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domingo, 14 de noviembre de 2010

Cómo romper un vaso con la voz



Muchos de nosotros lo hemos visto en las caricaturas y en diversos espectáculos; a una cantante (casi siempre mujer) alcanzando notas tan agudas que permiten romper un vaso. ¿Es por qué cantan mal? ¿Por qué cantan demasiado bien? o acaso, ¿Es una completa mentira?, averigüémoslo.

La voz humana tiene la peculiaridad de ser uno de los instrumentos musicales mas variados y manipulables; puedes cambiar a tu gusto la intensidad, sonido, resonancia, técnica y varios parámetros más. En éste caso, la intensidad y el tono de la voz son los componentes de la voz que nos interesan.

Antes de seguir hablando de voces y canto, recordar que el sonido es un tipo especial de ondas que, a diferencia de las electromagnéticas, necesita de un medio para propagarse, ya sea un líquido, sólido o gas, por que realmente lo que hacen las ondas sonoras es estimular la vibración de las moléculas de la materia, de tal manera que nuestro oído pueda captar ese resultado en la vibración de las moléculas.

Recordemos también que cada material posee una maleabilidad, elasticidad y un arreglo geométrico (red cristalina) distintos. La maleabilidad es la capacidad de un cuerpo para deformarse permanentamente, mientras que la elasticidad lo es para regresar a un estado de reposo después de ser deformado. En el caso del vidrio, éstas propiedades físicas de los cuerpos son prácticamente nulas; puedes deformar a tu gusto un vidrio pero necesitas un gran movimiento molecular (una gran temperatura) para lograrlo.

Definamos "red cristalina" como "que tanto espacio vacío hay en un cuerpo" (una definición tomada con demasiadas pinzas). En los sólidos la red cristalina es muy sólida, por lo que las moléculas no se pueden separar, mientras que en los líquidos es muy "suave" y en los gases prácticamente nula. Ésta otra propiedad es importante para la propagación del sonido, mientras menos maleable sea un material, más difícilmente se propagan las ondas sonoras. Apliquemos todo en dos casos, aire y vidrio.

  • En el aire: Aquí, las ondas sonoras viajan con gran libertad, pueden tocar las moléculas que gusten, rebotar y vivir felizmente ya que prácticamente nada las detiene (aunque su energía lo haga, pero esa es otra historia). 
  • En el vidrio: El vidrio es el tipo sensible de la clase. Las moléculas están muy unidas, por lo que no es muy deformable y las ondas sonoras apenas y pueden propagarse en el mismo, ¿Qué pasa si nuestras ondas vienen muy fuertes? Pues nuestro vidrio, que no anda nunca de humor para sonidos, se rompe. Et voilà 

Regresemos con la voz. Nosotros vamos a tener que "poner sensible" al vidrio estimulando lo suficiente a las moléculas para romper la red cristalina. La clave está en replicar la frecuencia que es creada cuando tu voz toca suavemente el cristal. Esta frecuencia es llamada frecuencia de resonancia. El sonido característico es causado por la vibración del cristal. Si cantas a la misma frecuencia y lo suficientemente fuerte puedes hacer que el vidrio vibre hasta el grado de romperse. Cada vaso o copa difiere en su frecuencia de resonancia, por lo que no hay una precisa clave para ello.

Peeeero, ¿cómo alcanzamos la frecuencia de resonancia? Para ello, primero hay que detectarla. Toma la copa más cercana y golpéala. ¿Notas ese sonido? (Si no, acércate más). Listo. Tienes ya tu frecuencia de resonancia, ahora canta lo suficientemente fuerte para alcanzar esa frecuencia y lo lograste. ¿Todavía no? ¿Por qué no intentas cantar a 100dB? Bueno, no es tan sencillo, inténtalo así:
¿Tampoco? Espero te conformes con ver que realmente se puede. Si no, aquí tienes éste tutorial en WikiHow ¡Me avisas si lo logras!

domingo, 1 de agosto de 2010

¿Los perros ven en blanco y negro?

