¿Por qué se dice que el sol es vida? CF Nº 179

CIENCIA FÁCIL                                                       Nº 179

Autora María Cristina Chaler.

Serie Juguemos a los ¿por qué?

¿Por qué se dice que el sol es vida?

La frase el sol es vida la hemos escuchado en reiteradas oportunidades y quizás nunca nos preguntamos ¿por qué? Si en realidad es una verdad o simplemente es una frase social estereotipada que surgió sólo del placer que nos provoca la exposición a sus cálidos rayos.

Recordemos la nota de Ciencia Fácil Nº 49 donde hablaba de la necesidad de la vitamina “D

Esta vitamina interviene

v     En la absorción de fósforo (P) y Calcio (Ca++) en el intestino de modo que favorece el crecimiento tanto de huesos como de dientes.

v     En la protección del sistema inmunológico.

v     En la regulación de los niveles de calcio (Ca++) que resulta esencial para que el sistema nervioso central y la musculatura funcionen correctamente. Evitando calambres y convulsiones.

La luz solar es la fuente más importante de esta vitamina porque transforma una sustancia que se encuentra debajo de la piel (7 dihidrocolesterol) en pro vitamina D3 y al ergo colesterol en pro vitamina D2 para que luego ambas a través de otro proceso químico se transformen en vitamina D.

De modo que los rayos solares favorecen la síntesis de esta vitamina tan necesaria para nuestra vida.
Aunque es muy importante  tener en cuenta que no debemos abusar de esto, ya que la exposición permanente y prolongada puede llegar a dañar el genoma de la piel y provocar cáncer (melanoma).

El cuidado de la piel frente al sol es imprescindible para  conservar nuestra salud

Este ¿por qué? necesita aún de una respuesta

Sigamos recordando otra nota de  Ciencia Fácil  Nº 158 en donde hablábamos de los equilibrios gaseosos de nuestra atmósfera cuya composición general esta dada por:

Nitrógeno------78,03 %
Oxígeno--------20,99 %
Dióxido de carbono-----0,03 %
Gases raros y otros junto con el vapor de agua -----0,94%

Es necesario que estos gases atmosféricos se mantengan en equilibrio para la buena preservación de la vida, la alteración de estos porcentajes perjudica notablemente al bioma.
El  Oxígeno   

El oxigeno  es un gas importantísimo para el bioma del planeta. El reino animal lo utiliza en el proceso de respiración. Inspira, absorbiendo oxígeno que es transportado por la sangre a cada una de las células del organismo vivo, para que se haga efectiva la combustión del alimento  y se genere  la energía necesaria para sostener todo lo que involucra vivir, desde el mantenimiento del metabolismo (cadenas de reacciones químicas del organismo viviente) hasta todas las acciones que un ser vivo realiza a lo largo de su vida.

El reino vegetal expele oxigeno durante el día y  absorbe dióxido de carbono  el proceso compensa y equilibra a la respiración del reino animal. Ese oxígeno atmosférico es liberado   por las plantas por la fotosíntesis, donde una de sus etapas necesita  imprescindiblemente de la presencia  de luz solar  generando como producto   de la descomposición del agua  que el vegetal absorbe por sus raíces, este gas. En  una etapa posterior llamada etapa oscura  porque no necesita  la presencia de la luz el vegetal fija al  dióxido de carbono  como nutriente (glucosa) y fabrica múltiples sustancias más que le servirán para vivir.

Si el sol no estuviera presente, este proceso no se daría,  ya que el reino vegetal transforma la energía luminosa  en energía química para  favorecer su propia vida, pero la consecuencia es el  beneficio del reino animal. Sin el sol el reino vegetal desaparecería del planeta, también lo harían los animales que dependen de él y el sutil equilibrio de los gases atmosféricos se descompensaría, generando un caos en el bioma planetario.

El sol es el promotor de la vida vegetal, que a su vez es el pulmón de la naturaleza.

