de un depósito (I)

Vaciado de un depósito (II)

Cohete propulsado
  por agua

Oscilaciones en un tubo
en forma de U

Oscilaciones en vasos
comunicantes

Fluidos reales
Ley de Poiseuille

Viscosidad de un gas

Viscosidad de un líquido

Fluido entre dos
cilindros coaxiales

Descarga de un
tubo-capilar

Carga y descarga de
un tubo-capilar

Analogía de las series de
desintegración radioactiva

Régimen laminar y 
turbulento

Efecto Magnus

Datos del cohete Llenado de aire
Empuje que experimenta el cohete
Ecuaciones del movimiento
Resultados

Actividades
Referencias

Se continua en esta página, el estudio de un recipiente cerrado lleno parcialmente de agua que contiene aire en su interior a una presión elevada. Cuando se abre el orificio en la parte inferior del recipiente, el agua expulsada ejerce una fuerza sobre el recipiente similar al empuje que experimenta un cohete al expulsar el combustible quemado por sus toberas.
El análisis del sistema físico tiene las siguientes partes:

Llenado de aire del recipiente mediante una bomba de bicicleta o similar
Apertura del orificio en la parte inferior del recipiente y expulsión del agua, que ya hemos estudiado en la página anterior.
Empuje que experimenta el recipiente al expulsar el agua
Ecuaciones del movimiento.

Datos del cohete

El cohete consta de un recipiente de forma cilíndrica de 10 cm de radio y 50 cm de altura.
El radio del orificio situado en la parte inferior se puede modificar entre 1/2 y 1/10 del radio del recipiente. Por ejemplo, al elegir ¼, el radio del orificio es 10/4=2.5 cm
Otro dato es la proporción de agua en el recipiente. Por ejemplo, una proporción del 70% equivale a una altura de agua de 0.7·50=35 cm.
El cohete puede transportar una carga que es la suma de la carga útil más la masa de las paredes del recipiente.
Se introduce aire comprimido en el cohete con una bomba de volumen V_b= 5 litros.
cohete_1.gif (5215 bytes)

Llenado de aire

Antes de accionar la bomba tenemos n₀ moles de aire en el recipiente a la presión atmosférica y a la temperatura ambiente T.
p_at·S₁(H-h₀)=n₀RT
Cada vez que accionamos la bomba de volumen V_b, introducimos en el recipiente n moles de aire a la misma temperatura T.
p_at·V_b=nRT
Si accionamos la bomba N veces, tendremos que la presión p₀ del aire contenido en en el recipiente es
p₀·S₁(H-h₀)=(n₀+n·N)·RT
El manómetro marcará una presión final p₀ dada por la fórmula

Ejemplo:
Supongamos que el tanto por ciento de agua en el recipiente es del 70%, la altura inicial de agua es h₀=0.7·H=0.7·50=35 cm.
Sabiendo que el volumen de la bomba V_b= 5 litros, y el recipiente tiene un radio r₁=10 cm. Si accionamos la bomba N=4 veces, la presión del aire en el recipiente cerrado será de p₀=5.24 atm que es lo que marca el manómetro.

Empuje que experimenta el cohete

El recipiente experimenta un empuje que es el producto de la velocidad de salida del agua v_e (medida en el sistema de referencia del cohete) por la masa de agua expulsada en la unidad de tiempo dM/dt. La velocidad de salida del agua es v₂, y el volumen de agua expulsada en la unidad de tiempo (gasto) es S₂·v₂.

Como hemos visto en la página anterior el las ecuaciones que describen este sistema son:

La ecuación de Bernoulli,

La ecuación de continuidad,

S₁·v₁=S₂·v₂

Expansión isotérmica del gas

p₀·S₁(H-h₀)=p₁·S₁(H-h)

que nos permiten obtener la expresión de v₁ ó v₂ en función de la altura h de agua en el recipiente.

