jueves, 18 de abril de 2013

Como matan las bombas

18/04/2013

SECCIÓN CIENCIAS BÁSICAS  : CRIMINALÍSTICA EXPLOSIVOS

Autor : Sebastian David Dejoy Benavides


Homo Hominis Lupus "El hombre es lobo para el hombre" dijo el filósofo ingles Thomas Hobbes en el siglo XVII para su libro Leviatán y esa idea ha marcado sin excepción el rumbo de la historia , puedo estar seguro de que si no fuera por las guerras y los millares de cuerpos que derramaron sangre en los campos de batalla simplemente no estaría aquí ,  el simple motivo es simple : los eventos marcaron un camino hacia nosotros . Evitando en meterme en temas tan complejos como el que acabo de mencionar me iré al tema del articulo de esta semana : las armas de destrucción masivas en este caso la bomba.

Un breve recuento de la historia de los explosivos:



La Pólvora  , un show de luces desde el tiempo de las dinastías:

Trayendo a la retina de los explosivos tenemos a la pólvora ,  utilizada según historiadores desde el año 300 D.C , armamento y costumbres sus principales acciones en la sociedad china, aun sigue siendo un gran atractivo para los turistas durante  los años nuevos . Los años posteriores demostraron su peligrosidad : usadas como minas en las fortificaciones medievales
 .
Figura 1 .Debido al uso ilegal de estos implementos se ha vuelto común el mal uso de elllos , todos los años aparecen miles de casos de quemados alrededor del mundo



La paradoja del Premio Nobel :

Cada vez que oigo : Fulanito gano el premio Nobel de ... siempre me quedará en la mente que su inventor y principal promotor fue Alfred Nobel , el químico que en 1867 inventó la dinamita , un éxito para la extracción de petróleo  de aquellos años ,  al día de hoy su legado ha sido mas negativo que positivo  , reflexión que  en su lecho de muerte quiso congraciar en favor de la humanidad por lo cual delego 2/3 de su enorme fortuna en el desarrollo de la ciencia, la literatura y otros campos a través de los premios Alfred Nobel  o simplemente "premios Nobel" . 


Figura 2 .El químico inventor de la dinamita y de los premios mas famosos del mundo,Alfred Nobel .



La  Dinamita :

La dinamita inventada por Nobel se basa en el uso de la Nitroglicerina  (liquido incoloro ) ,los experimentos demostraron que este material es sumamente sensible a la combustión , en uno de ellos cayo muerto su hermano menor . El deseo de volver mas controlable la nitroglicerina le hizo llegar a la conclusión de que al combinarla con Diatomita ( sedimento silicio)  podría "programar" sus explosiones y así lo hizo , solo faltaba una pieza mas para su invento multimillonario : un detonador eléctrico , por suerte la dinamita es muy resistente a la temperatura  y solo se activa detonándola con una conexión a detonador .

Figura 3 .Modelo de un detonador de dinamita, 
(A) Diatomita roseada con Nitroglicerina .
(B) Aislante Protector.
(C) Conexión.  
(C) Detonador (Electricomécanico)

El ingenio del TNT:

Trinitrotolueno  es el nombre químico del TNT ,un hidrocarburo amarillento mucho mas manejable que la Nitroglicerina ya que es inmune a la fricción y a las altas temperaturas . Según experimentos el TNT explota con un objeto mayor a 2 kg a mínimo una altura de  0,35 metros .

Figura 4 .Modelo simple para la explosion por TNT.


La velocidad a la que debe ir el objeto es de mínimo :  

Vfinal = \sqrt[2]{ 2g H} = \sqrt[2]{2 (9.8 m/s^2 )(0.35 m) }= 2,61 m/Seg.

Para encontrar la energía del objeto que cae usamos ley de conservación de la energía :

Efinal =Einicial
Analizando el problema encontramos que al inicio hay energía cinética y potencial , al final solo cinética.

Efinal = (m v^{^2})/2 =\frac{2kg x (2.6 m/seg)^2 }{2}= 6.86 Joules

Necesita un detonador para accionarse debido a que soporta mucha temperatura, se uso muchos años en tiempos de guerra mundial especialmente por los alemanes de comienzos del siglo XX , actualmente es muy útil  para aplicaciones arquitectónicas en donde se debe demoler una estructura grande. 