Todo el planeta vive  y mantiene un sutil equilibrio que debe ser respetado por el hombre, la ambición desmedida y la ignorancia hizo que se alterara  lo  que se había logrado  a través de millones de años  de evolución y por esta razón se  sufren las consecuencias en estos momentos. El cambio climático, la pérdida de la biodiversidad, las contaminación del agua, suelo y aire son el resultado de la falta de cuidado del planeta.

Es necesario conocer para poder respetar  y hacer respetar  las condiciones que hacen del planeta un lugar apto para la vida presente y la de las generaciones futuras.

¿Por qué el agua y el aceite no se mezclan? CF Nº 178

CIENCIA FÁCIL                                                       Nº178

Autota: María Cristina Chaler.

Serie Juguemos a los ¿por qué?

¿Por qué el agua y el aceite no se mezclan?

La materia  visible o invisible que conforma todo lo que nos rodea, aún la de nuestro cuerpo, está constituida por átomos que son básicamente electricidad, es decir, cargas positivas o protones, concentradas en un pequeño núcleo y electrones que las neutralizan girando a su alrededor.  Estos átomos  se unen entre sí a través de sus propiedades eléctricas, formando moléculas de distintas formas y tamaños que conforman toda la materia del planeta. 

La materia, a nivel macro, se presenta  con diferentes propiedades  y los millones de millones de moléculas que la conforman interaccionan entre sí atrayéndose en mayor o menor grado y generando los diferentes estados.

Tanto el agua como el aceite  a temperatura ambiente son líquidos y lo notable es que cuando agregamos aceite al agua o viceversa, éste quedará flotando sobre la superficie y no se mezclará. Formarán un sistema de dos fases líquidas inmiscibles.

Para poder encontrar la respuesta a l ¿por qué? debemos conocer la naturaleza íntima de   de las sustancias y en especial la del agua y el aceite.

Los átomos se unen entre sí para formar moléculas  y estas resultan ser un conglomerado de núcleos positivos rodeados de electrones que los estabilizan. Las moléculas adoptan en el espacio tridimensional diferentes formas y en general toman las de la geometría que les confiere mayor estabilidad. Se respeta la simetría y los electrones se colocan en las posiciones de máxima repulsión, formando un conglomerado eléctrico que suele tener dos características diferentes

•     Con cargas eléctricas simétricas: molécula no polar.

•    Con cargas eléctricas asimétricas: molécula polar

Las densidades eléctricas diferentes les confieren zonas con menor cantidad de electrones o  positivas y otras zonas densamente  cargadas de electrones o negativas.

Cuando las moléculas son polares se transforman en pequeños imanes permanentes que se atraen entre sí desde los polos opuestos y se facilita la conformación del estado líquido.

Veamos qué pasa con el agua…

El agua (H2O) es una molécula polar, la zona negativa se encuentra sobre el átomo de oxígeno que es un gran atractor de electrones y los hidrógenos son densamente positivos. Cuando millones de moléculas se juntan, el oxígeno se encontrará pegado a los hidrógenos y viceversa y a pesar de sus movimientos, mantendrán esa atracción, esto facilita la formación del estado líquido a temperatura ambiente.

Les llamaba la atención a los químicos que siendo una molécula tan pequeña poseyera un punto de ebullición tan alto (100ºC) y se preguntaron ¿por qué? comenzando la investigación. La respuesta resultó ser que además de la atracción entre los dipolos moleculares, en el agua, el átomo de hidrógeno refuerza la unión entre las moléculas formando una especie de puente llamado “puente de hidrógeno” que le confiere   estabilidad al estado líquido y hace que sea necesario darle mayor cantidad de energía para llegar a la ebullición, es decir  pasaje de toda la masa acuosa a estado de vapor.

Las moléculas de aceite…

Son no polares pero mucho más grandes que las de agua, la no polaridad favorece al estado gaseoso, pero el tamaño de las moléculas y la gran cantidad de electrones que poseen a su alrededor, hace que se presenten dipolos transitorios y se generen atracciones entre las moléculas, así que el aceite se presentará en estado líquido con moléculas fluidas de bastante movimiento y con menor atracción entre sí en comparación con las del agua, de modo que  una masa de aceite igual que la del agua ocupará mayor volumen y como la densidad responde a la ley d = masa/volumen  el aceite será menos denso que el agua . Por eso  flota sobre ella.

