Revolution

Revolution es una serie (cancelada al final de su segunda temporada) que parte de una premisa tan interesante como desconcertante: un día, la electricidad desaparece. No es que dejen de funcionar las centrales eléctricas, es que el propio fenómeno físico de la electricidad, queda anulado de alguna forma. No hay ni siquiera tormentas eléctricas. La historia se desarrolla 15 años después del «apagón», y parte de la trama de la primera temporada es averiguar por qué ha desaparecido la electricidad, y cómo restaurarla.

Uno de los personajes, menciona en una ocasión que lo que ha sucededido viola las leyes de la física. Y es cierto. ¿Qué es la electricidad? Bueno, recordemos que la materia está formada por átomos. Estos átomos están a su vez formados por un núcleo de protones y neutrones, y una corteza de electrones. Los protones tienen carga eléctrica positiva, y los electrones tienen la misma carga, pero negativa. Los electrones se mueven alrededor de su atomo, pero en determinados materiales (como los metales), los electrones más externos están algo «sueltos» por decirlo de alguna manera (que no me peguen los físicos; es una simplificación). Esto hace que, ante una diferencia de potencial eléctrico, dichos electrones se desplacen. Esta diferencia de potencial puede aparecer de muchas formas: mediante reacciones químicas como en las pilas o baterías, mediante el movimiento de imanes como en las dinamos, aprovechando el efecto fotoeléctrico como en los paneles solares...

Y es que la electricidad es algo intrínseco a la materia. El electromagnetismo es una de las cuatro interacciones fundamentales del universo. La carga eléctrica es una propiedad cuántica de las partículas elementales. Anular la electricidad a todos los niveles, supondría reescribir las leyes más básicas de la naturaleza, y la desintegración de la materia, ya que es la atracción electromagnética la que mantiene los electrones alrededor del núcleo, y los enlaces entre átomos.

Avanzada la primera temporada, se da una explicación:

¡Atención! ¡Spoilers!

Resulta que unos científicos habían desarrollado unas nanomáquinas capaces de reproducirse, y que se alimentaban de la energía eléctrica circundante. Originalmente se trataba de una investigación sobre nuevas fuentes de energía, pero al descubrir el inesperado resultado de la inhibición local de la electricidad, el DoD enseguida le echó el ojo encima para usarlo como arma. El problema es que salió mal. Las nanomáquinas se reprodujeron hasta ocupar todo el planeta, y el efecto en vez de ser local, fue global.

Bueno, la explicación no está mal, ya que evita la desaparición mágica de la electricidad, que violaría las leyes de la física. Sigue existiendo, pero hay un elemento activo y omnipresente que la consume inmediatamente, sin dejar que alguien la pueda aprovechar. Pero puede plantear un problema, que enseguida veremos.

La serie transcurre 15 años después de ese apagón global. La trama de la primera temporada gira en torno al misterio del apagón, y las maquinaciones del villano (un dictador que en el pasado fue el mejor amigo del héroe) para ganar más poder. Aparecen en escena unos misteriosos medallones (con pinta de USB) que son capaces de restaurar la electricidad de forma local, debido a que «apagan» las nanomáquinas de la zona. En alguna ocasión, el medallón se activa y la luz eléctrica de una casa se enciende, al igual que el equipo de música. Más adelante, se construyen una especie de amplificadores de esos aparatos, de forma que el villano puede disponer de helicópteros y lanzamisilies.

El problema es que han pasado 15 años. Durante ese tiempo, las centrales eléctricas se habrán abandonado (¿por qué iba nadie a mantener un generador eléctrico en un mundo donde desaparece la electricidad?), y las baterías se habrán degradado. De forma que, aunque se inhiban las nanomáquinas, los aparatos eléctricos no pueden ponerse simplemente a funcionar. Un electrodoméstico enchufado a la red eléctrica no recibiría corriente, puesto que no circula ninguna por la red. Las centrales eléctricas están paradas, y además, lejos del alcance del medallón. Un aparato con batería recargable, tampoco funcionaría, ya que tras ese tiempo, la batería estará descargada, y posiblemente tan degradada que no pueda volver a cargarse. Y las pilas... bueno, todos sabemos qué ocurre con las pilas cuando están dentro de un aparato sin funcionar durante años ¿verdad? ¿A quién no se le han sulfatado en un juguete que hace tiempo que no se usa? Y no sólo eso. Un vehículo como un helicóptero, tras 15 años abandonado y sin mantenimiento, es dudoso que pueda volver a volar.

Y esto nos lleva al problema que mencioné antes. Las nanomáquinas se alimentan de la energía eléctrica circundante para funcionar. Una vez el mundo deja de generar electricidad ¿cómo siguen funcionando? Uno podría pensar que una vez agotadas las reservas eléctricas, entran en suspensión, o en «stand by» o como queráis llamarlo, y que sólo se activan otra vez si vuelve a aparecer energía eléctrica a su alrededor. Pero en la segunda temporada...

¡Atención! ¡Spoilers!

Como decía, en la segunda temporada, el conjunto de nanomáquinas desarrollan una inteligencia artificial, y participan activamente en su entorno, como cuando deciden incinerar a alguien o comunicarse con su «creador». Así que están activas y funcionando. ¿De dónde sacan la electricidad? Una vez descartada la actividad humana, sólo quedan fuentes naturales como las tormentas eléctricas, y se me antojan algo escasas para alimentar un enjambre que cubre todo el planeta.

El espía de Dios: Inhibidores de frecuencias

Volvemos con un libro. Acabo de terminar «El espía de Dios», una novela policiaca donde un asesino en serie anda suelto en el Vaticano, en pleno cónclave tras la muerte de Juan Pablo II. En uno de los capítulos, los protagonistas entran en el Domus Sanctae Marthae, un edificio donde los cardenales del cónclave residen mientras dure el mismo. Una de las medidas de seguridad que tiene el edificio es un inhibidor de señal. En boca de uno de los personajes, «En éste p(...) edificio no funciona nada. No hay cámaras en los pasillos, no funcionan los teléfonos ni los móviles ni los walkie talkies. Nada más complicado que una p(...) bombilla, nada que requiera de ondas o de unos y ceros para funcionar.». Más adelante, se descubre que el asesino, que normalmente utiliza una videocámara para documentar el tormento de sus víctimas, usó en el edificio una vieja cámara de fotos mecánica, previendo que un aparato electrónico no funcionaría.

En realidad, un inhibidor no impide que un aparato electrónico funcione. Lo que hace es emitir una serie de señales de bastante intensidad, en determinadas frecuencias. Estas señales actúan como ruido en el canal, de forma que cualquier otra señal en la misma banda de frecuencias, queda enmascarada por el ruido, siendo casi imposible su correcta interpretación. Pero los dispositivos afectados pueden emitir su señal perfectamente. Es como si para impedir que dos personas hablen en una habitación, ponéis un equipo de música a toda pastilla, para que no se puedan oir. No estáis impidiendo que alguien hable tapándole la boca, sino que generáis un ruido mucho mayor para que no se le entienda. El principio es el mismo.

Como podréis suponer, hay una forma de contrarrestar un inhibidor: aumentando la potencia de tu propia señal, para que tenga mucha más intensidad que el ruido generado. Pero esta característica no es algo que suelan tener dispositivos convencionales, como un teléfono móvil, o el transmisor de un detonador. Por eso los inhibidores se suelen utilizar como medida de seguridad en determinados ámbitos.

Una vez entendido cómo funciona, parece evidente que un inhibidor no puede afectar al funcionamiento interno de un dispositivo electrónico, como se menciona en el libro. Un smartphone, si bien no podría realizar llamadas ni conectarse a una Wi-Fi, puede seguir utilizándose para sacar fotos, vídeos, o jugar al videojuego de moda (si no requiere conexión a Internet). Por supuesto, cualquier videocámara, sería perfectamente utilizable.

Collision Earth: Combustión espontánea de los coches

Vamos a retomar Collision Earth, comentando la que considero es la mayor barbaridad de la película. Resulta que a medida que se acerca Mercurio, su campo magnético (producto, recordemos, de su magnetización por parte del Sol, durante su breve conversión en magnetoestrella) va afectando a nuestro planeta. El efecto más espectacular, es que los coches se elevan, hasta perderse en el cielo. Posteriormente, cuando más convenga al guion, caen envueltos en llamas.

Vamos a repasar la física de colegio. Para que un coche se eleve, la fuerza ascendente, que en este caso está producida por el campo magnético de Mercurio, debe ser superior a la fuerza producida por la gravedad terrestre. Una vez iniciado el ascenso, la fuerza gravitatoria va disminuyendo poco a poco, ya que aumenta la distancia entre el coche y la Tierra. Además, la fuerza magnética va aumentando, ya que disminuye la distancia entre el coche y Mercurio. Así que ¿por qué vuelven a caer? Para que eso ocurra, la gravedad terrestre debería aumentar, o el campo magnético mercuriano disminuir, o ambas cosas.

La gravedad terrestre no puede variar de esa manera, así que vamos a ver si pude hacerlo el campo magnético de Mercurio. En la peli se nos dice que el campo es impredecible, pero sin aclarar realmente por qué. Esto, podría ser plausible (si admitimos todo lo demás). El proceso de magnetización de Mercurio tendría que haberse dado sobre todo en su núcleo, ya que es muy rico en hierro. Este núcleo se encuentra fundido, al menos parcialmente. Es precisamente eso lo que explicaría su campo magnético natural (al igual que ocurre en nuestro planeta). Por tanto, tenemos hierro fundido magnetizado, moviéndose por ahí. La mecánica de fluidos es verdaderamente infernal, así que no podemos descartar que las corrientes internas de hierro fundido sean lo suficientemente caóticas como para que el campo magnético mercuriano aumente y disminuya. Así que eso tiene un pase, aunque pillado por los pelos.

Pero (y es un gran pero), como he dicho antes, los coches caen envueltos en llamas. Voy a explicarme bien: no es que exploten al golpear el suelo; es que ya están ardiendo en el aire, según caen. Es decir, en algún momento de su «vuelo», simplemente explotan. ¿Por qué? Hace tiempo, a raíz de una escena bastante ridícula, comenté las condiciones necesarias para que un coche explote: el depósito de gasolina debe romperse para que el combustible escape, éste debe evaporarse y mezclarse con el aire en una proporción adecuada, y finalmente debe haber alguna fuente de ignición, como una chispa.

¿Qué rompe el depósito en este caso? ¿Qué produce la ignición? No creo que pretendan hacernos creer que el magnetismo de Mercurio también es capaz de hacer arder la gasolina de un coche, así sin más. No nos muestran colisiones, ni parece que estén incandescentes por una supuesta reentrada (que tampoco sería una explicación satisfactoria). No. Simplemente caen ardiendo, porque sí.