Aproximación

Si suponemos que la presión debida a la velocidad v₁ en la interfase agua-aire y la presión debida a la altura h del agua son pequeñas comparadas con la presión p₁=p del aire en el interior del recipiente, la ecuación de Bernoulli se escribe

Expresamos de forma simple, el empuje E en función de la presión p.
E=2(p-p_at)S₂

Variación de la altura del agua en el recipiente con el tiempo

A partir de la ecuación de continuidad, obtenemos la variación de la altura h del agua en recipiente en función del tiempo t.

Ecuaciones del movimiento

El movimiento del cohete se divide en dos etapas

Mientras sale agua por el orificio

La masa del recipiente no es constante, sino disminuye con el tiempo. La masa del recipiente es la suma de la carga útil, de la masa de las paredes del recipiente y del agua que contiene en el instante t.
m=m_u+r S₁·h

La ecuación del movimiento vertical de un cohete, es la de una partícula de masa m bajo la acción de dos fuerzas el empuje y el peso.
ma=E-mg
En forma de ecuación diferencial

Tenemos que resolver un sistema de dos ecuaciones diferenciales simultáneas:

Una ecuación diferencial de primer orden, que nos calcula la variación de h con el tiempo.

La ecuación del movimiento. El empuje E y la masa m del cohete son funciones de h (altura de agua en el recipiente).

En el programa interactivo, se ha resuelto el sistema de dos ecuaciones diferenciales por el método de Runge-Kutta, sin realizar ninguna aproximación. Lo que nos permite incluso examinar el caso de que la presión del aire en el interior del recipiente no sea suficiente para expulsar toda el agua del mismo, y se alcance una altura del fluido en equilibrio tal como vimos en la página anterior.

Cuando se ha agotado el agua

Una vez que se ha agotado el agua del depósito, el aire en el interior del depósito tiene una presión p mayor que la presión atmosférica, pero supondremos despreciable el impulso adicional proporcionado por la salida del aire por el orificio inferior hasta que se igualan las presiones en el interior y exterior del recipiente. Sobre el cohete actúa solamente el peso, por lo que el movimiento es uniformemente acelerado

a=-g
v=v₀-g(t-t₀)
x=x₀+v₀(t-t₀)-g(t-t₀)²/2donde x₀, y v₀ son la posición y la velocidad del móvil en el instante t₀ en el que se ha agotado el combustible, en este caso, agua.

El rozamiento del aire

Al moverse un cuerpo en el aire con velocidad v, experimenta una fuerza de rozamiento, que es proporcional al cuadrado de la velocidad
Esta fuerza de rozamiento no es importante durante la fase de lanzamiento que dura poco tiempo y durante la cual la fuerza de empuje es la que predomina, pero puede ser importante en la fase de vuelo libre desde que se agota el combustible hasta que alcanza la máxima altura.
La fuerza de rozamiento no se ha tenido en cuenta en la simulación del cohete propulsado por agua.

Resultados

El programa interactivo permite investigar cómo cambia la velocidad máxima que alcanza el cohete al agotarse el agua del depósito (o la altura máxima) con la proporción inicial de agua en el depósito, fijada la carga útil m_u, la presión inicial p₀ del aire en el recipiente y el radio r₂ del orificio de salida del agua.
En las gráficas que vienen a continuación, se ha dibujado:

En el eje vertical, la velocidad máxima v que alcanza el cohete al acabar de salir el agua por el orificio inferior.
En el eje horizontal, la fracción f=h₀·100/H (tanto por ciento) inicial de agua en el depósito.

Se ha fijado la carga útil m_u y el radio r₂ del orificio de salida del agua y se examina el comportamiento del cohete para dos presiones iniciales p₀ distintas del aire contenido en el depósito.

Cuando la presión inicial p₀ es pequeña, y la fracción de agua en el depósito f es grande, el cohete no llega a despegar, el empuje es menor que el peso.
Cuando la presión inicial del aire p₀ es grande, existe una fracción f para la cual la altura que alcanza el cohete es máxima.