Es una creencia popular que, según recuerdo, ha estado presente desde que era pequeño. Incluso es algo que ha sido visto en varias caricatras/series (al pasar al punto de vista de un perro, la imagen se ve en blanco y negro). Sabemos que el olfato y oído de un perro es eficientemente superior al de un humano, ¿las fallas en su visión están hechas para "compensar"? ¿Realmente existen? Investiguémoslo.

Empezemos hablando del espectro visible; ¿Qué son exáctamente los tonos/colores que vemos?
Se denomina espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm. (Desde Wikipedia, la enciclopedia libre)

Eso es todo. Lo que nosotros vemos como colores son ondas electromagnéticas de distintas longitudes de onda (medidas en nanómetros -nm-) y, por lo mismo, distintas frecuencias. El ojo humano es capaz de percibir todo tipo de ondas cuyas longitudes se encuentren entre 400 y 700 nm (Aunque, obviamente existen otro tipo de ondas que van desde los 0 a los 400 nm y otras que sobrepasen a los 700 n. Éstas ondas son conocidas como ultravioletas e infrarojos, respectivamente).

El espectro de colores que los seres vivos tenemos depende de las células receptoras de luz que poseemos. Los perros y nosotros poseemos estas células, pero mientras nosotros las tenemos en tres variantes, los perros las poseen sólo en dos variantes, o dicho de otra forma, la retina del ojo canino está compuesta principalmente por fotorreceptores en forma de bastones, estos fotorreceptores trabajan muy bien en condiciones de poca luminosidad, también tienen una poca cantidad de fotorreceptores en forma de cono que trabajan en condiciones de buena luminosidad. Estos conos son los responsables en los humanos de la visión en colores debido a que el ojo humano contiene gran cantidad de conos y menos bastones, exactamente al revés que en los canes por lo tanto la visión de éstos no es en colores totalmente.

Y aquí la comparación:

Como verán, mientras que los perros pueden ver más colores en el mismo espectro, los perros tienden más al marrón y a los amarillos, ellos no pueden detectar el color rojo, por lo que se podrían comparar con la visión de una persona daltónica. Esa es la única y gran diferencia entre las gamas de color. (Lo de los rangos de visión merece ser analizado, pero eso es ya otra entrada).

lunes, 26 de julio de 2010

Cómo cocinar usando tu teléfono móvil como microondas

(O cómo divertir a un científico y poner paranoíca a una persona común)


¿Es el futuro que habla el día de hoy?  ¿O el pasado? Ciertamente, es una mezcla de ambas. Las leyendas urbanas son algo que siempre estarán presentes. Asesinos, fantasmas, accidentes y un largo etcétera han estado ahí desde tiempos remotos (básicamente, vienen de la mano con la historia de la religión, pero eso, es otro tema) para asustar a los creyentes y causar diversión a nosotros los escépticos. Hoy, hablaremos de dos campañas de marketing viral que en sus tiempos fueron toda una revolución.

Cómo cocinar un huevo usando dos teléfonos móviles:


Hace algunos años (Desde el 2006, en el mes de mayo exáctamente).  Empezó a circular un e-mail por toda la web (que incluso me llegó a mí, -en inglés- pero era demasiado jóven para entenderlo -tanto el idioma como las repercusiones que tenía), sobre dos supuestos científicos quienes habían logrado cocinar un huevo usando dos teléfonos móviles.

El procedimiento consistía en lo siguiente:

Aquí el experimento armado

1.- Poner dos teléfonos móviles juntos, de tal forma que quede cierta distancia entre ellos

2.- En medio, colocar un huevo crudo en una base de porcelana

3.- Llamar desde un teléfono al otro -y obviamente, contestar la llamada-

4.- Poner una radio/fuente emisora de sonido cerca, para que la llamada no termine por inactividad

Supuestamente, tras 65 minutos el huevo estaba completamente cocinado. ¿Funciona así? ¿Sí? ¿No? Eso es lo que estamos por descubrir. Que vamos! Llamando a un número gratuito podrías ahorrarte algo de dinero al usar ésta técnica, ¿No creen?