En fin, esta escena supera a la que mencioné anteriormente, en El Último Boy Scout, donde un coche explota al caer en una piscina llena de agua. Es digna de Los Simpson.

Terra Nova: Pulsos electromagnéticos, y arreglando microchips

Una de las series que sigo actualmente, y que llevo al día, es Terra Nova. Se trata de una serie promocionada como «la última creación de Spielberg» (aunque sólo es uno de los productores ejecutivos), que trata de un grupo de «peregrinos» que viajan a la época de los dinosaurios, huyendo de un futuro devastado. El título de la serie es el nombre de la colonia que establecen allí.

Pero no voy a hablar de viajes en el tiempo. En uno de los episodios (el sexto), un meteorito explota en el aire, muy cerca de la colonia, produciendo un pulso electromagnético que frie todos los microchips de Terra Nova. Ordenadores, circuitos, iluminación, incluso las armas (que funcionan con un chip) dejan de funcionar.

Lo primero que propone uno de los personajes es sustituir los chips quemados por otros de repuesto. Desde luego, parece buena idea llevarse un buen cargamento de recambios si viajas a una época prehistórica. Pero el jefe de la colonia dice que los chips de repuesto también se han quemado. No importa si un chip está conectado o no a un circuito, es afectado igualmente por un PEM.

Bueno, esto tiene un poco de buena ciencia. Por un lado, rompe el tópico de que un circuito sólo se ve afectado si está «encendido», tan usado en la ficción. Eso no es así, como ya comenté en su día. Pero también os expliqué que lo que hace un PEM es inducir corrientes eléctricas muy altas, en conductores. Un michochip no es un conductor, pero las patillas y las pistas de los circuitos impresos en los que está conectado, sí. Así, un PEM no induce directamente corrientes en el interior de un chip, pero sí en dichas patillas y en el circuito impreso en el que está conectado. Las patillas de un chip son bastante pequeñas, así que es posible que no basten para que se induzcan corrientes suficientemente elevadas para quemar el chip (tampoco hace falta mucha intensidad). Así que los chips más afectados serían precisamente los que forman parte de un circuito, donde sí que se inducirían corrientes muy altas. Si el chip está guardado en una caja, es posible que no le pase nada (y mucho mejor si el exterior de la caja es metálico, ya que haría de jaula de Faraday). En cualquier caso, como habréis notado, estoy hablando de posibilidades. Podría o no podría ocurrir.

Seguimos. Resulta que en la colonia tienen una máquina para fabricar chips, por lo que podrían reponer en un tiempo razonable los más importantes (como los de los equipos médicos). El problema es que la máquina funciona con un chip que también se ha quemado. Así que se lo llevan a un personaje bastante peculiar, que lo examina con una lente de joyero o relojero, y lo compara con arreglar un reloj de precisión. Finalmente se pone a ello, y al final del episodio la situación se ha solucionado.

Bueno, un chip no se puede arreglar como insinuan en el episodio, con una lupa y unas pinzas. Para empezar, los «componentes» por llamarlos de alguna manera, son demasiado pequeños. En un chip, la carcasa que vemos y cogemos con la mano, es mucho mayor que el dispositivo de silicio que hay en su interior. Éste trozo de silicio es muy pequeño, y puede haber desde varios cientos hasta más de un millón de transistores en él. Y teniendo en cuenta que la serie empieza en el futuro (en el siglo XXII), podemos asumir sin riesgos que el número debe ser incluso mayor. Sencillamente, no se pueden observar con una simple lente. Se necesitaría un microscopio electrónico (que no funcionaría por el PEM)

Además, un chip no está formado por componentes separados que podamos montar o desmontar, sino que está hecho de una única pieza. Por eso se llama circuito integrado. Hace tiempo expliqué cómo funciona una célula solar fotovoltaica. Ahí mencionaba una acción muy importante, común a todo dispositivo semiconductor: el dopaje (nada que ver con los deportes). Básicamente, al silicio se le introducen impurezas determinadas, en lugares determinados, para alterar sus propiedades eléctricas. Pues bien, un microchip sigue el mismo esquema. Se trata de un único componente sólido, que ha sido sometido a diversos procesos de dopaje y abrasión (eliminando partes del sustrato original). Para ello se utilizan técnicas de fotolitografía. La idea es que en vez de dopar selectivamente distintas regiones del silicio, se dopa toda una capa, y luego se eliminan aquellas partes no deseadas, siguiendo un patrón.

Así que sencillamente, no se puede arreglar un microchip con una lente y unas pinzas de relojero. No hay componentes que manipular, extraer, meter, recolocar... Es un único componente de una pieza.

Como nota final, y fuera ya de la temática de este blog, el episodio nos muestra una situación que merece la pena considerar, para darnos cuenta hasta qué punto nos hemos vuelto dependientes de la tecnología. ¿Qué pasaría si un día, dejaran de funcionar todos los aparatos eléctricos y electrónicos? Pensadlo bien, y considerad todas las implicaciones. Aterrador, ¿verdad?

Fringe: Atravesando la materia sólida

Hoy le toca otra vez a Fringe. Hay que decir que la mala ciencia no es tan brutal como en otros episodios que he visto, pero creo que es especialmente interesante ya que se trata de algo cuya explicación en la ficción parece plausible, y habrá gente a la que si le preguntaran, no sabría decir por qué no es posible lo que vemos en la serie.

Bueno, en el episodio en cuestión, unos tipos utilizan un aparato extraño (cuya fabricación es objeto de la trama de otro episodio anterior) que hace que la materia sólida pueda ser atravesada. Así, los malos lo utilizan para atravesar las paredes de las cámaras de seguridad de varios bancos, y robar unos artefactos. El científico loco protagonista, Walter Bishop (me encanta este personaje), lo explica recordando que la materia sólida no es tan sólida en realidad: está formada por átomos, entre los que hay espacio. El aparato hace vibrar la materia, de forma que los átomos de un cuerpo sólido puedan pasar entre los del otro cuerpo. Hace una analogía con un soldadito de jugete que se hunde en un vaso relleno de arroz crudo.

Todos sabemos que la materia está constituida por átomos. Y supongo que varios habréis leído que el espacio entre átomos en relativamente grande comparado con el tamaño del propio átomo. Además, el átomo está formado a su vez por partículas. El espacio que hay entre el núcleo atómico y los electrones, es también bastante considerable (comparado con el tamaño del núcleo, claro). La materia, ciertamente, es en su mayor parte espacio vacío. Así que cabe preguntarse ¿por qué entonces parece tan sólida (en el caso de cuerpos en estado sólido claro)? Es obvio que por mucho que empujemos contra una pared, no vamos a conseguir que nuestros átomos pasen entre los de la pared. Vemos y tocamos objetos que no parecen huecos en absoluto. De hecho, en el colegio nos enseñaron el concepto de la impenetrabilidad de los cuerpos (mente limpia, por favor), que nos dice que dos objetos no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo. ¿Por qué?

La respuesta corta es: por la fuerza electromagnética.

La respuesta larga es realmente larga, y requiere adentrarnos en la propia naturaleza de la materia. Así que voy a intentar simplificar bastante.

Como sabéis, el núcleo de un átomo está formado por protones, que son particulas con carga eléctrica positiva, y neutrones, que son partículas sin carga eléctrica. Alrededor del núcleo (y relativamente lejos) tenemos a los electrones, que son partículas con carga eléctrica negativa. Como electrones y protones tienen distinto signo, se atraen, de forma que los electrones permanecen alrededor del núcleo, sin «escaparse».

La carga eléctrica de un protón tiene la misma magnitud que la de un electrón (pero de distinto signo, no lo olvidemos), y un átomo tiene tantos protones como electrones, por lo que «visto desde lejos», un átomo es eléctricamente neutro. Pero la «corteza» de todo átomo está formada por partículas con carga del mismo signo, por lo que los átomos no pueden acercarse entre sí tanto como queramos. Si los acercamos mucho, para intentar que se atraviesen mutuamente, llega un momento en el que la fuerza electromagnética de repulsión entre los electrones más externos de cada átomo, nos lo impide. Así que ya tenemos una barrera. Además, aunque superáramos esa repulsión, los propios núcleos atómicos se repelerían también al acercarse, al tener todos el mismo signo. Así que no podemos «entremezclar» dos átomos, así por las buenas.

En las clases de química del colegio nos enseñaron que los electrones de un átomo se distribuían en capas. Además, nos enseñaron también que la última capa suele estar «incompleta» (salvo en el caso de los gases nobles), de forma que los átomos tienden a unirse y formar moléculas o estructuras mayores, compartiendo sus electrones más externos para «completar» esa capa. Así, por un lado, aprendimos el concepto de electronegatividad, que nos indica cómo tiene un átomo de «sujetos» a sus electrones. Un átomo con baja electronegatividad, pierde fácilmente sus electrones más externos, y un átomo con alta electronegatividad, «roba» con facilidad los electrones de su vecino. Por otro lado, en el cole estudiamos el concepto de valencia (que levante la mano el que hiciera un chiste fácil, en clase), y aprendimos que había tres tipos de enlaces: metálico, covalente e iónico.

Un enlace iónico se produce entre átomos de electronegatividad muy diferente. Los electrones de la capa más externa «saltan» del átomo de menos electronegatividad al de más. Al hacerlo, ambos átomos se convierten en iones: uno con más electrones de la cuenta, y otro con menos. Como ya no son eléctricamente neutros, y tienen cargas opuestas, se atraen.

Un enlace metálico se produce entre átomos de baja electronegatividad. Los electrones de la capa más externa «se escapan» y quedan por ahí sueltos. Los átomos quedan cargados positivamente, y los electrones forman una nube que mantiene esos átomos unidos (nuevamente, por atracción eléctrica, al ser los átomos y la nube de distinto signo).

Finalmente, el enlace covalente es un poco más difícil de explicar en estos términos tan sencillos. Los átomos se unen para compartir electrones de su capa externa. Podemos pensar que estos electrones compartidos hacen un papel similar al de la nube de electrones del enlace metálico: están entre los átomos de la molécula, y los atraen, al quedar «un poco cargados positivamente» (pido perdón a químicos y físicos por la excesiva simplificación).

Las moléculas a su vez se mantienen unidas, también debido a la interacción electromagnética. Hace tiempo expliqué el caso particular del puente de hidrógeno en el agua, que es bastante sencillo de entender. Básicamente, ocurre cuando una molécula está formada por hidrógeno y átomos más electronegativos que él. Éstos átomos más electronegativos, al atraer más los electrones compartidos que los de hidrógeno, hacen que la carga eléctrica de la molécula, aunque sea globalmente neutra, se reparta de forma desigual en la misma, teniendo así zonas donde hay más carga eléctrica negativa (los átomos más electronegativos), y zonas donde hay más carga poritiva (los átomos de hidrógeno). Esto hace que las moléculas se atraigan por los «lados» de cargas opuestas, y se mantengan juntas.

