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miércoles, febrero 27, 2008

The Core: Caída libre

Fotograma de la película que muestra el interior de la cabina del Virgilio, y su tripulación al completo

Seguimos con The Core (aunque prometo que la semana que viene cambiaré de tema). Esta vez volveremos a la famosa geoda gigante, aunque por motivos muy diferentes. Si recordáis la secuencia en la que penetran en la geoda, los tripulantes están mirando la pantalla principal con precupación, amarrados a sus sillas. En el momento en el que traspasan la pared de la geoda, la nave cae, y los tripulantes se ven impulsados hacia el morro del Virgilio, es decir, hacia abajo.

Sin embargo, debería ocurrir justo lo contrario. La nave cae, y se supone que está en caída libre. Por tanto, como los habituales de este blog ya sabréis, en el interior de la misma, los ocupantes deberían experimentar algo similar a la ingravidez. Ya comenté en otras ocasiones, que los astronautas a bordo de un vehículo en órbita, están en caida libre, y que la ingravidez y la caída libre son indistinguibles (si no puedes ver el exterior, claro).

Bueno, uno puede pensar que en realidad la nave no está en caída libre. Después de todo, se supone que la geoda está llena de gases a muy alta presión (al salir al exterior, uno de los personajes dice algo así como «la buena noticia es que los trajes aguantan la presión»). Pero para que los ocupantes del Virgilio se vean impulsados hacia delante (hacia abajo, más bien), la nave debe haber aminorado su velocidad. Es lo que ocurre cuando viajamos en coche y frenamos bruscamente (el efecto es más notable si vas de pie en un autobus lleno de gente). Y la única forma de que eso ocurra es que los gases de la geoda ofrezcan una resistencia al avance mayor que la roca fundida del manto. Algo difícil de creer, y que además contradice lo que se ve en la peli, en la que el peligro de entrar en la geoda es la caida, con el correspondiente impacto contra el suelo.

Y hablando de impactos, la nave cae una altura bastante considerable. No nos dan cifras, pero puede verse que la distancia es varias veces la longitud del Virgilio. Y el vehículo era bastante largo. Así pues, podemos aventurar sin temor a equivocarnos que caen durante algunas decenas de metros (o dicho de otro modo, una altura equivalente a varios pisos). Y sí, el casco de la nave en indestructible, pero sus ocupantes no. Ya comenté en una ocasión que lo que nos hace daño en un impacto, es la brusca deceleración que sufre nuestro cuerpo. Sin embargo, los intrépidos terranautas ni siquiera tienen magulladuras.

jueves, febrero 21, 2008

The Core: Rotaciones y corrientes

Carátula de la película

Este fin de semana pusieron en la tele la película The Core (El Núcleo), notable por tener el record de artículos dedicados en este blog (hasta le he dedicado una categoría y todo). Verla nuevamente me hizo recordar que todavía tengo algunas ideas pendientes sobre la peli. Una de ellas es sobre cómo «reiniciar» el núcleo terrestre.

Recordemos otra vez el argumento: el núcleo terrestre deja de rotar, lo que supone un terrible peligro para la vida en nuestro planeta al desaparecer el campo magnético terrestre, y un grupo de intrépidos héroes viajan hacia el centro de la Tierra en una nave diseñada al efecto, para hacer detonar unas cabezas nucleares en el núcleo, de forma que vuelva a girar. Concretamente, llevan 5 bombas de 200 megatones cada una, y el plan original es detonarlas todas juntas, en una única explosión. Más tarde, cuando llegan al núcleo externo, descubren que su densidad es menor de la que pensaban, y tras devanarse los sesos idean un plan alternativo: detonar las 5 cabezas por separado, en lugares y momentos diferentes, de forma que una cabeza explote cuando le alcance la onda expansiva de la anterior.

Sin embargo, suponiendo que la energía fuese suficiente (que no lo es, pero eso es otra historia), el plan original hubiera sido inútil. En la película no se especifica claramente si la idea es que el núcleo interno gire de nuevo (que se cree es sólido), o que sea el externo el que lo haga (o mejor dicho, generar una corriente circular, ya que se cree que es líquido). Se menciona en una ocasión que el núcleo interno es una bola de hierro del tamaño de Marte, girando sobre sí mismo, pero en las animaciones y simulaciones por ordenador, lo que se representa son las ondas y corrientes en el núcleo externo. En cualquiera de los dos casos, una única explosión no conseguiría nada.