Las moléculas de aceite son de naturaleza diferentes a las del agua, de modo que no tienden a penetrar la fase acuosa porque no son atraídas por la misma  y tienden a quedarse atraídas entre sí,  en su propia materia,  formando una interfase de separación definida y visible ante la presencia de agua, las propiedades físico químicas de la masa acuosa no permiten la difusión de las moléculas de aceite dentro de ella.

El aceite y el agua  son sustancias que naturalmente se rechazan entre sí. A las moléculas de aceite se las clasifica como hidrofóbicas, que significa que le tienen fobia al agua, de modo que no son capaces de difundir  espontáneamente en ella.

Si forzamos la situación con agentes emulsionantes podemos generar una suspensión de aceite en agua que se estabiliza por un tiempo, como es el caso de las cremas o lociones faciales pero a la larga tienden a separarse.

El hecho de que el aceite y el agua no se mezclen es una propiedad que mantiene estable a la materia viva, nuestro cuerpo  o el cuerpo de cualquier ser vivo, es un conglomerado de agua y grasa (aceites en estado sólido) en donde se producen reacciones químicas de vida, si estas sustancias se solubilizarían entre sí la vida dejaría de ser.

Es otra de las maravillas construidas por la naturaleza para permitir la existencia de los seres vivos.

Nota de Prensa a María Cristina Chaler_ Diario Clarín_ Buenos Aires_ Argentina

Quiero compartir esta nota con mis lectores.

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¿Por qué iluminan las lamparitas? CF Nº 177

 CIENCIA FÁCIL                                                       Nº 177

Autora: María Cristina Chaler.. 
Serie Juguemos a los ¿por qué?  
¿Por qué  iluminan las lamparitas? 


Pensemos en una lámpara de las comunes, aquellas de vidrio transparente. Nos acercamos, la observamos y… Dentro de la misma vemos que  hay un soporte de vidrio que tiene unos alambres que a su vez sostienen a otro muy finito, enrollado llamado filamento. 


¿Cómo funciona? 


Cuando apretamos la tecla (interruptor) para encenderla, nuestra acción permite que la electricidad (millones y millones de electrones en movimiento) pase a través de ese filamento y lo ponga  incandescente por un efecto que en electricidad se llama: Joule, de modo que emite luz su entorno se ilumina. Esto es un ejemplo de transformación de energía eléctrica en luminosa, pero si tocamos el vidrio es posible que nos quememos, porque parte de la energía se transforma en calor.  Antes de ser inventada esta pequeña maravilla, la iluminación se hacía con lámparas de gas. ¿Quién fue su inventor? El invento se le atribuye a Thomás Alva Edison nacido en Estados Unidos en 1847, se cuenta que no fue un niño valorado por sus maestros ya que decían que era poco inteligente. La cuestión es que fue un gran inventor y  en 1879 creó la lamparita,  en 1880 se la patentan y en 1882 se instala la luz eléctrica por primera vez en Nueva York. Cuando decimos que una lamparita está quemada muchas veces hablamos con propiedad ya que  el filamento de tanto ponerse incandescente luego de cierto tiempo se funde y se rompe, es decir termina la vida útil de la lamparita. Para aumentarla se han ido fabricando filamentos cada vez más resistentes. El más aceptado es el de tungsteno que resiste bastante y conduce la electricidad con facilidad y con él se pueden fabricar filamentos bastante finos. Pero esta lamparita de incandescencia pesar de los esfuerzos para que rinda cada vez más,  pierde mucha energía en forma de calor, en consecuencia no es muy rendidora y poco  a poco se va retirando del mercado y es reemplazada por otras lámparas que consuman menos energía  y generen luz semejante, como las llamadas de bajo consumo. C F L (compact fluorescent lamp). Son pequeños tubos pintados en su interior con una sustancia que al pasaje de la electricidad se pone fluorescente, emite luz con menor gasto energético y pierde menos calor. Estas lámparas, tienen mayor vida útil y consumen menor cantidad de energía produciendo igual iluminación. En estos momentos de crisis energética mundial son sumamente útiles. Continuaremos pensando como científicos en potencia

¿Por qué la luna se muestra con diferentes formas? CF Nº 176

CIENCIA FÁCIL Nº 176

Autora: María Cristina Chaler.