En la gráfica siguiente, se ha fijado la presión inicial del aire p₀ contenido en el recipiente, y el radio r₂ del orificio de salida del agua. Vemos que cuanto mayor es la carga útil m_u menor es la velocidad final o la máxima altura que alcanza el cohete.

Finalmente, examinamos el comportamiento del cohete fijando la carga útil m_u y la presión inicial p₀ del aire en el depósito, para dos valores del radio del orificio de salida r₂=10/2 cm y r₂=10/10 cm.

Como ejercicio, se sugiere al lector que fije la presión inicial del aire en el recipiente, la carga útil y el radio del orificio, y trate de buscar la proporción óptima de agua en el cohete a fin de que alcance la altura máxima posible. En general, que examine el comportamiento del cohete al cambiar los distintos parámetros.
Nota: Las ecuaciones del movimiento del cohete, mientras expulsa agua, se resuelven aplicando procedimientos numéricos. Cuando la presión p₀ es elevada y la carga útil m_u es pequeña, la solución de las ecuaciones diferenciales empieza a tener errores apreciables, tal como se pone de manifiesto en la forma aserrada de algunas curvas de las figuras.

Actividades

Se introduce

La proporción de agua en el recipiente, actuando en la barra de desplazamiento titulada % de agua

El radio del orificio de salida del agua, eligiendo una fracción del radio del depósito, en el control selección titulado radio orificio.
La carga que transporta el cohete (que incluye la carga útil y las paredes del recipiente) introduciendo un valor en el control de edición titulado carga.

Se pulsa el botón titulado Nuevo
A continuación, se pulsa varias veces en el botón titulado Aire, para introducir aire en el interior del recipiente. En el manómetro situado a la derecha del cohete vemos como va aumentando la presión. Se puede detener el movimiento del émbolo de la bomba de aire con el botón titulado Pausa, para seleccionar cualquier valor de la presión.
Se pulsa el botón titulado Despega.
Veremos que el agua es expulsada por el orificio inferior, el aire se expande en el interior del recipiente disminuyendo la presión.
Dos flechas indican las magnitudes relativas del peso y del empuje durante la fase de lanzamiento. Cuando se se termina de salir el agua, el empuje se hace cero y el cohete se mueve con movimiento uniformemente acelerado hasta que alcanza la altura máxima.
En la parte izquierda del applet, un punto de color rojo indica la posición (altura) del cohete.

FluidoApplet1 aparecerá en un explorador compatible con JDK 1.1.

Referencias

Finney G.A., Analysis of water-propelled rocket: A problem in honors physics. Am. J. Phys. 68 (3) March 2000, pp. 223-227.

COHETES

CONSULTA VIDEOS Y DATOS

http://www.cienciafacil.com/Lanzadordecohetes.html

http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html?media_id=112757481

http://www.youtube.com/watch?v=B75sc8Zwng4

HACIENDO TU CIENCIA

COHETE DE AGUA

Cohete de agua

Lanzamiento de un cohete de agua.

Un cohete de agua o un cohete de botella es un tipo de cohete de modelismo que usa agua como propelente de reacción. La cámara de presión, motor del cohete, es generalmente una botella de plástico. El agua es lanzada fuera por un gas a presión, normalmente aire comprimido, lo que impulsa el cohete según la 3ª ley de Newton.

Contenido

Teoría

El principio que explica la propulsión de un cohete de agua es la ley de la conservación de la cantidad de movimiento, que es otra forma de llamar a la 3ª ley de Newton o principio de acción-reacción. Este principio establece que en ausencia de fuerzas externas la cantidad de movimiento de un sistema, p, que es el producto de su masa por su velocidad, permanece constante o lo que es lo mismo su derivada es igual a cero:

Cohete de botella típico.