¿Por qué? Bueno, una detonación en un fluido más o menos homogéneo, genera una onda expansiva esférica, de forma que la fuerza se transmite por igual en todas direcciones. De hecho, en los gráficos de las simulaciones, vemos las explosiones representadas por círculos concéntricos. Eso quiere decir que el núcleo interno se vería empujado por fuerzas que se anularían mútuamente en direcciones tangentes, quedando únicamente una fuerza neta radial. Para alterar el estado de rotación de un objeto, es necesaria la aplicación de un par o momento de fuerza, y para ello, tiene que haber algún tipo de fuerza neta tangencial. Imaginad una pelota flotando en el espacio. Si la empujáis de forma que la fuerza se vea dirigida hacia su centro, simplemente la desplazaréis de su posición, pero no la haréis girar.

Por otro lado, la onda expansiva se propagaría en todas direcciones, sin que haya ninguna en concreto que podamos considerar «preferente». Posiblemente las que viajen hacia el centro se comporten de forma diferente a las que viajen hacia fuera, pero eso no produciría que el núcleo externo rotase, ni se crearían corrientes con un sentido de giro alrededor del núcleo interno. Las corrientes se alejarían del lugar de la explosión, darían la vuelta alrededor del núcleo interno, y se juntarían en el extremo opuesto. Estamos ante un problema de simetría esférica, y por tanto, no hay ninguna dirección tangencial preferente.

O casi. La Tierra tiene un movimiento de rotación, que causa la conocida fuerza de Corolis. Dicho fenómeno rompe un poco la simetría esférica del problema. Sin embargo, parece más razonable usar desde el principio el «plan alernativo», que es totalmente asimétrico.

Un punto a favor de la peli, es que se hace hincapié en varias ocasiones, en el poco conocimiento que tienen los científicos sobre el interior de la Tierra, basado sobre todo en hipótesis (y que llega a convertirse en punto fundamental del argumento, cuando descubren su error sobre la densidad del núcleo externo). Y eso es cierto. No se sabe con seguridad el mecanismo que genera el campo magnético terrestre. Se tiene certeza de que tiene que ver con la composición del núcleo, y su rotación (un campo magnético es generado por el movimientro de cargas eléctricas), aunque se ignora los detalles. La hipótesis actual más plausible es que la generación del campo sea debida sobre todo a las corrientes del núcleo externo, más que a la rotación del núcleo interno.

Hay que tener en cuenta que dichas corrientes son algo caóticas (no penséis que todo el metal fundido gira de forma armoniosa en torno al núcleo interno). De hecho, el campo magnético terrestre ha variado bastante a lo largo de la historia geológica de nuestro planeta, llegando incluso a invertirse o atenuarse hasta casi desaparecer, de forma natural, debido a la variación de dichas corrientes. Y es que, para muchos, la dinámica de fluidos es la rama más compleja e incomprensible de la física, superando en ese aspecto, incluso a la relatividad o la mecánica cuántica.

miércoles, febrero 13, 2008

Reanimator y el doctor decapitado

En el envío sobre el instantáneo veneno de El Mundo Perdido, un lector comentó que en la película Tú asesina que nosotras limpiamos la sangre, la prota le da vueltas a la idea de si tras una decapitación, la cabeza puede seguir hablando. No he visto dicha peli, pero en seguida me acordé de Re-animator, película gore basada en el relato Herbert West: Reanimador de H. P. Lovecraft, en el que un médico (Herbert West, claro) inventa un suero que reanima a los muertos. Más o menos a la mitad de la peli, el prota decapita a un doctor rival, e inmediatamente inyecta su suero en la cabeza y el cuerpo. Ambas «partes» resucitan, y mientras la cabeza habla con el Dr. West, el cuerpo le ataca por detrás y le deja inconsciente. Este decapitado doctor será el villano durante el resto de la peli.

La película, a pesar de las vísceras y sangre que derrama, tiene algo de comedia y no hay que tomarla muy en serio. Pero aún creyéndonos que es posible reanimar a un muerto con un suero, y que además es capaz de mantenerlo vivo pese a no curar las heridas que lo mataron (como tener separada la cabeza del cuerpo), hay algunos detalles del decapitado que merecen la pena comentarse.

La primera de ellas es evidente: ¿Cómo puede hablar la cabeza? Y no me refiero a que la cabeza conserve o no capacidad de lenguaje, sino a la posibilidad física de emitir sonidos. Cuando hablamos, expiramos aire de nuestros pulmones, y hacemos vibrar nuestras cuerdas vocales. Esto produce un sonido, que posteriormente articularemos mediante la boca. Si el aire no pasa por las cuerdas vocales, y éstas no vibran, no podemos usar nuestra voz. Podemos hacer lo que comúnmente denominamos «hablar en voz baja», exhalando aire sin hacer vibrar las cuerdas vocales, por lo que en cualquier caso, para hablar es imprescindible hacer circular el aire a través de nuestra boca, y para ello necesitamos los pulmones. Una cabeza sin cuerpo, sencillamente no puede forzar dicha circulación de aire, y por tanto, no puede hablar. Además, dependiendo de en qué parte del cuello se haya producido la rebanación, puede que incluso las cuerdas vocales hayan sido seriamente dañadas. En la peli, sin embargo, la cabeza del doctor podía hablar con su voz, e incluso gemía y todo.

