Explosiones en el espacio

Hace poco me leí Cita con Rama, de Arthur C. Clarke (que en paz descanse), todo un clásico de la ciencia ficción, y que recomiendo al que no lo haya leído, que lo haga ya. La novela es todo un ejemplo de buena ciencia, y trata sobre un enorme artefacto al que los científicos bautizan como Rama, que penetra en el sistema solar siguiendo una trayectoria hiperbólica alrededor del Sol, es decir, aparentemente sólo está de paso. Se envía una expedición a investigarlo, descubriendo un mundo cilíndrico y hueco, que rota para proporcionar una pseudogravedad en su interior (mediante la fuerza centrífuga).

Hubo una escena que me recordó un error bastante recurrente (que el libro no comete, por supuesto). Intentaré describirla sin destripar demasiado la trama: En un momeento dado, Rama es amenazado por un artefacto explosivo, con suficiente potencia como para destruirlo. Los personajes convienen en que la mejor forma de alejarse de Rama es siguiendo su eje longitudinal, ya que si el aparato explota, y Rama se fragmenta, la fuerza centrífuga de su rotación lanzaría los pedazos en todas las direcciones transversales el cilíndro. Se dice casi literalmente que el alcance de los fragmentos es ilimitado.

Y eso es cierto. En nuestro planeta, el alcance de la metralla de una explosión es limitado. Los fragmentos pierden velocidad debido a la resistencia del aire, y además, la gravedad los empuja hacia el suelo, donde el rozamiento es mayor. Tarde o temprano, la metralla que no ha colisionado con algo (o alguien) cae al suelo, y termina deteniéndose. En el espacio, sin embargo, no hay nada que frene los fragmentos. Una vez salen despedidos, seguirán en línea recta, y manteniendo la misma velocidad. Es decir, no importa si estamos cerca o si nos hemos alejado mucho. Si un fragmento nos golpea, lo hará con la misma fuerza que si estuviéramos al lado de la explosión. La única seguridad que proporciona la distancia, es que al viajar los fragmentos en todas direcciones desde el centro del la explosión, cuanto más lejos estemos, menor será la «concentración» de aquellos. Es decir, si nos alejamos, la probabilidad de que nos alcance un pedazo disminuye. Pero si choca con nosotros, el daño será el mismo, no importa lo lejos que estemos.

En las películas, es habitual que, en una batalla espacial, las naves se intercambien disparos a poca distancia. En algunos casos, como en El Retorno del Jedi, o en La Venganza de los Sith, enormes cruceros y destructores se disparan casi a bocajarro, flanco con flanco, como en las antiguas batallas navales. También es habitual que en plena batalla de «pesos pesados», diversos cazas se enfrenten entre ellos, o incluso contra los cruceros, con cientos de explosiones por todos lados. Pues bien, en realidad, cada explosión debería ser una amenaza terrible para cada nave involucrada en la batalla (a menos que otra le tape la línea de visión). No digamos ya cuando un caza destruye a otro a bocajarro, y atraviesa la explosión de su enemigo. Y sí, uno puede decir que las naves tienen escudos, campos de fuerza o similar. Pero eso sólo es aplicable en algunos casos, como en las sagas de Star Wars o Star Trek. En Galactica o en Babylon 5, las naves no tienen escudos (sólo un casco más o menos resistente).

URLs y direcciones IP

Hace varias semanas, recibí un correo electrónico comentándome un detalle de un episodio de la serie de TV Life, que trata de un policía reintegrado en el servicio, tras pasar 14 años en prisión por error. En el episodio en cuestión, los protagonistas deben localizar a una chica (víctima de una violación, y que no había denunciado a su agresor) que solía conectarse mucho a Internet. Entre ellos se produce el siguiente diálogo (gracias JM):

—Ojala las personas tuviesen GPS.

—Los ordenadores lo tienen.

—¿En serio?

—Sí. Se conectaba a estas páginas desde su ordenador. Si no se ha desecho de él, podemos averiguar cual era su URL y localizarlo.

Aquí hay un error de concepto importante, ya que parece que se está confundiendo una URL con una dirección IP. ¿El qué? Bueno, empezaremos explicando qué es una URL.