$\frac{dp}{dt}=0$

De esta ley, con los oportunos pasos matemáticos y sustituciones, se deriva la ecuación del cohete de Tsiolskovski:

$v = v_u \ln \frac {m_0} {m}$

donde $v$ es la velocidad instantánea, $v u$ la velocidad de salida del fluido por la boca, $m 0$ la masa total inicial y $m$ la masa en cada momento.

La propulsión del cohete de agua puede esquematizarse como un sistema en el cual se va a producir la expulsión hacia atrás de una parte de su masa (el agua) lo que provocará un empuje que propulsará al resto del sistema hacia delante (acción-reacción), compensándose la cantidad de movimiento total del sistema. La energía mecánica necesaria para la expulsión de esta fracción de masa se almacena en el sistema como energía potencial en forma de gas a presión. Con la expulsión esta energía se irá convirtiendo en energía cinética, las del movimiento del agua y el cohete.

Esquema de las fuerzas en el interior de un cohete cargado.

La expansión del aire comprimido se produce relativamente deprisa, unos 0,2 s, lo que no permite un intercambio térmico, por lo que esta expansión puede considerarse un proceso adiabático. Aplicando esta consideración se puede derivar la fórmula que describe la fuerza teórica que sigue el agua al ser expulsada (la ecuación de la tobera De Laval) que será de la misma intensidad que la que empuja al cohete, quedando así:

$F = 2π r 2 P$

donde $F$ es la fuerza de propulsión, $r$ es el radio de la boca y $P$ la diferencia de presión entre el interior y el exterior.

Además en su movimiento el cohete estará sometido a la fuerza de la gravedad y a la resistencia producida por la fricción con el aire que depende de las leyes de la fluidodinámica. La ecuación final de su trayectoria es muy compleja y se resuelve numéricamente por medio de varios programas de simulación disponibles en internet.

La estabilidad de vuelo del cohete estará condicionada por la posición del centro de masas y de la posición del centro de presión aerodinámica. El primero tiene que encontrarse siempre delante del segundo y a una distancia que se estima empíricamente como óptima cuando ambos están separados alrededor del doble del radio del cohete. Para distancias inferiores el vuelo puede resultar inestable.

El centro de presión aerodinámica representa el punto en el cual se podrían concentrar de forma equivalente todas las fuerzas que frenan el movimiento del cohete debido a la resistencia del aire. El cálculo de su posición es muy complejo, pero gracias al trabajo de James Barrowman (publicado en 1966) se puede resolver usando un sistema de ecuaciones simplificado. Un método alternativo más fácil es encontrar el (baricentro) de una silueta de papel con la misma forma que la proyección lateral del cohete. Este punto es muy cercano al verdadero centro de presión aerodinámica. Además la posición del centro de presión aerodinámica se puede ajustar en cierta medida modificando la posición y dimensiones de los alero

Práctica

Esquema del funcionamiento del cohete

Se construirá el cohete con una botella de plástico, o varias alineadas, que servirá de tanque con su boca colocada hacia abajo haciendo las veces de tobera, y se rellena de agua en su mayor parte. Entonces se colocará un tapón con una válvula que permita la introducción del aire a presión, por medio de una bomba de hinchar bicicletas, un compresor de aire o bombonas de gases no inflamables como CO₂ o nitrógeno, o bien se introduce alguna sustancia efervescente. La colocación del tapón tiene que hacerse de forma que sea lo suficientemente resistente para resistir cierta presión, pero que sea capaz de soltarse antes de que la presión interna pueda reventar las paredes de plástico de la botella o que tenga un sencillo mecanismo que permita quitarlo, a distancia.

Las presiones que se utilizan para estos lanzamientos generalmente están entre 500 y 1000 kPa. Cuanto mayor sea la presión interna mayor será la energía potencial acumulada. A mayor cantidad de agua mayor impulso pero también mayor peso por lo que hay que hacer un balance de estas dos variables para optimizar la altura del lanzamiento.