Otro detalle curioso es el hecho de que la cabeza sigue controlando el cuerpo, después de la decapitación. En una persona viva, el cerebro se comunica con los músculos mediante el sistema nervioso, que transmite los impulsos eléctricos que genera el cerebro, hasta su destino. ¿Cómo puede entonces una cabeza separada de su cuerpo, seguir enviando dichos impulsos? ¿Cómo se transmiten? Y recordemos que en la peli, el proceso de reanimación no es algo sobrenatural, sino que lo produce un suero desarrollado por un científico, es decir, no podemos tirar de la frase «lo hizo un mago» (esta vez no hay no-premio, que la cita es repetida).

Como curiosidad final, hay que decir que la peli tiene un pelín de buena ciencia. La mayoría de los reanimados se comportan de forma irracional, sin capacidad de habla, como si fueran animales. Los protas lo explican con el deterioro de las células del cerebro, que comienza tras la muerte (mejor dicho, tras la interrupción del suministro de oxígeno al cerebro, ya que el deterioro en sí es la muerte cerebral). Sin embargo, la reanimación del médico se realiza pocos segundos tras su decapitación, por lo que conserva perfectamente sus facultades mentales (si se me permite el chiste fácil, es el único reanimado que no pierde la cabeza).

jueves, febrero 07, 2008

House: Calambrazos con desfibriladores

Cartel promocional de la serie

En el episodio de House de esta semana, uno de los tratamientos que recibe el paciente con misteriosa dolencia de turno, consiste en estar en una bañera llena de agua. En un momento dado, al hombre le da «un algo», y los aspirantes a ayudantes del cínico doctor, se lo llevan rápidamente a una camilla para darle una descarga con el desfribilador. Pero claro, el pobre hombre está mojado, por lo que deben intentar secarlo a toda prisa. Uno de los aspirantes, temeroso de que el paciente se muera por tardar demasiado en aplicarle la descarga, le pone los electrodos y activa el desfibrilador antes de tiempo. Como resulato, el paciente es reanimado, pero el ayudante recibe también la descarga, y cae inconsciente.

Desde pequeños, nos repiten una y otra vez que nunca debemos tocar un aparato eléctrico, un enchufe o un interruptor, con las manos mojadas. Y ciertamente es un buen consejo, pero eso no quiere decir que si lo hacemos, nos electrocutemos en todos los casos. Aunque el agua en sí misma no es conductora de la electricidad, como expliqué hace tiempo, los compuestos que tiene disueltos en ella hacen que el conjunto sea conductor. A esto hay que añadir que la piel humana mojada, es mucho mejor conductora que la piel seca. Si tocamos un aparato eléctrico con una mano mojada, puede que parte del agua de nuestra mano discurra hasta dos puntos con un potencial eléctrico diferente, o que estemos en contacto eléctrico con el suelo (por ejemplo, descalzos, o con calzado que no tenga suela de goma) y el agua alcance un punto con potencial distinto al suelo. En esos casos, circulará corriente por nuestro cuerpo. Pero si el agua no entra en contacto con dichos puntos, no sucederá nada.

¿Qué ocurriría si aplicamos un desfibrilador a una persona mojada? Pues a menos que tengamos también las manos mojadas, y que el agua de nuestras manos alcance los contactos eléctricos de las palas del aparato, no nos sucederá nada. En el episodio se dice que la causa de la descarga que recibe el médico es que el paciente (y no el médico) estaba mojado, ya que no habían terminado de secarlo. Sin embargo, eso no es así. El paciente podría estar chorreando, que si el médico estaba seco, no le pasaría nada.

¿Y al paciente? Pues para él sería muy perjudicial estar mojado mientras le aplican la descarga. Pero no porque podamos electrocutarlo, como podríais pensar en un primer momento, sino por algo más sutil. Veréis, el motivo por el que se aplica una descarga eléctrica a un paciente que está fibrilando, es para hacer circular determinada intensidad de corriente por los músculos cardiacos, y que éstos vuelvan a funcionar con relativa normalidad. He comentado antes que la piel mojada es muy buena conductora de la electricidad. Si el paciente está mojado, la mayor parte de la corriente eléctrica, circulará por la piel y no por el corazón, lo que haría inutil la descarga (salvo para, tal vez, causarle quemaduras en la piel).

Actualización: Más sobre el tema en Mondo Médico (gracias a Sophie).