Figura 5. Me pregunto si el coyote sabrá la diferencia entre TNT y dinamita?.

Las peligrosas Ondas De Choque:

La mecánica que rige un explosivo es bastante compleja ya que existen procesos químicos por un lado y de temperatura , convención del aire  y otros factores mas ,el físico Enrico Fermi hizo grandes investigaciones acerca de este tema  debido a la primera explosión nuclear en Alamogordo (Nuevo México)  a la que fue testigo directo .Se tiene 3 pasos : calentamiento a volumen constante , Expansión adiabática , Propagación onda de choque .

1. Calentamiento a volumen constante :

La explosión se libera  y en un intervalo muy pequeño de tiempo (tan solo unos mili segundos ) se produce un aumento drástico de temperatura , el volumen de la explosión se mantiene constante ,este es el paso en donde se observa una "bola de fuego" .

2. Expansión adiabática :

La temperatura cae ,pero la energía calorífica  se mantiene constante ya que  no intercambia calor con el medio externo a esto se le considera sistema adiabático , sucede un cambio extremo de presión .

3. Propagación de la onda de choque : 

Esta rapidísima expansión provoca un desplazamiento del aire (onda expansiva en color azul) situado a distancias mayores que se propaga a la velocidad del sonido vs  .

bomba2.gif (1982 bytes)
Figura 6. Una onda de choque producida por un cambio 
brusco de presión de ancho (d) y  radio r .


4.  El resto del fenómeno es bien conocido: por su baja densidad la bola asciende arrastrando una columna de polvo y materiales vaporizados  mientras se va mezclando turbulentamente con el aire circundante. En el caso de una bomba nuclear : Al llegar a la tropopausa se ensancha formando el característico y terrible hongo, que luego deja su maligna siembra radiactiva en los territorios a sotavento de la explosión.

La onda de choque viaja muy rápido y depende de la clase de explosivo :se dice que en los artefactos explosivos nombrados “bajos explosivos” ( dinamita ,TNT)  la onda expansiva es de 1000 mt/seg . y en los artefactos explosivos nombrados "altos explosivos" ( bomba atómica   es de 7000 mt /seg aproximadamente.Es tanta la energía que se libera en una explosión que al estudiar el fenómeno se debe trabajar en Kilotones equivalente a (4.18 * 10^12) Joules.   

Mira la onda de choque de esta explosión : http://www.youtube.com/watch?v=PKLD7UQgX6U


Como mata una bomba ? 

Son numerosas las causas de muerte asociadas a el contacto directo con la bomba o las ondas de choque :

1.  El contacto directo con una bomba puede producir quemaduras de hasta tercer grado que pueden ser mortales.

2. El frente de onda de una onda de choque actúa como una "cuchilla" , es capaz de estallar células y posteriormente dañar tejidos  , obviamente es letal.

3. las ondas de choque suelen expulsar hacia la espalda ( si el golpe viene de frente )  las viseras del cuerpo tal como los intestinos , puede haber sangrado interno debido al movimiento , estas lesiones son sumamente peligrosas . También puede desgarrar el aire que existe en los pulmones , esto produce rompimiento de alvéolos pulmonares y muerte por deficiencia de aire.

4. Daño psicológico , en casi todas las catástrofes existe la posibilidad de contraer enfermedades de tipo psicológico , debido a vivir una experiencia trágica .


Existen muchas otras causas de lesión mas no muerte como : bombas de fragmentación ( metralla ) en donde el material con el que viene la bomba termina actuando de lesionador de tejidos externos .


Figura 7.Uno de los actos mas cobardes que ha 
habido en la historia .
Fuente: news.bbc.co.uk 
Conclusión :

En un intento mas por explotar el petroleo hemos descubierto la ¡la dinamita¡¡¡¡ y luego el TNT y después la bomba atómica , al día de hoy estamos viviendo muertes por la dudosa utilidad de algunos temas de química en particular , se abre la discusión : enseñar o no enseñar? . Después del articulo nos hemos dado cuenta de que las ondas no solo son físicas sino que pueden ¡matar ¡. 





jueves, 11 de abril de 2013

Materia oscura ¿ Explicación a la formación de galaxias ?