Este tipo de enlace no es el único, pero el resto de fuerzas intermoleculares tiene un origen similar: atracción eléctromagnética entre las mismas, al no estar los electrones uniformemente distribuidos, y crear zonas con acumulación de cargas negativas y zonas con acumulación de cargas positivas.

Cuando decimos que los átomos y moléculas están «unidos», en realidad queremos decir que están muy cerca uno del otro, y tienden a quedarse así. Las fuerzas electromagnéticas de los enlaces atraen los átomos, pero recordad que al principio expliqué que los átomos se repelen también si se acercan demasiado. Así que los átomos enlazados están «juntos pero no revueltos», manteniendo un equilibrio entre la atracción y repulsión. Esta situación de equilibrio es similar a la de un muelle: si lo estiras, aparecerá una fuerza que tenderá a comprimirlo nuevamente; y si lo comprimes, aparecerá otra fuerza que tenderá a estirarlo. En ambos casos, las fuerzas que aparecen tienden a devolverlo a esa posición de equilibrio.

Así que la materia se mantiene unida por la interacción electromagnética. Cuando empujamos contra una pared, nuestras manos no se hunden porque las fuerzas electromagnéticas mantienen los átomos en su sitio, impidiendo que los de nuestras manos pasen entre los «huecos» de la pared. Si aplicamos suficiente fuerza, terminaremos rompiendo los enlaces entre moléculas, que se traduce en una ruptura física del cuerpo en cuestión. Es lo que ocurre cuando rasgamos una hoja de papel, o derribamos un tabique, por ejemplo. Pero claro, eso no tiene nada que ver con lo que vemos en la serie.

Alphas: No basta con ver las ondas electromagnéticas

Hace poco, vi la primera (y única de momento) temporada de una serie llamada Alphas. Trata de unas personas con poderes sobrehumanos, a los que se denomina con el término «alfas». Los protagonisnas son un grupo de alfas (menos su lider, que es un psiquiatra sin poderes), que trabaja para el gobierno, buscando alfas descontrolados, para ayudarles o incluso pararles los pies, si son una amenaza. Salvo por el detalle de que los protagonistas trabajen para el gobierno, el planteamiento me recuerda mucho a la Patrulla X de la Marvel (cambiando el término «mutante», por el de «alfa»).

Las habilidades de los protagonistas intentan no ser demasiado fantasiosas, para poder dar algún tipo de explicación fisiológica verosímil (sin perder de vista que estamos hablando de ciencia ficción; y no, no voy a hablar de la verosimilitud de sus poderes). Uno se puede hacer muy fuerte, otro es muy ágil y tiene una puntería extraordinaria, otro tiene los sentidos superdesarrollados, otro puede sugestionar a la gente y manipularles, y el último puede ver las ondas electromagnéticas (distintas de la luz visible, claro).

Éste último, llamado Gary, es mi favorito. Se trata de un chico con cierto grado de autismo. Según nos cuentan en el primer episodio, su poder consiste simplemente en eso: ver las ondas electromagnéticas. Sin embargo, durante la serie, el personaje es capaz de escuchar conversaciones telefónicas, ver la tele, espiar correos electrónicos, pinchar cámaras de seguridad, y un sin fin de cosas, sin ningún tipo de aparato. Así que la descripción de su poder como «ver las ondas electromagnéticas» es a todas luces incompleta.

El poder «ver» o simplemente captar una señal electromagnética, no sirve de nada si no podemos interpretarla. Ya hablé alguna vez acerca de la modulación de la información a transmitir en una señal. Básicamente, la señal eléctrica que representa la información, sufre una serie de transformaciones para obtener una señal de más alta frecuencia, con un ancho de banda determinado. Existen multitud de posibilidades para ello, tanto analógicas como digitales. Por tanto, Gary ha de ser capaz de demodular en tiempo real una señal (teniendo que elegir entre distintas posibilidades de modulación), y construir una imagen mental de lo que representa. Un don ciértamente extraordinario.

Pero hay más. Las transmisiones de telefonía celular (lo que por aquí llamamos móvil) viajan cifradas. O al menos, así se hace en Europa, con el sistema GSM (imagino que en EEUU también). Además, en un área determinada puede haber muchísimos canales usándose a la vez. Y una llamada puede cambiar de canal (y por tanto de frecuencia) durante el transcurso de la misma. Gary es capaz de escuchar conversaciones telefónicas, y localizar terminales, lo que implica que debe ser capaz de localizar y aislar la señal que le interesa, diferenciándola de las demás (esto se comenta de forma explícita en un episodio), y detectando cambios de canal. Puede también interpretar y comprender el funcionamiento de los distintos protocolos de telefonía celular (en Europa sólo usamos GSM y UMTS, pero en EEUU hay más de un estándar). Además, su cerebro es capaz de romper la criptografía de esas señales, en tiempo real. Eso es algo aún más extraordinario (y por supuesto, si Gary y uno de los terminales no están en la misma celda, es simplemente imposible).

No se vayan todavía, aún hay más (no-premio para el que identifique la cita). En ocasiones, ha leído correos electrónicos ajenos y ha navegado por Internet. Eso quiere decir que es capaz, no sólo de romper la encriptación el cifrado de una red wifi, sino de transmitir él mismo algún tipo de señal. La Web funciona en el fondo de una manera muy simple: se hace una petición de un recurso, y se responde con dicho recurso. Así que Gary debe ser capaz de enviar esa petición, es decir, de generar él mismo una señal electromagnética (cifrada y modulada). Y por supuesto, es capaz de comunicarse usando el protocolo HTTP, interpretar las etiquetas HTML e instrucciones JavaScript de una página web, y entender correctamente los distintos formatos de imagen, vídeo o documentos con formatos diversos. Todo con su cabeza, y de forma instantánea.

Como colofón final, también se ha visto al personaje seguir a personas que están en la calle, de forma remota. Me pregunto hasta qué punto hay una cámara de seguridad en cada esquina de cada ciudad de EEUU, y si transmiten el vídeo por cable o de forma inalámbrica, ya que en el primer caso, Gary simplemente no puede ver la señal si no pincha dicho cable.

En fin, que el poder de este personaje no es simplemente «ver las ondas electromagnéticas» como se nos dice. En realidad tiene dos poderes distintos, que combina a la perfección: captar y enviar ondas electromagnéticas, y procesar cualquier tipo de información, por compleja que sea, saltándose todo tipo de encriptación cifrado. Comparados con él, el resto de personajes tiene poderes de poca monta.

Perdidos: Transmisión de señales

Desde hace poco, están reponiendo en FDF la famosa serie Perdidos. Al ver de nuevo el episodio piloto, me fijé en alguna que otra cosa comentable aquí. Como recordaréis, en el primer episodio, lo primero que hacen los protas es ir a la cabina del avión para recuperar el transceptor del mismo. Como está estropeado, Sayid lo arregla y junto con varios personajes buscan un lugar alto para emitir una señal de auxilio. Pero al hacerlo, Sayid les dice que no pueden transmitir porque hay ya una transmisión desde la isla, que les está bloqueando. Manipula el transceptor para encontrar la frecuencia de esa señal y captarla, y así descubren la famosa emisión grabada y repetida una y otra vez, de la francesa.

Bueno, una transmisión desde un apararto, no puede bloquear otra transmisión desde otro aparato distinto, así por las buenas. Si así fuera, una persona hablando por un teléfono móvil, impediría que otra lo hiciera también, por ejemplo. Estamos rodeados de transmisiones de todo tipo (teléfonos, radio, televisión, Wi-Fi), y ninguna bloquea a otra.

Algo que puede ocurrir es que dos transmisiones se interfieran. Si ambas transmisiones comparten o solapan el ancho de banda (el intervalo de frecuencias de su señal), un receptor podría confundir ambas transmisiones y no ser capaz de separarlas. Pero no es el caso de Perdidos. Sayid menciona de forma explícita que está buscando la frecuencia de la otra transmisión, para poder escucharla, lo que indica que él estaba utilizando otra frecuencia distinta. Y si las dos transmisiones se realizaban en frecuencias distintas, la escena carece de sentido.

Fijaos que he hablado de interferencias, no de bloqueos, o de impedimentos para transmitir. Y es que si emimos una señal en la misma frecuencia que otra, nos estaremos interfiriendo mutuamente, pero eso es todo. Nada nos impide transmitir e interferir la otra señal, dificultando o impidiendo su correcta recepción. De hecho, así es como funciona un inhibidor.

La única posibilidad es que el propio transceptor, como parte de su funcionamiento, escuche antes de transmitir, y no permita la transmisión si detecta que la frecuencia está ocupada. Pero esto ocurriría sólo si se intenta transmitir en la misma frecuencia, y ya hemos visto que no es el caso.

«¡Ah! Pero estás hablando de Perdidos, donde ocurren cosas muy raras, y efectos electromagnéticos extraños». Sí, pero entonces, Sayid debería añadir algún tipo de comentario indicando que no es posible, o que no entiende lo que ocurre, al igual que todos se extrañan cuando ven al oso polar en plena isla tropical. Y no ocurre así. Sayid dice simplemente que no pueden transmitir porque ya hay alguien transmitiendo en otra frecuencia, como si fuera la explicación más lógica del mundo.

Fringe: Espectro electromagnético

Hoy toca Fringe otra vez. Como comenté en el envío anterior, en los primeros capítulos ya vi dos cosas muy destacables, y hoy voy a comentar la segunda. En el tercer capítulo de la primera temporada, aparece lo que denominan «red fantasma», que es una red de comunicaciones clandestina que usan «los malos», indetectable por medios convencionales. La explicación es que hay un espectro desconocido de ondas, que son las que usan para comunicarse. Como es un espectro que nadie más ha descubierto, es un medio de comunicación totalmente seguro (no hay nadie inesperado escuchando). El «científico loco» dice literalmente: «un espectro de ondas, fuera del rango de las ya descubiertas».

Bueno, eso del espectro desconocido, o por descubrir, no tiene ningún sentido. El espectro electromagnético no es algo que se descubra o que permanezca oculto, ya que no es algo físico. Es simplemente un nombre que se le da a todo el rango posible de frecuencias, desde el cero hasta el infinito (sin incluir ninguno de los dos, pues por definición, una frecuencia cero no es una oscilación, y el infinito es un concepto abstracto e inalcanzable).

Es como si decimos, por ejemplo, que hay por ahí una nueva escala de temperaturas desconocida, fuera del rango conocido. No me refiero a escalas en el sentido de unidades, sino a un nuevo rango de temperaturas. A un nuevo concepto de tempraratura. O pensad en un nuevo rango de distancias desconocido. O en una nueva recta real desconocida (y antes de que alguien lo mencione, que os conozco, que piense primero si una frecuencia imaginaria tiene algún sentido). Si el «rango conocido» abarca desde el cero al infinito (o desde el menos infinito al infinito, en el caso de los números reales, por ejemplo), es imposible que exista un «rango desconocido».