Serie Juguemos a los ¿por qué?
¿Por qué la luna se muestra con diferentes formas?
Gran inspiradora de poetas y románticos, la luna fue un misterio y fuente de leyendas.

¿Compañera del planeta desde siempre?
Hay varias teorías al respecto, algunas asocian a la luna y a la tierra un origen común, otras explican que en realidad fue atraída en algún momento por la tierra o bien que se trata de un desprendimiento del planeta y la más aceptada hasta el momento es que se formó luego de un gran impacto de la tierra con otro cuerpo celeste.
Está clasificada como satélite natural, es decir girando alrededor del planeta lo acompaña en la translación alrededor de la estrella central (sol). Es uno de los satélites de mayor tamaño del sistema solar y aunque la veamos brillar, no tiene luz propia, sólo vemos el reflejo de la iluminación del sol y como su rotación (giro sobre su eje) está en sincronía con su translación observamos siempre la misma cara. Esto parece no ser casual ya que se repite en varios de los satélites de nuestro sistema solar.
Todos habremos visto las diferentes formas en que la luna se presenta en el cielo. Esas formas se llaman fases y dependen de la posición que tiene la luna respecto del sol y la tierra.

Como la tierra gira alrededor del sol y la luna lo hace alrededor de la tierra, las posiciones que adopta frente a la luz solar pueden ser las siguientes
T (tierra) ----L (luna) ---- S (sol) en donde desde la tierra vemos la cara oscura y la luminosa enfrenta al sol, esta es la fase invisible llamada luna nueva. Que se hace invisible a nuestros ojos.
Cuando se aparta de esa posición con la rotación en sentido horario se colocará
T------S comenzamos a observar la luna nueva creciente que en nuestro
L
Hemisferio sur aparece como una pequeña letra C de ancho fino, esa letra poco a poco va creciendo hasta la posición
T-------S
L donde se transformó en un semicírculo o cuarto creciente cuando se encuentra a 90º con respecto a la línea que une al sol con la tierra:

Continúa rotando hasta
L------T-------S el plenilunio o luna llena en donde vemos su cara totalmente iluminada.
En su giro horario hasta adquirir la siguiente posición::
L
T-------S comienza a mostrarse como una letra D cuando decrece la fase iluminada o sea en los cuartos menguantes mostrándose como un semicírculo en forma de D cuando se encuentra a 90º pero del lado opuesto al del cuarto creciente y continúa menguando hasta volver a la posición de luna nueva invisible.
Este recorrido dura aproximadamente 28 días de modo que en un año suele hacer 13 recorridos lunares. En el hemisferio norte la forma C corresponde a menguante mientras que la D corresponde a creciente.
Este pequeño satélite por leyes físicas ejerce sobre la tierra fuerzas atractivas al igual que el sol, de modo que los fluidos (el mar y la atmósfera) van a ser traídos hacia ella provocando las mareas y variaciones en la presión atmosférica entre 990 Hp (hecto pascales) y 1040 Hp siendo la presión normal de 1013 Hp. Cuando la presión baja la marea sube y viceversa.
Un Hp provoca una variación de 1cm en la marea barométrica. Generando las mareas alta o pleamar o la marea baja o bajamar.
En nuestro país, el servicio de hidrografía naval perteneciente a la Secretaría de planeamiento del Ministerio de defensa, publica las predicciones diarias con el horario y las alturas de las pleamares y bajamares de los puertos de la República Argentina y las predicciones diarias de las corrientes de marea. Los cálculos los realiza el Centro de Cómputos del departamento de oceanografía.
Preguntándonos ¿por qué? vamos de a poco avanzando en el camino del Conocimiento Científico.