11/04/2013

EDITORIAL DEL ASTRÓNOMO : FÍSICA DE PARTÍCULAS 2 : MATERIA OSCURA.

Autor : Kevin Stevens Ipia Guzmán ,Estudiante Astronomía ,Universidad de Antioquia.



Alguna vez que caminas por la calle te has hecho la pregunta: ¿de qué se compone todo el universo? Al parecer, observamos todo lo que nos rodea tan distinto que sería inevitablemente difícil resumir la composición de todo eso en simples conceptos básicos. Pues en realidad para la ciencia no resulta tan imposible. Grandes aportes de físicos a lo largo de la historia nos han servido para poder entender la verdadera composición de nuestro universo. La idea nace hace unos cuantos años, cuando se plantea la denominada “física de partículas”. Primero echemos un vistazo a la historia.



En la antigüedad, Demócrito y Leucipo sugirieron que la materia no era infinitesimalmente infinita, sino que más bien  tenía una partícula diminuta que era “indivisible e inmutable”, a la que llamaron “átomo”. El experimento con que ellos lo planteaban era de la siguiente manera. Si tienes una manzana y la partes con un cuchillo obtendrás dos partes. Si partes ahora las dos mitades en algo más pequeño obtendrás algo más pequeño.  En general, llegara algún momento límite en el cual no podrás partir más. 




Figura 1. la idea de partícula indivisible aun no ha sido totalmente verificada 
ya que las investigaciones sacan amenudo nuevas partículas subatómicas  .
Fuente :www.xtimeline.com 


Para esa época fue una locura, pero posteriormente sirvió de base para establecer los distintos tipos de modelos de átomos, que en realidad término siendo fundamental para el entendimiento de la cuantización de la materia. No obstante, con el pasar de los años la ciencia no se quedo quieta y permitió encontrar cosas mucho más pequeñas que un átomo. Tanto así que se formo una física específicamente dedicada al estudio de solo lo que componía al átomo. Primero se dieron cuenta que el átomo estaba compuesto de una nube de electrones y en su centro había un núcleo con un protón y un neutrón. La física de partículas nació del hecho que se encontraron objetos más pequeños que estos. Se denominan partículas subatómicas, y existen las simples y las compuestas. En realidad no voy a enfatizar en este artículo lo que nos muestra la física de partículas (que es un tema mucho más complicado y largo). Mejor será que consultes en Wikipedia o alguna biblioteca virtual (o si quieres pregúntale a algún amigo ñoño que tengas). En realidad lo que hay que contar aquí es que existe algo más extraño que una simple partícula, una antipartícula.


El positrón, el “enemigo” o antipartícula del electrón fue la primera de ellas que se predijo por Paul Dirác en 1928  y posteriormente se descubrió por Carl Anderson en 1932.  Después de eso vino un boom en el asunto de detectar dichas antipartículas  Con el paso del tiempo se pudo determinar que nuestro universo tenía más materia que antimateria. Ello porque se supone que en la “gran explosión” surgió el espacio el tiempo y la energía, y esta desencadeno una aniquilación entre materia y antimateria, pero en realidad surgió más de la una que de la otra.


Para entender lo que pasa con la materia y la antimateria me guiare de un ejemplo que encontré en un documental de Stephen Hawking acerca de quién creo el universo. Se llama CURIOSIDAD: ¿Creó Dios el Universo? para que lo busquen en la web. Dice así:
“para entender lo que pasa con la materia y la antimateria, imaginémonos en una parte desértica. Planeamos cavar un hoyo en la tierra. Inmediatamente comenzamos a cavar, vamos dejando una montaña al lado de la cantidad de tierra que sacamos. Como se puede notar, en el momento hay dos cosas: la montaña y el hoyo. Esto representaría la materia y la antimateria”


Figura 2. Cuando un electrón y su antipartícula positrón ( misma masa ,distinta carga)
se acercan demasiado se produce una partícula llamada neutrino 
ademas se libera mucha energia en forma de rayos gamma (  radiación ) .