Si a lo que se refería era a que no utilizaban ondas electromagnéticas como todo el mundo, sino alguna otra cosa, la mención al espectro por descubrir, sigue sin tener sentido. ¿Diríais que el espectro de ondas sonoras (estén en el rango audible o no) son un «espectro fuera del rango» del electromagnético? Pues no. Decimos que son ondas diferentes, y que no tienen nada que ver una con la otra. Sin embargo, la explicación del espectro desconocido sugiere que se está hablando del mismo tipo de ondas pero con unas frecuencias desconocidas (que no están entre cero e infinito).

La única posibilidad coherente es que se usara una región no utilizada normalmente para comunicaciones. Cuando se hacen barridos de frecuencias para detectar una transmisión, es lógico ceñirse a las bandas utilizadas habitualmente. Pero eso no es usar un rango desconocido de ondas, sino un rango conocido y no explotado. Y de hecho, casi todo el rango utilizable para transmitir información, ya se usa, por lo que hay poco margen para encontrar un hueco en el que a nadie se le ocurra espiar. Si empezamos por las ondas de más baja frecuencia, y subimos a partir de ahí, tenemos los distintos tipos de radiofrecuencia (onda larga, corta, UHF, etc), que ya se utilizan para comunicaciones. Luego vienen las microondas, que también se utilizan para el mismo propósito (móviles, y enlaces entre torres de comunicaciones). Subimos y tenemos los infrarrojos, que ya se usan en los mandos a distancia (no solo de la tele, sino que hay periféricos inalámbricos para ordenadores, que también usan este rango para comunicarse). Más arriba está la luz visible, que se usa, por ejemplo, en las fibras ópticas. Por encima está la radiación ultravioleta, rayos X y gamma. Estos últimos rangos ya no se usan para comunicaciones (al menos sin cable) y por una muy buena razón: son radiaciones ionizantes, es decir, arrancan electrones de los átomos que golpean, y son muy dañinas para el ser humano. Si tenemos un aparato que emita esas frecuencias de forma indiscriminada, nos cargaríamos a gran parte de la población (y si queremos montar una red clandestina, eso es algo que llamaría mucho la atención, me parece).

Pero usar un rango no explotado en comunicaciones, no es lo que nos dicen en la serie. Nos hablan de un rango desconocido del espectro, o de un «espectro paralelo». Y eso no es que sea físicamente imposible, es que el concepto en sí mismo carece de sentido (como pensar en lo que hay más al norte del polo norte, o en un nuevo día de la semana desconocido).

Impact: (IV) Electromagnetismo

Hoy volvemos con la miniserie Impact, y veremos uno de los platos fuertes del argumento: el magnetismo interfiere en la gravedad, o atrae a las personas, o algo similar. La verdad, es que el propio argumento es confuso al respecto.

Empecemos por el principio, el famoso fragmento de enana marrón que impacta contra la luna, está fuertemente magnetizado, y modifica el campo magnético lunar, de forma que interfiere con el terrestre. Aquí hay que decir que, si bien la Luna tiene un campo magnético, éste es muy tenue, irregular y producido a la presencia de minerales magnéticos en nuestro satélite. No es producido por un nucleo en rotación, como en el caso de nuestro planeta, y su intensidad es menos de una centésima parte del nuestro.

La cuestión es que según los científicos protagonistas, al interactuar el nuevo campo magnético lunar con el terrestre, en sus momentos de máxima aproximación, se producen anomalías gravitatorias. Bueno, no hay forma alguna en que un campo magnético pueda interferir con la gravedad. Son cosas totalmente diferentes, que no interactuan entre sí.

Es cierto que según la Teoría del Todo estas dos fuerzas serían aspectos distintos de una misma cosa. Pero esta unificación se produciría a unas energías imposibles de conseguir en la Tierra. Para hacernos una idea, todos habéis oído hablar del famoso LHC, conocido por ser el mayor acelerador de partículas construido hasta la fecha. Pese a ello, la máxima energía que puede proporcionar a las partículas (7·10⁹ eV), es una birria comparada con las energías que pueden llegar a alcanzar partículas procedentes de rayos cósmicos al penetrar en nuestra atmósfera. Concretamente, se han detectado partículas con una energía 100.000 millones de veces superior a la del LHC (3.10²⁰ eV). Pues bien, esta máxima energía detectada, es a su vez una birria comparada con la necesaria para unificar la gravedad con el resto de interacciones (entre ellas, el magnetismo), que es unas 100 millones de veces superior (10²⁸ eV).

Por tanto, en lo que nos atañe ahora, no importa si la gravedad y el electromagnetismo están relacionados o no. En el «nivel» en el que nos movemos, son interacciones totalmente independientes.

Un poco más adelante, parece darse a entender que realmente no es que el electromagnetismo afecte la gravedad, sino que se producen atracciones púramente magnéticas. Uno de los personajes pregunta si eso no debería afectar únicamente a los metales, pero el científico protagonista responde que todos estamos hechos de electromagnetismo.

Bueno, es verdad que a nivel subatómico, toda la materia está compuesta por partículas electromagnéticas. Los protones y electrones que forman los átomos tienen carga eléctrica, y además, momento magnético. De hecho, si pensamos por ejemplo en un vaso sobre una mesa, la fuerza que se opone a la gravedad que tira del vaso hacia abajo, es la repulsión electromagnética entre los electrones de la zona de contacto entre el vaso y la mesa (simplificando mucho).

Pero nuestra experiencia cotidiana nos muestra que el magnetismo sólo afecta a determinados materiales (al menos, de forma apreciable). Esto es porque aunque las partículas tienen un momento magnético, estos momentos están orientados en todas direcciones, de forma que se cancelan entre sí, y a nivel macroscópico el magnetismo es nulo. Es fácil comprobar que un iman no se pega a nuestra mano, por ejemplo (y si se pega, es debido a un problema de higiene). Existen materiales, como el hierro, en el que estos minúsculos momentos magnéticos se pueden orientar en la misma dirección, de forma que aparece un campo magnético macroscópico (como en el caso de los imanes). Este comportamiento se denomina ferromagnetismo. Existen también materiales en los que si bien sus momentos magnéticos están desordenados, en presencia de un campo magnético externo se alinean con él, de forma que son atraídos (paramagnetismo) o repelidos (diamagnetismo) por la fuente del campo. Pero nuestro cuerpo no presenta ninguna de estas características.

Y llegamos al final. Como sabéis, para arreglar el desaguisado, se manda una misión a la Luna para expulsar el fragmento de enana marrón, utilizando un aparato que inventó en su día el protagonista: un supuesto artefacto «anti-gravedad» pero que en realidad lo que emplea es simple repulsión magnética. La idea es colocar un aparato en el centro de la Luna, de forma que genere un campo magnético que repera el fragmento de enana marrón.

Para que se entienda bien el plan, los protagonistas lo explican mostrando una pequeña animación, en la que se puede ver claramente cómo el fragmento de enana marrón y el núcleo lunar, están etiquetados con un signo «+». Y no aparece un «-» en ninguna parte. Tenemos entonces que el fragmento es un monopolo magnético, y que el aparato del prota es capaz de crear otro. ¿Y eso qué es? Bueno, hace tiempo lo expliqué. Básicamente sería el equivalente de una carga eléctrica, pero trasladado al magnetismo. Imaginad uno de los polos de un imán, pero aislado.

Sin embargo, los monopolos magnéticos no existen. De hecho, una de las Ecuaciones de Maxwell lo impide expresamente. Al igual que ocurría con la interacción entre gravedad y magnetismo, existen teorías que predicen su existencia (también relacionadas con la unificación de interacciones). Pero lo cierto es que a día de hoy, no se ha encontrado ninguno. Y no por falta de intentarlo. Si alguien observa uno (y lo demuestra), se lleva el Nobel seguro.

Monitores con nieve

Actualización (18 de mayo de 2009): He cambiado parte de la explicación, ya que la causa no es que la señal sea analógica, sino que esté modulada en radiofrecuencia.

Hace poco, viendo un episodio de Smallville, me fijé en un recurso que me suena haber visto en otros sitios. La escena era la siguiente: una habitación con las paredes cubiertas de pantallas, y un ordenador con su respectivo monitor, en el centro de la misma. Un virus informático es introducido en el sistema, y entonces las imágenes de los monitores comienzan a bailar y desaparecer, hasta ser sustituidas por la clásica imagen de ruido o nieve que aparecía en las televisiones algo antiguas cuando seleccionábamos un canal no sintonizado. Sin embargo, esto no puede ocurrir en un monitor de ordenador, a menos que deliberadamente reproduzcamos un vídeo a pantalla completa de dicho fenómeno (y no creo que eso estuviera en las prioridades del programador del virus).

¿Por qué se produce (o producía) la nieve? Antes de las pantallas de plasma, la alta definición, la televisión digital y todas las modernidades que nos rodean, la televisión que todo hijo de vecino tenía en su casa era un armatoste con un tubo de rayos catódicos, y una única entrada de radiofrecuencia (a la que llamábamos «toma de la antena» o simplemente «antena»). Por dicha entrada llegaban las señales (que efectivamente, procedían de la antena) de los distintos canales, todos ellos modulados en radiofrecuencia. ¿El qué? Bueno, hace bastante expliqué un poco qué es eso de la modulación. Resumiendo un poco, la información de audio y vídeo debe «meterse» en una señal electromagnética, de forma que luego se pueda extraer. Además, como hay muchas emisoras, cada una tiene que limitar su señal a un rango determinado de frecuencias. Esto se hace eligiendo una frecuencia concreta (portadora) a cuyo «alrededor» viaja la información. Pues bien, al proceso de generar una señal electromagnética, en un determinado rango de frecuencias, y con la información que queremos (en este caso, audio y vídeo), se le denomina modulación (y pido perdón a mis compañeros telecos por la extremada simplificación de esta explicación).

Así que tenemos múltiples emisoras, emitiendo en distintas frecuencias. Todas estas señales electromagnéticas llegan a nuestra antena, que las convierte en corrientes eléctricas para que puedan llegar por un cable hasta el sintonizador de nuestra tele. Como cada emisión va en una frecuencia diferente, lo que hay que hacer para seleccionar un canal es determinar la frecuencia portadora que nos interesa, y descartar el resto. Una vez hecho eso, la señal se «demodula», obteniendo el audio y vídeo del que queremos disfrutar.