¿Por qué sale el arco iris? CF Nº 175

CIENCIA FÁCIL Nº 175

Autora: María Cristina Chaler.

Serie Juguemos a los ¿por qué?

¿Por qué sale el arco iris?

Ese hermoso arco iris que es inspirador de cuentos, poesías y leyendas tiene una razón física para existir. La ciencia en su búsqueda constante la explica y esa explicación no rompe la poesía sino que la fortalece, pues descubrir las maravillas de la Naturaleza aumenta nuestro asombro y profundiza nuestra humildad. El Científico descubre lo que la Naturaleza construyó por sí sola mucho antes de ese descubrimiento

Refiriéndonos a la luz del sol, hablamos de luz blanca, porque está compuesta por un cúmulo de energías diferentes, algunas visibles a nuestros ojos y otras que no lo son. Hay en ella, una zona formada por siete colores continuos que recibe el nombre de espectro visible.
Estos son los colores del ARCO IRIS, los colores inspiradores para el arte y la poesía.
Cada uno de ellos posee energía diferente, es decir, vibra en forma distinta ya que sus frecuencias (f) (número de ondas por segundo) y en consecuencia su longitud de onda (λ) (distancia entre las crestas o los valles de las ondas) cambian.
Recordando que un nanometro (nm) es igual a 1mm/1000000 (1milimetro dividido en 1 millón de partes) o bien 1m/1000000000 (1 metro dividido en 1000 millones de partes) los colores de nuestro espectro visible tiene las siguientes longitudes de onda:

• Rojo (620nm_750 nm)

• Naranja (590nm_620nm)

• Amarillo (570nm_ 570nm)

• Azul (450nm_495nm)

• Añil (380nm_400nm)

• Violeta (400nm_450nm)

Recordemos que a mayor longitud de onda menor frecuencia y en consecuencia menor energía.

Los colores que mencionamos, atraviesan los medios transparentes con distintas velocidades y al salir de ellos lo hacen en diferentes ángulos, separándose entre sí y formando el espectro visible, comúnmente llamado arco iris cuando el fenómeno se produce en la atmósfera.
El arco iris no está siempre presente, si hacemos memoria aparece cuando hay sol en presencia de agua y no lo vemos desde cualquier lugar, el sol debe estar detrás o sobre nuestras cabezas y las gotas de agua dispersas por delante con bastante abundancia, de modo que disfrutamos de su presencia cuando llueve y hay sol, frente a las cataratas o frente a un regador de césped. Las gotitas de agua suspendidas en el aire son el medio que hace que los colores de la luz blanca sufran la dispersión necesaria y se separen. La luz incide sobre las gotas, una parte de ella se refleja como en un espejo y otra parte las atraviesan o se refractan dispersando los colores y formando el hermoso arco iris. La forma de arco se debe a que nuestros ojos solo perciben los colores que llegan desde la base de un cono circular bajo ángulos que miden entre 42º (rojo) y 40º (azul) cuyo vértice sale desde nuestros ojos, cuanto mayor es el arco iris más lejana está la base de ese cono y según la ubicación en que nos encontremos serán diferentes los arco iris que veamos, es decir cada individuo ve o no su propio arco iris.
Los colores tienen un orden dentro del arco que se relaciona con la frecuencia de cada uno de ellos que hace que se desvíen con mayor o menor ángulo, el rojo es el exterior (42º) y el azul el interior (40º) y entre ellos el resto.
Cada arco de un mismo, color estará formado por el conjunto de gotas que se encuentran en la posición justa y a la distancia conveniente para permitir que lo veamos.
Si se llegasen a producir dentro de cada gotita varias reflexiones internas de modo que la luz genere otras salidas, se podría llegar a ver otro arco iris (arco iris secundario) cuyos colores estarían invertidos con respecto al primero y serían un poco más débiles.

Ya develamos el misterio del arco iris, ahora cuando lo veamos observemos el orden de sus colores y busquemos al arco iris secundario.