Como sabemos, la energía no se destruye, se trasforma. Debería compensarse en otra cosa. Esto es, una  forma de energía distinta a la que conocemos y podemos observar. Algo parecido sucede con la materia. En el universo debería verse algo que compense la materia visible. En este caso funciona así. Ahora, ¿qué pasa cuando una partícula y una antipartícula se juntan? El efecto que generaría un encuentro como estos no sería muy agradable: las dos se aniquilarían generando una gran energía en esta colisión. Pero, ¿Cómo se explicaría que estuviésemos aquí y no vencidos por las antipartículas? En realidad, nuestro universo se compone del 72 % de una energía que no se conoce, pero que teóricamente sirve para explicar muchos fenómenos, como la la expansión acelerada del universo.   
Asimismo pasa con la “materia oscura”. No se ha detectado, pero que en realidad está presente en todas las ecuaciones y teorías de los físicos y astrónomos que a diario intentan descifrar el código de la composición del  universo.
Actualmente se cree que la materia oscura ocuparía el 23% y la poca materia que “hace parte de nuestra realidad” es de tan solo el 5%. La materia oscura fue sugerida por el físico Fritz Zwicky en 1933 ante la evidencia de una "masa no visible”.


Figura 3. Diagrama de torta de la composición total del universo.



El asunto con este tipo de materia radica en la densidad de bariones (los cuales son partículas subatómicas formadas por tres cuarks).

Figura 4. La materia oscura no es visible debido a que no emite 
ni refleja ondas electromagnéticas ,pero si emite rayos cósmicos especiales 
los cuales son las unicas pruebas de estudio actual. 



En realidad entenderla es tan complejo como encontrarla. No obstante, existe un proyecto que está a punto de dar resultados (y que si valdría la pena porque vaya costo el de este proyecto: 1500 millones de dólares). Se denomina AMS (en inglés Alpha Magnetic Spectrometer, Espectro Magnético Alfa) y es dirigido por el nobel de física Samuel Ting. Este proyecto tuvo dos fases de las cuales el éxito de la primera hizo que se prosiguiera con la segunda. Inicialmente se desarrollo el AMS-01, que fue lanzado a bordo de la misión STS-91 en 1998 y en donde se encontró que este prototipo funcionaba muy bien en el espacio, En sí, lo que se busca desarrollando este artefacto es detectar mediante rayos cósmicos “varias clases de materia exótica”, aprovechando la conveniencia del espacio exterior porque si bien los rayos cósmicos llegan a la Tierra, en ese evento se deben enfrentar a la atmosfera de nuestro planeta, lo que impide que pasen en una totalidad y se pierda gran parte de su información. Una vez se puso en marcha el segundo modelo del AMS: el AMS-02, se genero todo un equipo de investigación de la mano del CERN  en ginebra, Suiza, en donde se encuentra el gran acelerador de Hadrones: EL LHC. Pensado por su gran consumo de energía como un modulo anexado a la Estación Espacial Internacional,  el AMS-02 fue lanzado después de un gran retraso el 29 de julio de 2010. 


Figura 5.De la ley de Gravitación de Newton se deduce que la velocidad 
de las estrellas del borde de la galaxia debería ser menor a las estrellas internas 
los resultados muestran una velocidad igual , hipótesis : materia oscura.
Fuente :astroverada.com 


Después de tanto trabajo y análisis, los resultados parecen prometedores, a pesar de que aun no se ha declarado nada de la mano de su impulsor, el ya mencionado Samuel Ting, que ejerce su labor como físico de partículas , egresado del MIT. Lo único que se dice es que si no es materia oscura lo que se obtuvo, será algo que no se había obtenido hasta ahora.