Medidas de seguridad

Lanzamiento que inicia una trayectoria curva potencialmente peligrosa.

Los cohetes de agua emplean cantidades de energía lo suficientemente grandes para resultar peligrosas si no se manejan de forma adecuada o los materiales de construcción fallan, por lo que hay que tomar ciertas medidas de seguridad:

Cuando se construye el cohete hay que hacer una test de presión para ver su resistencia. Esto se hace llenando el cohete completamente de agua y presurizándolo al menos al 50% de la presión que se piensa usar para ver si la estructura aguanta.
Una botella de plástico corriente de refresco de dos litros normalmente aguanta una presión de 700 kPa sin problemas, pero debe tenerse en cuenta que no todas son perfectas y el plástico puede tener alguna irregularidad, por lo que siempre deben hacerse pruebas previas cuidadosamente.
Se desaconseja usar partes metálicas en las zonas del cohete que van a soportar la presión. Si el cohete reventara podrían actuar como metralla. Por lógica tampoco deben usarse botellas de vidrio que al reventar o al caer podrían proyectar peligrosos cristales.
Cuando se realice la presurización y el lanzamiento se debe uno mantener a una distancia adecuada. Generalmente se usan cordeles para accionar el mecanismo de liberación manteniéndose lejos de posibles trayectorias inesperadas del cohete.
El chorro de agua de un cohete tiene la suficiente fuerza para romper los dedos de quien lo maneja así que nunca se debe intentar abrir con las manos para lanzarlos.
Los cohetes sólo deben lanzarse en zonas abiertas y alejadas de los viandantes a los que les pudiera caer encima o de estructuras que pudieran dañarse por su impacto.
El impacto de un cohete de agua es capaz de romper huesos, nunca deben ser disparados contra la gente, animales o propiedades.
Es aconsejable usar gafas de seguridad durante su manejo.
El pegamento usado para la unión de las partes del cohete debe ser apto para usarse sobre plásticos, para que no se produzca corrosión en las uniones y se debilite la estructura.

Enlaces externos

¿Cómo funciona un cohete de agua? Patrones y curvas explicativas (en francés)
Cohete propulsado por agua
The Space Place. ¡Construye un cohete accionado por burbujas! (en inglés)
Asociación del record mundial de cohetes de agua (en inglés)

LA CIENCIA EN LA SALUD

CONSULTAS (TEXTO AZUL)

Ciencias de la Salud es la disciplina que proporciona los conocimientos adecuados para la promoción de la salud y el bienestar tanto del individuo como de la colectividad. Entraña un conjunto de diferentes disciplinas (ciencias aplicadas) que están orientadas o se dedican a la salud de seres humanos y animales.

Las Ciencias de la Salud se organizan en dos vertientes:

El estudio y la investigación para la adquisición de conocimientos sobre la salud-enfermedad
La aplicación de estos conocimientos técnicos.

Ambas vertientes se reúnen para lograr el amplio propósito de: mantener, reponer y mejorar la salud y el bienestar; prevenir, tratar y erradicar enfermedades; y comprender mejor los complejos procesos vitales de los organismos animales y humanos relacionados con la vida, la salud y sus alteraciones (enfermedad).

Se dice que las ciencias de la salud son interdiciplinarias por el hecho de entrelazar o combinar varias ciencias para el estudio de un mismo caso clínico desconocido; o para profundizar el estudio de una forma más especializada.

Las investigaciones de esta ciencia están basadas en las ciencias puras de Biología, Química y Física aunque también en Ciencias Sociales, como la sociología médica, la psicología, etc. Otros campos que han hecho un aporte excepcional y significativo a las Ciencias de la Salud son: Bioquímica, Biotecnología, Ingeniería, Epidemiología, Genética, Enfermería, Farmacología, Farmaceútica, Medicina, etc.

Su finalidad no es solo la de proveer información sino de promover cambios favorables hacia la salud en las actividades y en la conducta de las personas.