Pero el audio y el vídeo son en realidad señales eléctricas, así que hay que utilizar un altavoz para convertir la señal de audio en sonido, y un cacharro más complejo para convertir la señal de vídeo en una secuencia de imágenes. En las televisiones de tubo o CRT (las que tenían una enorme parte trasera) el aparato era un tubo de rayos catódicos que dirigía un haz de electrones sobre una pantalla fosforescente. El punto donde los electrones impactaban en la pantalla, brillaba durante un instante (y el brillo dependía de la intensidad del haz). Así, el haz recorría toda la pantalla, una y otra vez, dibujando imágenes, con la suficiente rapidez como para crear la ilusión de movimiento (25 imágenes por segundo en el sistema PAL, que es lo que se usa por estos lares).

Lo importante de toda esta historia que os he contado, es que hay que demodular la señal, es decir, hay que extraer la información de esa frecuencia portadora. Debido al sistema utilizado para ello, el sintonizador «intenta» extraer la información, sin importar lo que haya en la entrada. es que la electrónica del aparato era analógica. ¿Qué quiere decir? Pues que las pequeñas variaciones de la señal electromagnética se traducían directamente en variaciones de la imagen. Además, el haz barría la pantalla una y otra vez, sin importar si había señal o no. ¿Y qué pasaba si no habia señal? Pues que las únicas señales variaciones eléctricas que aparecían era el inevitable ruido blanco que aparece en todo sistema eléctrico, es decir, el sintonizador demodulaba el ruido, y que el haz seguía como patrón una pequeña señal aleatoria, de forma que dibujaba puntos claros y oscuros de forma aleatoria.

La entrada de radiofrecuencia no es la única que tiene un televisor, al menos, uno mínimamente moderno. Es habitual encontrar al menos una entrada euroconector (esa que es muy ancha, con dos hileras de pines), y no es raro que tenga también una entrada de audio (formada por dos conectores, pintados de color rojo y blanco) junto a una de vídeo compuesto (un conector igual a los de audio, pero de color amarillo), o una de S-Vídeo (redondo, más grueso, con pines). La señal que llega a cualquiera de estas entradas no está modulada en radiofrecuencia, sino que viaja «tal cual» (por decirlo de alguna forma, aunque no sea demasiado exacto). Y si no hay señal, no se pinta nada en la pantalla, de forma que si uno selecciona una de estas entradas sin señal, veremos simplemente una imagen negra.

¿Cómo funciona un monitor de ordenador? Bueno, a un monitor llega una señal digital, que es interpretada por el aparato para mostrar imágenes. Una señal digital es básicamente una secuencia de números. Como podéis suponer, los números no viajan así como así, sino que son representados de distintas formas (por ejemplo, pulsos de distinta intensidad). La ventaja de una señal digital es que es más resistente al ruido: podemos distorsionar levemente la señal, y seguir siendo capaces de interpretar los números de forma correcta. La entrada de un monitor es distinta a las que he mencionado, pero lo importante es que la señal no está modulada en radiofrecuencia, y el monitor no tiene un sintonizador, como ocurre con un televisor. Como consecuencia de ello, ante la ausencia de señal, no se interpretará el ruido de fondo de ninguna forma, es decir, no sé intentará «pintar» el ruido blanco, sino que no se pintará nada. Veremos una aburrida imagen negra (o si el aparato es más sofisticado, un pequeño letrero de «Sin señal», «No signal» o similar).

Así que, si por el motivo que sea, un ordenador deja de transmitir la señal de vídeo al monitor, no veremos nieve, sino una pantalla negra, tal vez con algún mensaje generado por el propio monitor. Y eso sólo si la señal se interrumpe, lo que quiere decir que el virus debe alterar la configuración de video del ordenador infectado, o apagarlo (cosa que no veo de utilidad a la hora de destruir datos). Puede quedar muy efectivo que las pantallas muestran nieve, para informar al espectador de lo que ocurre (otros directores prefieren la animación de una calavera con dos huesos cruzados; no-premio al que sepa de qué peli estoy hablando), pero a menos que el diseñador del virus sea tan gracioso que haya programado una rutina específica que simule nieve en un monitor, es algo que no puede ocurrir.

La magia informática de CSI Miami

Los que sigáis la serie «CSI: Miami» habréis comprobado que, el equipo informático del que dispone la policía de Miami está más cerca del de Minority Report que del que podamos ver en el mundo real, con gigantescas pantallas transparentes con elaboradas animaciones 3D (aunque sea para mostrar una huella dactilar). Pero ahora no voy a hablar de eso, sino de una escena del episodio de esta semana, que hizo sonar mis pequeñas alarmas de la cabeza.

En el episodio, los protas investigaban a una empresa privada de mercenarios, que recibía encargos de la administración pública (eran sospechosos de haber utilizado un arma ilegal para matar a tres traficantes de armas). El presidente (o director general, o algo similar) de la empresa es posteriormente asesinado, y los CSI recuperan su ordenador portátil, para ver qué encuentran. Mientras lo están utilizando, de pronto el disco duro comienza a borrarse (con los inevitables porcentaje y barra de progreso, que nos indican lo que queda para terminar). No pueden hacer nada para evitarlo, pero se dan cuenta que la causa es una señal exterior, que se ponen a localizar. Cuando a los pocos segundos el disco es borrado completamente, los protas han conseguido averiguar el origen de la transmisión.

Bueno, en una escena de pocos segundos ocurren varias cosas destacables. Lo primero y que seguramente llamará la atención es la imposibilidad de apagar el ordenador. Nada más fácil ya que toda máquina que funciona con electricidad necesita inevitablemente... pues eso, electricidad. Basta con interrumpir el suministro eléctrico. Y sí, estamos hablando de un portátil, y puede que tuviera batería para rato, pero entonces basta con extraerla. Bueno, vale, es el portátil de una empresa de seguridad, que se ha molestado en instalar un mecanismo para borrar datos de forma remota; tal vez esté atornillada o algo así. Pero es que los protas ni siquiera lo intentaron.

En realidad, a la hora de examinar el contenido de un disco, parece más lógico y seguro hacerlo extrayendo dicho dispositivo, y utilizar un ordenador diferente o un hardware específico para ello. De esta forma uno se evita cualquier «trampa» que pueda haber en el sistema. Comenté algo similar hace tiempo, a raíz de otro «disco trampa» en la serie Mentes Crinimales.

Otro detalle, más sutil, es la brevedad en la que se borra el disco. Como también comenté en el otro artículo, un borrado rápido convencional, en realidad no borra datos, sino que marca el espacio ocupado por los ficheros como disponibles. Los datos siguen ahí y pueden ser recuperados con el software adecuado. Para evitar esto, se debe sobreescribir lo que se pretende borrar, y esto es algo que lleva más tiempo. Además, parece que aún así, con un equipo muy especializado, es posible recuperar datos, por lo que es preferible sobreescribir varias veces, y con distintos datos basura.

Dejemos ahora el mundo de los ceros y unos, y fijémonos en cómo se activa el proceso de borrado: una señal externa (necesariamente electromagnética) que al recibirse ejecuta un programa. Obviamente el portátil debe disponer del hardware adecuado para ello, pero no puede tratarse de un simple receptor Wi-Fi, ya que la señal es transmitida desde otro punto de la ciudad. El Wi-Fi tiene un alcance bastante limitado, de varios metros (no llega al kilómetro ni de lejos), por lo que debe ser algún hardware muy específico. Pero lo importante de todo esto es que en un momento dado, mientras el CSI teclea como loco para averiguar el origen de la señal, menciona algo de una transmisión vía satélite. El diálogo es muy confuso, y la verdad, no sé si se refería a que la señal llegaba vía satélite, o a que estaba utilizando un satélite para localizarla. Bueno, en realidad no importa, ya que en ninguno de los dos casos es posible localizar la señal.

Si se referían a que la señal estaba llegando vía satélite, cualquier intento que hubieran hecho para localizar el origen de la señal habría dado como resultado... ¿lo adivináis? El satélite. Cuando se utiliza en comunicaciones, un satélite no es más que un repetidor en órbita. El emisor terreno transmite con una antena especialmente diseñada (las famosas antenas parabólicas) hacia el satélite, en determinadas frecuencias. Es satélite entonces traslada la información a otras frecuencias (para no interferir) y transmite hacia la superficie terrestre. Cualquier técnica que se nos ocurra para localizar una emisión electromagnética, dará como origen el satélite.

Si se referían a que estaban utilizando un satélite para localizar el origen de la transmisión, tampoco habrían podido. Como todos sabéis o imagináis, las emisiones de radio se atenúan con la distancia. Los satélites están en órbita alrededor de la Tierra. Muy, muy altos, del orden de cientos o miles de kilómetros de altura (concretamente, la órbita geoestacionaria, que es donde se encuentran la gran mayoría de satélites de comunicaciones, está por encima de los 35.000 km, que es más de 5 veces el radio terrestre).

¿Cómo se pueden utilizar entonces como repetidores? Bien, cuando se emite hacia un satélite, se concentra la emisión de ondas electromagnéticas en una sóla dirección (apuntándo al satélite, claro), en forma de haz. El satélite emite de forma similar, aunque abriendo un poco el haz, para abarcar una buena parte de la superficie terrestre. En las emisiones terrenas, sin embargo, o se utilizan antenas que emiten en todas direcciones, o se usan antenas con algo de direccionalidad, evitando siempre apuntar al cielo. En el primer caso, hay que pensar que el frente de onda sería algo parecido a una superficie esférica centrada en la antena, que se hace cada vez más grande. Esto que hace que la señal se atenue mucho con la distancia, debido a que cuanto más lejos, la misma potencia debe repartirse por una superficie mucho mayor (concretamente, la superficie aumenta con el cuadrado de la distancia). En el segundo caso, es obvio que si se intenta evitar transmitir hacia el cielo, un satélite no captará nada.

Como remate final, todo eso lo hacen desde el mismo portátil que está siendo manipulado desde el exterior. Es una norma de sentido común no utilizar un ordenador que está siendo comprometido. ¿Quién me asegura que además de borrar el disco, no están manipulando los datos para proporcionarme información errónea? Además, parece de sentido común que si me preocupa que los datos se vean comprometidos ante el robo del portátil, e instalo un sistema que permita borrar el disco de forma remota con una transmisión de radio, no instalaré también un sistema para rastrear dicha señal (hardware y software).

CSI NY: «Crackeando» con chaquetas inalámbricas

Tras ver el episodio de CSI: NY de esta semana (y si no lo habéis visto, no sigáis), no puedo evitar comentar la «chaqueta inalámbrica» que usan los delincuentes. Recordemos un poco la trama: un genio fabrica unas chaquetas (de esmoquin, creo recordar) en cuyo interior hay una serie de alambres a modo de antenas, y un microprocesador. La chaqueta es capaz de conectarse de forma inalámbrica a los dispositivos que tenga cerca (no solo ordenadores, sino PDAs, móviles, etc.), y descargarse todos sus datos. Además, de alguna forma, las ondas electromagnéticas que emite, interfiere en aparatos eléctricos, de forma que las luces se encienden o parpadean. Así, en el laboratorio de los CSI, tras cortar la corriente al descubrir que había un acceso no autorizado en la red informática, a los pocos segundos se encienden las luces de la mesa donde estaban examinando la chaqueta.