Video 1 .Patricia Burchat es una investigadora especializada en física de partículas 
que suele impartir conferencias  al alcance de todos , aquí una excelente exposición acerca de 
materia y energía oscura.
Fuente : Youtube.com



Para saber mas dirígete ha:


miércoles, 10 de abril de 2013

3ra Edición Abril


10/03/2013


EDITORIAL:
Temas Faltantes

Autor:

Sebastian David Dejoy Benavides


Hola de nuevo queridos lectores he cumplido 18 años ,edad que se debe celebrar ¡¡¡ , ya han pasado unos cuantos días desde que escribí el último artículo y la verdad tengo ganas de mas temas que investigar , pero no puedo negar que me faltaron varios del mes pasado que no escribí por lo cual en esta edición los voy a incluir .Dichos temas eran : El seminario de redes móviles   que se realizo en mi facultad  , introducción a las ciencias biomédicas :  ingeniería aplicada a  prótesis de piernas . Por otro lado tenemos  nueva editorial del astrónomo : la misteriosa materia oscura , las teorías actuales apuntan a que ella compone 1/5 de toda la materia del universo pero sus detractores argumentan que son vacíos de la física a los cuales se les da un "oscuro " culpable y por ultimo vamos a  presentar   un poco de física : se han preguntado ¿por que tanta gente sale herida o muerta  a cientos de kilómetros de distancia  de donde estalló una bomba ? , Que causa la muerte ? , las ondas son materiales ? .Este mes no hay Sección misterio , para el próximo seguro habrá. Espero disfruten este mes de buenas deseos y de buenos artículos .

1.Editorial : Temas Faltantes.
2.Editorial del astrónomo : Materia oscura ¿ Explicación a la formación de galaxias ? 
3. Sección Ciencias Básicas : Como matan las bombas.
5. Sección Salud : Introducción a la Biomedicina: La Ingeniería de las Prótesis .
6. Investigación : Seminario Red Móvil 2013.


jueves, 4 de abril de 2013

Limpiamos Su Escena Del Crimen

02/04/2013

SECCIÓN MISTERIO  :  TRABAJOS BIZARROS

Autor : Sebastian David Dejoy Benavides

Todos tenemos ciertas aptitudes o habilidades para determinados trabajos , unos logran  acceder al que siempre quisieron , otros solo disfrutan de trabajar , por el contrario los menos afortunados terminan haciendo lo que la situación económica les obligó , en todo caso nadie se imagina un trabajo como este : limpiador de escenas criminales , mirándolo de lejos pareciera algo osado y hasta sucio pero este bizarro cargo esta siendo mas lucrativo de lo que pintaba , y es que solo personas altamente capacitadas en riesgo biológico ,limpieza y descontaminación pueden hacerlo . Soportar la carga emocional que se tiene al enfrentarse a la  cruda realidad de la muerte y a sus dantescos escenarios es cuestión de mucho entrenamiento mental , según el propietario de  uno de los mas famosos negocios Crime Scene Cleaners con sede   en la bahía de San Francisco , Neil Smithers "No hay mucho en el medio  o puedes hacerlo o no lo haces . Aun así perdemos gente cada seis meses ,ocho meses .Puede ser muy desafiante , quizá no por el desastre ,como por los horarios que son muy demandantes ".


Figura 1 .Neil Smithers puede darse el "gusto" de saber que es 
el pionero del negocio de limpieza de escenas criminales . 
Protagonista de la serie "Crime Scene Clean Up" para Discovery Channel.


El pionero : Neil Smithers 

Fue en Oakland,California en 1998 donde Neil Smithers fundó esta empresa , flechado a primera vista  al ver una escena relacionada con su trabajo en la película Pulp Fiction ( Quentin Tarantino)   en donde se limpiaba un auto totalmente ensangrentado en su interior. Desde ese momento ha ido creciendo su fortuna y su fama  en el mercado estadounidense , en donde de ganar 8 dolares la hora pasó a ganar en promedio 300 dolares la hora (una limpieza común le lleva dos horas ) , en la actualidad cuenta con cursos especiales para capacitación de nuevos  interesados en este trabajo(emplea a 400 personas al año) en donde imparte todos los conocimientos necesarios para llevar a  acabo todo tipo de tareas de limpieza de escenas del crimen ademas de aprender a usar los trajes de bioseguridad ,recordar que el  contacto directo con sangre contaminada puede transmitir enfermedades supremamente contagiosas como la Hepatitis C ( cáncer de hígado ,cirrosis... muerte) . Smithers reconoce que los servicios de su empresa son muy pedidos por hoteles , moteles y residencias en donde ha alcanzado un total de 600 casos atendidos ya que atiende todo el área norteamericana .