La conclusión del experimento en cuestión era: "Si la radiación por microondas emitida por los móviles es capaz de modificar las proteínas en un huevo, imagina lo que puede hacer con tu cerebro."

Un huevo se suele cocer en agua por 7 minutos, por lo que la eficiencia de nuestra máquina es de ~10%. En teoría. Y creeyendo que funciona, cosa que comprobaremos más adelante.

Como hacer palomitas con tu teléfono móvil


Los tiempos cambiaron y en el 2008 lo común era cocinar palomitas usando los teléfonos móviles (y dejar de usar e-mails, ahora era youtube)Éste es teóricamente más fácil de realizar, el procedimiento era realmente el mismo, pero usando maíz para inflar ésta vez (con lo cual, todo es más sencillo e instantáneo).

La ciencia está presente al calentar un maíz, y es algo increíblemente divertido. Primero, al calentar palomitas en un microondas el calor llega a ellas por medio de la radiación de las microondas (métodos de transmisión de calor -> radiación) y el agua dentro de ellas alcanza tal presión por el aumento de temperatura -a mayor temperatura mayor presión- (presión en fluídos -> ley de Gay-Lusaac) que hace que el maíz... explote (si alguien me orienta en el término correcto se lo agradecería). Tan sencillo como suena. El video que "prueba" que se logró:

Pop Corn téléphone portable micro-ondes

Ahora, la ciencia toma su parte: Negando ambos experimentos


Explicación general:


La potencia calorífica de un teléfono móvil no sobrepasa los 0.25 Watts, por lo que ésta potencia equivale a 2 Joules en un segundo, lo cuál a su vez son aproximádamente 8.40 calorías sobre segundo. Calorías suficientes para aumentar 8.4°C la temperatura de un gramo agua.

Arriba tenemos que un huevo se cuece perféctamente en 65 minutos usando un teléfono móvil, con una eficiencia de ~10%. No hacen falta matemáticas para mostrar lo equivocado que está el (supuestamente "científicamente comprobado") tiempo de cocción de un huevo.  (O si las buscan: Hace falta agua a 50°C para cocer un huevo por 7 minutos. En términos de potencia, tomando en cuenta que el agua continúa calentándose y a su vez, transmitiendo éste calor al huevo (y suponiendo que todo el calor recibido lo absorbe el huevo, sin que se desprecie) harían falta ~85°C para calentar el huevo. Tomando en cuenta que hablamos de 100 ml. de agua las calorías necesarias son ~8500. Lo que equivale a ~2025 Joules y en términos de potencia calorífica éstos son 5 Watts (Tomando como tiempo los 65 minutos que tardó en cocer según dijeron éstos científicos). En términos de calor (siguendo todo lo anteriormente mencionado) el huevo (de unos 50 gramos) aunentaría su temperatura por sólo 13.5°C suponiendo que no se desprecie calor en el sistema.

El mismo ejemplo funciona con las palomitas, sólo que no tengo los datos exactos para hacer la ciencia. Como datos, sobra decir que igual que con las palomitas, el agua/la sangre de nuestros dedos también se calentaría al usar un teléfono móvil, causando un desequilibrio en nuestro sistema (y tras hablar por largos periodos, incluso -según ellos- logrando derretir parte de la piel).
Basta decir también que, en el caso de las palomitas, los teléfonos se mantienen sonando, por lo que no envían ningún tipo de señal, sólo están recibiendo la "orden"  de una torre de comunicación de que tienen una llamada.

Hay dos formas en las que pudo haber funcionado el video de las palomitas. Ya sea post-editándolo para añadir palomitas cocinadas y quitando las "crudas" o bien poniendo un microondas debajo de la mesa haciendo que éstas ondas se transmitieran a las palomitas haciendo que se cocinaran.

Lo que vale la pena resaltar es: ¡Investiguen! No todo lo que parece es cierto, vale la pena consultar varias fuentes antes de llegar a una conclusión, tampoco se crean todo lo que dicen.