Bueno, obviemos el hecho de que no nos explican de donde obtiene la energía, o dónde almacena los datos la chaqueta (podría tener pequeñas baterías, y memorias flash en su interior). Lo primero que debe de llamarnos la atención es que la chaqueta parece ser capaz de meterse en cualquier red o dispositivo. Sin embargo, por la propia naturaleza de un acceso inalámbrico, el dispositivo en cuestión debe permitir dicho sistema de comunicaciones. Es decir, a menos que el aparato en cuestión tenga Wi-Fi, Bluetooth o algo similar (y que la chaqueta además tenga implementado dicho acceso) será imposible hacer nada. Si la conexión de tu aparato con el mundo exterior, es únicamente con cables, no hay nada que hacer.

Uno puede imaginar que un PC doméstico moderno, es fácil que tenga algún acceso inalámbrico (a la mayoría de la gente le gusta tener lo último), pero me cuesta creer que la policía de NY tenga redes inalámbricas en sus edificios. Una comunicación de este tipo es inherentemente más insegura que una comunicación por cables. Independientemente del cifrado que pueda tener la comunicación (usar Wi-Fi sin cifrar es una invitación a todos los amigos de lo ajeno), cualquiera puede «escuchar» una transmisión por el aire, sin ser detectado. Interceptar una comunicación por cable es más complicado, puesto que hay que tener acceso físico al cable, en primer lugar. Además, un «pinchazo» puede detectarse, ya que si el aparato utilizado es pasivo, al receptor legítimo le llega la señal con menos potencia, puesto que parte de ella es desviada hacia la escucha ilegítima. Con una conexión inalámbrica esto no sucede, puesto que se irradian ondas electromagnéticas en todas direcciones. Sería como intentar averiguar si, al hablar, alguna persona extraña de alrededor está escuchándote o no.

Tenemos también el hecho de que la chaqueta accede sin problemas a toda la información. Todos conocemos más o menos que es eso de los «hackers» y «crackers» (que conviene no confundir: el cracker vendría a ser un hacker seducido por el lado oscuro), y sabemos que ocurren robos de información, ataques a ordenadores, virus informáticos, y todo eso. Pero cualquier tipo de acceso no autorizado, es debido a un error de programación del sistema. Un error que además permita hacer ciertas cosas que no se deberían hacer. Y eso ocurre, pero cada sistema tiene sus diferentes vulnerabilidades (si las tiene). La chaqueta del episodio, parece ser capaz de «crackear» todo lo que se le ponga a tiro, lo que supone que sabe aprovechar todas las vulnerabilidades conocidas de todos los sistemas. Y no sólo estamos hablando de todo el posible software que puede tener un ordenador (y no todo es Windows en el mundo), sino de vulnerabilidades en PDAs y teléfonos móviles.

Pero no lo ya no tiene ningún sentido es que la chaqueta encienda luces y aparatos. Al principio del episodio, el ladrón es sorprendido con las luces encendidas, cosa que extraña a los CSI. Más adelante, deducen que las luces se encendieron solas, por obra de la chaqueta, al igual que la iluminación de la mesa del laboratorio se encendió, pese a haber cortado el suministro eléctrico.

Un aparato eléctrico cualquiera, y las luces no son ninguna excepción, funciona cuando es sometido a determinado voltaje, y atravesado por determinada intensidad de corriente. Un interruptor eléctrico, como su nombre indica, interrumpe la corriente eléctrica. Puede ser algo tan simple como un pequeño trozo de material conductor, que mecánicamente abre o cierra el circuito, interrumpiendo o permitiendo la circulación de la corriente eléctrica. Y si el circuito está abierto, no hay nada que hacer.

Bueno, uno puede pensar que habrá instalaciones muy sofisticadas, cuyos interruptores no sean mecánicos, sino electrónicos, de forma que se puedan encender y apagar las luces con mandos a distancia, o cosas así. Pero en la escena del laboratorio, los CSI cortan la corriente de toda la habitación, tanto alumbrado como enchufes, lo que implica el uso de algún interruptor general, fusible o el clásico «automático», que son mecánicos, e interrumpen físicamente el circuito. Así, no hay forma de que las luces de la mesa se puedan encender.

Perdidos: El Espejo

Hace poco terminó en EEUU la cuarta temporada de la serie Perdidos. En España, sin embargo, los que únicamente dispongan de televisión terrestre y abierta, se habrán tenido que conformar con llegar hasta la tercera temporada. Al final de ésta, conocemos una estación submarina de la iniciativa DHARMA, llamada El Espejo, donde suceden un par de cosas que son dignas de mención en este blog.

La primera de ellas es la propia funcionalidad de la estación. El Espejo bloqueaba las transmisiones de radio desde y hacia la isla, hasta que Charlie desconecta el equipo. Sin embargo, esto no debería ser posible dada la ubicación de la estación. ¿Por qué? Bueno, para bloquear determinadas frecuencias de radio, lo que se hace es emitir señales de mucha potencia, en las frecuencias que se quieren interferir. Así, el receptor que utilice esa frecuencia captará nuestra señal, y para él será ruido que se superpone a la señal que realmente le interesa, haciendo muy difícil (o imposible) su recuperación. Sería como intentar hablar con alguien en una discoteca, o escuchar música al lado de una taladradora: el ruido tiene más volumen que lo que intentamos escuchar.

Hace tiempo comenté que las ondas electromagnéticas se atenuaban mucho al atravesar un material conductor, y que esta atenuación aumenta con la frecuencia. Concretamente, el agua salada las atenúa muchísimo, de forma que los submarinos no pueden comunicarse de forma normal estando sumergidos, teniendo que recurrir a transmisiones de muy baja frecuencia (ELF), o a boyas unidas al submarino con un cable, que emergen a la superficie. Así que una estación submarina no parece el mejor sitio desde el que interferir las altas frecuencias utilizadas en radiocomunicaciones (a menos que la antena esté en otro lugar, y simplemente se operaba desde El Espejo, a través del cable que lo unía a tierra).

La segunda cosa a mencionar es la relativa al sacrificio de Charlie. Cuando Mikhail vuela el ventanuco, Charlie cierra inmediatamente la puerta del compartimento donde está, inundándose en pocos segundos. Aparte del hecho de que es muy extraño un diseño donde las puertas se bloqueen desde dentro y no desde fuera (pues lo lógico sería abandonar el compartimento afectado y sellarlo), el cuarto se inunda de agua en su totalidad.

Y esto tampoco es posible. Veamos, para que entre agua, el aire debe de salir. Como la puerta se ha cerrado y es estanca, el aire sólo puede salir por el ventanuco. Y una vez que el nivel de agua ha alcanzado la parte superior del mismo, el aire ya no puede salir. Así que la única forma de que suba el nivel de agua a partir de ese punto, es comprimiendo el aire, y una vez que la presión de éste se iguale a la del agua, el nivel no subirá más (y hay que tener en cuenta que la presión del interior debe de ser ya igual a la del agua, puesto que hay una piscina que se comunica con el exterior). Así que necesariamente, debe de quedar una burbuja de aire en el compartimento inundado, que podría haber mantenido con vida al pobre Charlie hasta encontrar alguna solución. Claro que en ese caso, no habría quedado todo tan dramático (me encantó el episodio anterior, en el que recuerda sus «grandes éxitos» a nivel personal).

Ahora que se acerca el verano, podéis experimentar en la playa o en una piscina (o en una bañera, si no hay más opciones), con un vaso, un cuenco, o cualquier recipiente similar. Si lo sumergíis en el agua con la abertura hacia abajo, veréis que permanece aire en su interior. Y si podéis, a medida que aumentáis la profundidad, el nivel de agua de dentro, sube debido al aumento de presión. Podéis comprobar también que si lo inclináis, parte del aire sale (y veréis una buena burbuja subir) y el agua entra.

Y ya que hablamos de la playa, aprovecho para deciros que me voy unos días de vacaciones. Y como todos los años, tal vez el blog esté un par de semanas parado. Me daré un baño por vosotros :-)

Numb3rs: La Ley de Faraday, y la fuerza de rozamiento

El envío de hoy va a ser un poco diferente, ya que voy a comentar dos cosas que no tienen nada que ver, salvo por un episodio de la serie Numb3rs. En el episodio del domingo pasado, el genio matemático y su amigo y compañero físico (genio también), prueban un pequeño robot (aunque llamarlo robot es mucho) que habían fabricado para una competición, consistente básicamente en dos orugas y un motor, y que debía tirar de un coche y moverlo hasta cierta distancia (creo que era un metro). El hermano del matemático y agente del FBI les dice que es imposible, a lo que el físico contesta que han utilizado la Ley de Inducción de Faraday para triplicar la potencia del motor. Y ciertamente el aparatito consigue desplazar el coche, hasta que finalmente falla, sin haber conseguido la distancia deseada.

Empecemos con la mención a la Ley de Faraday. Dicen que han triplicado la potencia del motor gracias a la aplicaciónd e dicha ley. Dicho así, parece que la Ley de Faraday es algo complicado que a sólo dos genios se les ocurriría aplicar en la automoción. Y no es así. La Ley de Faraday nos dice básicamente que sobre un conductor inmerso en un campo magnético variable, se inducen corrientes eléctricas variables. Esta ley forma parte de las famosas Ecuaciones de Maxwell, y es fundamental en el mundo de la electromecánica.

Todos los motores eléctricos, y todos los generadores eléctricos que funcionan a partir de energía mecánica, funcionan en base a dicha ley. Básicamente, y sin entrar en detalles, consisten en una pieza montada sobre un eje, capaz de girar, denominada rotor, que se encuentra dentro de otra, hueca y fija, denominada estátor. Ambas llevan un cable conductor enrrollado sobre cada una. En el caso de un generador, una de las piezas genera un campo magnético (bien es un imán natural, bien un electroimán) y al hacer girar el rotor mediante una fuerza externa, la otra pieza (la que no genera el campo) percibe un campo magnético variable, y se induce una corriente eléctrica que puede ser (y de hecho, es) aprovechada para alimentar otro circuito. El caso de un motor es un poco más elaborado. Al circular la corriente por una de las piezas, se genera un campo magnético que su vez induce corrientes en la otra pieza. Una corriente eléctrica son cargas eléctricas en movimiento, y está sometida a las fuerzas de atracción y repulsión electromagnéticas (fuerza de Lorentz), por lo que sobre el rotor se ejerce un par que produce su giro.