Por otro lado también hace limpiezas de casas con elementos  orgánicos en descomposición para evitar Hantavirus ,producidos por roedores contagiados de enfermedades virales y bacterianas.



Familia de  Limpiadores Argentinos:

No todo el negocio ha sido netamente americano , existen negocios familiares en otros paises   
( muy escasos claro) como en el caso de un retirado de la policía  Bonaerense Ricardo De Zeta , posee una personalidad muy extraña :  muy desconfiado ,disfruta ver el asco que tienen sus oyentes al oír una de sus historias  ,pero al contrario de Neil Smithers no lo hace por mero gusto o pasión , lo hace simplemente por dinero ,las ventajas que le da el monopolio en Argentina le permiten cobrar desde 500 a 1500 dolares el trabajo completo ( precios bien americanos ) ,claro esta que en vez de demorar 2 horas como Neil , demora alrededor de  7 a 8 horas acompañado de su esposa y su hijo.Su próximo objetivo : ser el limpiador de escenas del crimen oficial de la policía de buenos aires , esto le garantizaría un sueldo fijo a su familia , nunca una entidad privada se había aliado con la policía para una labor de estas , generalmente le corresponde a l@s propietarios del carro,casa o vecinos de una carretera si es el caso , hacer limpieza de la escena , aunque queda claro que esto es muy peligroso por los riesgos de adquirir enfermedades virales,existen recomendaciones por parte de las autoridades pero en todo caso esto no debería hacerlo una persona del común .



Figura 2 . Ricardo De Zeta amasa una gran fortuna teniendo hasta 4 casos por semana.

vídeo :http://www.youtube.com/watch?NR=1&feature=endscreen&v=GO3UqAgvhx4

La violencia en Ciudad de Juaréz es un Negocio :

Ciudad de  Juaréz es una región muy golpeada por la violencia y sobre todo por la guerra entre carteles : Juarez  vs Sinaloa, en 2009 fue catalogada como la ciudad mas peligrosa del mundo con 130 asesinados por cada 100 mil habitantes en 2011 aumentaría a 229 , la violencia es un disparador del desempleo y es por ello que "la necesidad" los ha inducido en muchos casos a aplicar en trabajos como este : limpiador de escenas del crimen , a diferencia de los casos anteriores de argentina y USA , los trabajadores de esta profesión suelen ser explotados  por las agencias cobrando muy por debajo de lo que realmente se merece por realizar algo "para muy pocos " .La necesidad y la falta de vocación han llevado a comentarios como estos he pasado de limpiar hogares a otras labores más desagradables, porque ahora tenemos que limpiar sangre, recoger restos humanos, masa encefálica y desinfectar áreas en donde se cometieron asesinatos", uno de ellos recuerda uno de sus limpiezas mas traumáticas "Nos asignaron limpiar el cuarto de un motel donde mataron a cuatro personas para poder usarlo al día siguiente. Llevábamos máscaras y, aun así, el olor era insoportable", para el fue "una cosa espantosa. En esa ocasión hicimos de todo: desde limpiar manchas de sangre seca hasta retirar masa encefálica del techo y las paredes".

Video 1 .Limpiador de Escena del Crimen en 
Ciudad de Juárez , México 
(Ciudad con mas tasa de asesinatos en el mundo en 2011 : 229 por cada 100 mil habitantes )
Fuente: changuinola.com


Esta claro que es un trabajo para un muy pero muy reducido número de personas ,la gran mayoría de ellos son profesionales asociados a la medicina en donde es normal estar de frente con lo bizarro, dantesco , asqueroso y viroso . De todos modos cabe resaltar que a lo que llamamos "grotesco" no es mas que nuestro mismo cuerpo , órganos ,cerebro, corazón ,sangre ... que no tiene nada de diferente ,a veces olvidamos de lo que estamos hechos .