Por tanto, todo motor eléctrico funciona en base a la Ley de Faraday. El motor del pequeño robot no parecía de explosión, sino eléctrico. Por tanto, funcionaba gracias a dicha ley. No tiene mucho sentido decir que con ella han aumentado su potencia. Tal vez al físico se le hubiera ocurrido una forma novedosa de aplicarla, pero dicho así, sin más aportaciones, parece que la genialidad es aplicar la Ley de Faraday sin más. Y eso es algo que se lleva haciendo desde hace mucho tiempo.

Imitando un poco a Omalaled, no puedo resistirme a mencionar dos anécdotas sobre Michael Faraday, muy parecidas. Tanto, que no sé si son ciertas o son una leyenda. Una de ellas dice que cuando presentó su descubrimiento sobre inducción de corrientes eléctricas mediante campos magnéticos, el Primer Ministro británico, Robert Peel, le preguntó: «¿Y esto para qué sirve?», a lo que Faraday respondió: «¿Para qué sirve un recien nacido?». La otra anécdota es muy similar, y cuenta que fue el Ministro de Economía británico, William Gladstone, el que le preguntó para qué servía todo eso de la electricidad, a lo que Faraday respondió: «Algún día, podrá gravarla con impuestos».

Antes he dicho que iba a comentar dos cosas. La segunda tiene que ver con cómo se transmite la fuerza de un motor para impulsar un vehículo rodante. Imaginemos que el pequeño robot tiene potencia suficiente para mover un coche. Bien, al accionar su motor, posiblemente patinaría en el suelo al intentar tirar del coche. Y es que todo vehículo rodante, tenga ruedas u orugas, se mueve gracias a la fuerza de rozamiento con el suelo. Veamos, el motor ejerce una fuerza que se transmite a las ruedas, y estas giran. Pero entre las ruedas y el suelo existe una rozamiento que se opone al movimiento de estas. Por tanto, las ruedas giran sin deslizarse sobre el suelo, y el vehículo se desplaza. Utilizando la Tercera Ley de Newton (la famosa Ley de Acción y Reacción), es fácil deducir que la fuerza que empuja el coche es igual y opuesta a la fuerza de rozamiento entre las ruedas y el suelo.

¿De qué depende esta fuerza de rozamiento? Pues básicamente de dos cosas: de propiedades intrínsecas de los materiales en contacto (expresadas simplemente como coeficiente de rozamiento), y de la fuerza perpendicular al movimiento (y por tanto, perpendicular a la superficie de contacto). En el caso de un vehículo rodante, esta fuerza es el propio peso del vehículo (si estamos en un plano totalmente horizontal; en un plano inclinado sería únicamente la componente perpendicular al plano). Así que por mucha potencia que tuviese el pequeño robot, poca fuerza podía ejercer sobre el coche, ya que su pequeño peso limita mucho la cantidad aplicable sin que las ruedas patinen.

No es imposible, y podría ocurrir, ya que la fuerza que hay que superar para mover el coche no es la del rozamiento de éste con el suelo, sino la del rozamiento de partes móviles que deberían estar engrasadas y con cierta libertad de giro (pues ni habremos puesto el freno de mano, ni tendremos una marcha metida, lógicamente). Pero fijáos que la problemática no es sólo fabricar un motor pequeño con bastante potencia, sino también el dosificarla de forma adecuada para que las ruedas (u orugas) no patinen.

Una pequeña nota, que no tiene nada que ver con lo anterior. En el número de Enero de la revista Espacio, me han publicado un artículo titulado «Movimientos en el espacio», sobre cómo nos muestra el cine y la TV el movimiento de naves en el espacio, y cómo deberían ser. He reutilizado ideas y párrafos ya publicados aquí, que seguramente los habituales del blog reconocerán.

Felices Fiestas a todos.

Los 4 Fantásticos y magnetismo básico

Seguimos un poco más con campos magnéticos, pero esta vez en otro medio muy diferente: el cómic. Ya he escrito aquí alguna vez sobre los 4 Fantásticos (^{[1] y [2]}). Esta vez, nos remontaremos a sus orígenes, hasta el número 20 de la colección, donde aparece por primera vez el Hombre Molécula, un supervillano con poder para controlar las moléculas (como su nombre indica), aunque dado que puede transmutar objetos, sería mejor decir que puede controlar átomos y partículas subatómicas también. Bueno, es un cómic de superhéroes, así que nos creemos que tiene ese superpoder, y ya está.

En el enfrentamiento con los 4F, nuestro villano «crea» unos imanes a partir de las moléculas de aire, con unas propiedades muy curiosas: se «pegan» a los brazos y piernas de Mister Fantástico, y se repelen con fuerza, estirando al pobre lider del famoso cuarteto. El discurso del Hombre Molécula, es el siguiente (las negritas son del original):

Todo lo que necesito es provocar que las moléculas del mismo aire cambien su forma...

...y así, a partir del aire, creo un par de potentes imanes...

Uno es positivo, el otro negativo. Cada uno se adherirá a tu propio cuerpo flexible, y entonces...

...debido al hecho de que se repelen mutuamente, vuelan en direcciones opuestas. Y así, elimino la amenaza de Mister Fantástico ¡para siempre!

Bueno, bueno, bueno. Vale que es un cómic de superhéroes. Nos creemos que hay personajes con poderes extraordinarios, que desafían la física. Nos creemos que se pueden fabricar imanes (ojo, no electroimanes) tan potentes como para seguir repeliéndose con fuerza a varios metros de distancia. Nos creemos incluso que se «pegan» de forma no explicada a las extremidades de Mister Fantástico. Pero lo que ya no cuela es que se repelan porque tienen polos opuestos. Si hay algún principio físico conocido por todo el mundo, incluso los que catearon la física del cole, es esa conocida frase de polos opuestos se atraen, polos iguales se repelen.

Hay otro detalle importante, y es que, por lo que cuenta, el Hombre Molécula ha creado dos monopolos magnéticos. ¿Cómo? Veamos, imaginemos que tenemos un iman en forma de barra, con su polo norte y su polo sur. Eso sería un dipolo magnético. Si partimos la barra por la mitad, uno puede pensar que hemos separado los polos, de forma que tendríamos dos imanes, cada uno con un sólo polo (norte o sur). Esto sería un monopolo magnético. Pero la realidad es muy diferente. Al partir la barra, en realidad obtenemos dos imanes, cada uno con su polo norte y su polo sur. Si partimos nuevamente uno de esos imanes, volvemos a obtener dos imanes «completos». Podríamos seguir y seguir, hasta llegar a nivel subatómico, y quedarnos sólo con un átomo, o incluso una partícula elemental. Y si aun tiene propiedades magnéticas, estaríamos ante un dipolo, nunca ante un monopolo.

Y es que una consecuencia de las Ecuaciones de Maxwell es que los monopolos magnéticos no pueden existir. Nos lo dice concretamente la segunda ecuación, que expresa la Ley de Gauss para el campo magnético. Según esta ley, el flujo neto magnético a través de cualquier superficie cerrada, es siempre cero, o lo que es lo mismo, las líneas de campo son siempre cerradas. ¿Ein? Bueno, para representar un campo magnético (o eléctrico, o gravitatorio, o cualquier campo vectorial), se utilizan las llamadas líneas de campo, que para no entrar en más formalidades, podemos pensar que nos indican las trayectorias que seguirían partículas virtuales (sin ningún tipo de inercia ni oposición) afectadas por la fuerza correspondiente al campo. Si representáramos el campo gravitatorio terrestre, tendríamos una serie de líneas que surgen del centro de nuestro planeta, atraviesan la superficie de forma perpendicular, y continúan hasta el ínfinito en línea recta. Si representamos el campo eléctrico de una carga aislada, tendríamos la misma distribución. Es evidente que cualquier superficie que envolviera la fuente del campo (una esfera concéntrica, por ejemplo) sería atravesada por estas líneas en una sóla dirección. Una superficie cerrada, que no envuelva la carga, sería atravesada dos veces por cada línea, de forma que el mísmo número de línas que entran, salen también, Es decir, el flujo neto es cero.

Pues bien, lo que ocurre con los campos magnéticos es que sus líneas de campo son siempre curvas cerradas, de forma que es imposible «envolver» un zona con flujo neto distinto de cero. Es decir, no existe nada parecido a una «carga magnética». Haciendo una analogía, podemos pensar que un campo eléctrico es como el flujo del agua en un recipiente, con fuentes y sumideros, de forma que hay agua que entra y agua que sale; mientras que un campo magnético sería como el flujo de agua en un recipiente cerrado.

Hay que decir que hay científicos que siguen buscando la posible existencia de monopolos magnéticos (lo que implicaría que las Ecuaciones de Maxwell no son del todo correctas), más que nada porque algunas teorías, como la Teoría de las Supercuerdas o la Teoría de la Gran Unificación, predicen o necesitan de su existencia. Pero aún no se ha conseguido observar ni obtener ninguno.

HAARP y la conspiranoia

Hace poco recibí un correo electrónico de Waterparties, hablándome del HAARP, de la polémica que arrastra, y de los conspiranoicos que ven en él un arma secreta de EEUU. Para el que no haya oído hablar de él, el HAARP (High Frequency Active Auroral Research Program) es un proyecto que pretende entender mejor los mecanismos que rigen la ionosfera, y sus aplicaciones civiles y militares, como mejorar las comunicaciones o permitir que los radares puedan "ver" más allá del horizonte. Para ello, se ha construido un enorme array de 180 antenas capaces de funcionar como una sola, y emitir hasta casi 4 GW de potencia. La idea es emitir pulsos de radiación electromagnética y ver qué ocurre en la ionosfera. Esta capa de la atmósfera terrestre es muy interesante y útil ya que refleja cierto rango de frecuencias de radiación electromagnética, incluido el utilizado para determinadas transmisiones de radio, lo que permite que éstas puedan llegar al otro lado del planeta.

Este proyecto ha desatado polémicas y críricas, y si bien algunas de ellas tienen su lógica, otras son totalmente disparatadas. Uno puede creer que no es buena idea jugar con la ionosfera de esa manera, ya que la simple actividad industrial del hombre parece estar cambiando nuestro medio ambiente. Por otro lado, según la wikipedia, la potencia total por cm² de las emisiones electromagnéticas del HAARP en la ionosfera, es decenas de miles de veces menor que la recibida por la radiación solar, e incluso centenas de veces menor que las variaciones naturales de ésta. Sin embargo podemos pensar en varios ejemplos en los que una pequeña variación de algo, se traduce en una inmensa variación del resultado final. Es por tanto, un tema abierto al debate.

Hay otras afirmaciones que simplemente son fantasiosas, aceptadas únicamente por los amantes de conspiraciones ocultas. Algunas de ellas son que el HAARP puede utilizarse para controlar el clima, calentar areas enteras con microondas, derribar transbordadores espaciales, producir terremotos, despertar volcanes, o incluso, control mental. Casi todas ellas pueden desmentirse simplemente con algunos datos técnicos del HAARP: las antenas son fijas (no se pueden orientar), pueden emitir entre 2,8 y 10 MHz, y la potencia máxima es de algo menos de 4 GW. El detalle más importante es que las antenas no son orientables. Esto elimina prácticamente la posibilidad de "apuntarlas" hacia algún blanco que no esté justo encima.

Otro hecho importante es el rango de frecuencias. Una de las supuestas posilidades del HAARP es emitir una radiación de microondas como la de los hornos, para calentar extensas zonas y matar a todos sus habitantes. Pero la frecuencia utilizada por un horno microondas y que calienta las moléculas de agua, es de 2,45 GHz (2.450 MHz). Muy por encima de los 10 MHz.

La teoría del control mental se basa en que existe una frecuencia que aparentemente afecta al hipotálamo del cerebro, y es común a todos los mamíferos: 7,8 Hz. Nuevamente, esta frecuencia está totalmente fuera del rango del HAARP: 2,8 MHz de frecuencia mínima (2.800.000 Hz).

Bueno, un conspiranóico nos dirá que el rango de frecuencia del HAARP puede ser diferente, que las antenas sí se pueden orientar, y que el gobierno de EEUU nos miente al respecto. Pero aún así, por pura física, esas dos teorías no son posibles:

Por un lado, la ionosfera no refleja toda la radiación electromagnética. La máxima frecuencia que puede reflejar es de 225 MHz, y sólo de forma esporádica, bajo determinadas circunstancias atmosféricas. Normalmente, el límite está en 30 MHz. Una emisión de 2,45 GHz simplemente atravesaría la ionosfera y se perdería en el espacio.

Por otro lado, como ya comenté hace tiempo al hablar de comunicaciones y submarinos, para emitir de forma eficiente una onda electromagnética, la antena debe tener una longitud de la mitad de la longitud de onda de la señal. Los 7,8 Hz corresponden a unos 38.500 km de longitud de onda, por lo que la antena debería medir unos 19.250 km. ¡Más del diámetro de la Tierra! Vale, es verdad que también comenté que para emitir señales de ELF (extremadamente baja frecuencia) se utilizan otras técnicas, en las que se entierran enormes electrodos separados decenas de kilómetros, y tal vez se podría ocultar su existencia. Pero en ese caso, no tenemos ningún tipo de "direccionalidad". La señal se emitiría en todas direcciones y afectaría a todo el planeta (a tan baja frecuencia, puede atravesar miles de Km de roca sin problemas). Si no se puede dirigir la supuesta señal de "control mental", no veo la utilidad de ello, a menos que seas un megalómano que quiera dominar el mundo entero, y te pongas algún tipo de casco o armadura para protegerte tú mismo (y el Doctor Muerte es sólo un personaje de ficción).

Luego tenemos la dudosa relación entre alteraciones de la ionosfera y la aparición de terremotos o volcanes. ¿Qué tiene que ver una cosa con la otra? Los terremotos y volcanes tienen que ver con los movimentos de placas tectónicas y corrientes del manto. ¿Cómo puede influir la atmósfera en ello? Tal vez, y muy pillado por los pelos, uno podría alegar que las ondas electromagnéticas pueden alterar el comportamiento de minerales con alto contenido en hierro (que es afectado por un campo electromagnético, como todos sabemos), pero tenemos el problema de hacer penetrar dicha radiación bajo tierra.

Esto es sólo a grandes rasgos. Si entramos en alguna página que nos previene de lo terrible del HAARP, encontraremos más detalles, también erróneos. Por ejemplo, extraigo una cita de argemto.com.ar:

(...) puede emitir poderosas ondas de alta y baja frecuencia con cargas electromagnéticas hacia la ionosfera, esta capa de la atmósfera actúa como un espejo, devolviéndolas a la superficie terrestre convertidas en las ondas más bajas del espectro electromagnético. Esto causa que se caliente y se haga un agujero no menor de 50 km de diámetro en ésta.

Primero, la ionosfera no baja la frecuencia de las ondas que refleja de esa manera, hasta las "más bajas del espectro electromagnético". Las refleja con la misma frecuencia. Segundo, la afirmación del agujero de 50 km en la ionosfera es totalmente gratuita. Como ya he dicho más arriba, la potencia máxima del HAARP es muchísimo menor que las variaciones naturales de la radiación recibida por el sol.

En fin, terminaré con un dato interesante: el HAARP no es el único proyecto en este sentido. En Europa tenemos uno en Noruega (de potencia similar), y en Rusia tienen otro (de menos potencia, sólo llega a los 300 MW). ¿Por qué no le preocupan a nadie?

Fotografiando con luz negra

Hace un par de semanas, volvió a la pequeña pantalla la serie El Comisario. Inevitablemente influenciada en algunos aspectos por producciones estadounidenses como CSI, hereda también algunos errores bastante comunes. Ya en el primer episodio nos mostraron una furgoneta con un GPS que permitía localizarla, confusión bastante común en cuanto al GPS que ya comenté hace más de un mes.

Pero hoy vamos a hablar de otra cosa. En el último episodio, los protas investigan un asesinato que parece ser cometido por una secta. Convenientemente asesorados por un experto, buscan en la habitación de la víctima una señal hecha con sangre. Para ello, cierran puertas y ventanas, y alumbran la estancia únicamente con la conocida luz negra que estamos acostumbrados a ver en discotecas, ventanillas de bancos y episodios de CSI. Encuentran la señal en cuestión, y como se trata de una prueba importante, hay que fotografiarla. Pero en el episodio vemos un fogonazo correspondiente a un flash convencional, por lo que es imposible que la señal aparezca en la foto.

¿Por qué? Bueno, primero veamos por qué la sangre y otros materiales brillan al ser iluminados por luz negra. A ver, la fluorescencia (no confundir con fosforescencia) básicamente es un fenómeno en el que un material absorbe determinada radiación y la devuelve con una frecuencia un poco más baja. Dicho de otra manera, refleja la luz alterando su color. Es especialmente útil e interesante cuando el fenómeno se produce ante radiación ultravioleta cercana, de forma que al bajar la frecuencia, entramos en la banda de luz visible. Así, al iluminar con luz negra (normalmente compuesta por luz ultravioleta y un poco de luz violeta visible), los materiales que no presenten fluorescencia apenas se iluminarán, mientras que los que sí la presenten, parecerán emitir luz propia. Es importante darse cuenta de que destacan porque son los únicos objetos que reflejan luz visible, mientras que el fondo está sumido en la penumbra.

Es fácil entender ahora por qué no puede utilizarse un flash convencional. Éstos emiten un destello de luz blanca muy intenso, de forma que todo queda muy iluminado. Pero la forma de distinguir la sangre (o el elemento fluorescente que busquemos) es precisamente porque es lo único que emite luz en un entorno oscuro. Al utilizar una iluminación normal e intensa, destruimos totalmente el efecto que buscamos al utilizar luz negra.

Para sacar una foto en esas condiciones, o bien se abre mucho el diafragma, o se expone la película durante más tiempo, o se utiliza un foco potente de luz negra, o una combinación de las tres.

Hornos microondas

Siempre que escribo una entrada en este blog, busco referencias en la Wikipedia para incluír enlaces en el texto, y de paso confirmar cosas que creo saber y aprender las que ignoro. Ayer, al buscar información sobre las microondas, hornos y la molécula de agua, leí algo que me cayó como un jarro de agua fría: "El calentamiento por microondas es a veces explicado incorrectamente como la resonancia de las moléculas de agua (...)" (esto es una traducción, ya que el texto está en la versión en inglés de la Wikipedia). ¿Cómo? No puede ser, pensé. Fue en la universidad, en una clase de la asignatura "Campos Electromagnéticos", donde el profesor nos dio esa explicación. Yo mismo lo hice en un envío anterior que hablaba de la película The Core.

Como es lógico, he buscado otras fuentes para asegurarme, y es cierto. El calentamiento de alimentos no tiene que ver con la resonancia de la molécula de agua.

Es cierto que la molécula de agua es bipolar (dicho de forma sencilla, que tiene un "lado" con carga eléctrica positiva y otro con carga eléctrica negativa). Es cierto también que en presencia de un campo electromagnético, una molécula bipolar (como el agua) se reorienta ("gira" podriamos decir) siguiendo las variaciones de dicho campo. No es menos cierto que con la frecuencia de 2,45 GHz, el agua se caliente con este efecto. Y es verdad que los alimentos se calientan por su alto contenido en agua.

Pero la frecuencia de resonancia de la molécula de agua no es de 2,45 GHz. De hecho, es distinta según el estado en que se encuentre, y no sólo hablo de los estados de la materia (sólido, líquido y gaseoso), sino que no es lo mismo que esté en un vaso que dentro de la carne. Si los hornos funcionaran exactamente a la frecuencia de resonancia del agua (si fuera única), el agua absorbería muy rápidamente las microondas, de forma que sólo se calentaría la parte exterior del alimento, y la parte interior quedaría fría.

Esto es fácil de entender si pensamos en un principio básico de la física: la conservación de la energía. A la frecuencia de resonancia, las moléculas de agua se moverían muchísimo. Esto significa que se calientan mucho. El calor es energía, y eso quiere decir que el agua absorbería gran parte de la energía de las microondas. El exterior del alimento (lo primero que encuentran las microondas) absorbería casi toda la energía, y al interior no le llegaría nada.

Además, a 2,45 GHz no sólo el agua se calienta. Afecta también a las grasas, azúcares, y a determinados plásticos y cerámicas (aunque en mucha menor medida que al agua). Por eso algunos recipientes de plástico se deforman, o algunos platos o jarras se calientan demasiado y queman.

¿Por qué 2,45 GHz? Bueno, por varias razones. Por un lado, es una frecuencia en la que el agua se calienta bastante, pero sin absorber demasiado rápido las microondas, por lo que pueden llegar al interior de la comida, e incluso atravesarla completamente, rebotar en la pared del horno, y dar una "segunda pasada".

Por otro lado, es una frecuencia que se encontraba lejos de las utilizadas entonces para comunicaciones, y así se evitaban interferencias. El que los hornos utilicen exactamente la misma frecuencia se debe precisamente a un acuerdo para evitar "contaminar" el resto del espectro electromagnético.

Aunque eso era antes. Algunas variantes de la especificación IEEE 802.11, que define el estándar Wi-Fi (tan de moda ahora), utilizan una banda que incluye esa frecuencia, precisamente porque está disponible y se puede utilizar sin permiso. Eso hace que un horno microondas pueda causar interferencias en una red Wi-Fi cercana cuando está encendido.

Siempre es desconcertante descubrir que algo que creías cierto, no lo es.