Una URL es literalmente un localizador uniforme de recursos (Uniform Resource Locator). ¡Ah! ¿Y eso qué es?. Pues se trata de una serie de caracteres que se utilizan como nombre de un recurso en Internet (como páginas, imágenes, vídeos) y que además nos proporciona su localización en la red. ¿Ein? Bueno, hablando llanamente, es lo que aparece en la «caja de direcciones» de vuestro navegador, lo que tecleáis para acceder a un sitio.

Cada «trozo» de la URL (sí, aunque sean siglas de «localizador...», en castellano se suele utilizar el género femenino) tiene un significado concreto. Las letras que hay antes del «://» identifican el protocolo a utilizar, normalmente «http» o «https» (para los protocolos HTTP y HTTPS), aunque podéis encontrar otras cosas, como «ftp» (para el viejo amigo FTP) o «file» (para acceder al sistema de ficheros local; si utilizáis Windows, teclead «file:///C:/» y veréis). Lo que viene después del «://» nos dice dónde está lo que queremos. En el caso de un protocolo de red como HTTP, lo que viene es el identificador de la máquina (o máquinas, ya que pueden ser varios ordenadores trabajando conjuntamente), que normalmente es el nombre de dominio de la misma, aunque también puede ponerse su dirección IP (ya iremos a lo que es). Por ejemplo, para acceder a este vuestro blog, ponéis en la barra de direcciones lo siguiente: http://www.malaciencia.info.

Opcionalmente, para protocolos de red, se pueden poner el caracter de dos puntos («:») seguido de un número, que identifica un puerto. ¿Un puerto? Sí. Veréis, un ordenador puede ofercer varios servicios simultaneamente, a través de distintos protocolos (o a través del mismo, pero en procesos diferentes). Para diferenciar las peticiones a uno u otro servicio, existe el concepto de puerto, que viene a ser un canal de comunicaciones identificado por un número. Así, para diferenciar las peticiones a uno u otro servicio en el mismo ordenador, se utiliza el número de puerto. De hecho, toda comunicación de red se realiza a través de un puerto, lo que ocurre es que cada protocolo tiene un puerto asociado por defecto, de forma que si no se pone, la aplicación asume que se usa dicho valor por defecto. En el caso del protocolo HTTP es el puerto 80, de forma que es lo mismo poner http://www.malaciencia.info que http://www.malaciencia.info:80.

Tras el servidor y el puerto, puede aparecer una ruta hacia un recurso concreto (una página HTML, una imagen...). Por ejemplo, si colocáis el puntero sobre el «enlace permanente» de este artículo (al final del mismo), veréis que tras «malaciencia.info» aparece una ruta similar a la de un sistema de ficheros. Esa ruta identifica un recurso concreto dentro del servicio (en este caso, un fichero HTML). Al igual que antes, siempre debería ser necesaria esta información, lo que ocurre es que la mayoría de los sitios web tienen configurado un recurso por defecto, de forma que si no se especifica uno concreto, se utiliza dicho recurso (normalmente, la página de inicio).

Opcionalmente, pueden ir más cosas detrás de la ruta, pero de momento nos quedaremos aquí. Lo importante es darse cuenta de que una URL identifica básicamente un documento en una máquina (o en varias), que los hace públicos mediante algún servicio. Y eso sólo ocurre en servidores. El usuario medio, rara vez configurará su ordenador como servidor (al menos, de forma consciente). Es decir, en un ordenador que sólo se utilice para navegar por Internet, y no tenga funcionando un servicio HTTP, FTP, o similar (por ejemplo, si queremos que nuestro sitio web se ejecute en nuestro propio ordenador, en vez de buscar un alojamiento), no tiene ningún sentido hablar de URLs.

Por el contrario, una dirección IP sí que identifica un ordenador (o más genéricamente, una máquina, como por ejemplo, un router o una impresora). Se trata simplemente de un número de 4 bytes, y se suele representar como cuatro números entre 0 y 255, separados por puntos («.»). Su función es muy parecida a la de un número de teléfono. Para establecer una comunicación, hay que conocer la dirección IP de la máquina destino, y generalmente, entre los datos que se intercambian, se encuentran las direcciones IP de ambos extremos.

Antes mencioné que en la URL, puede aparecer un nombre o una dirección IP. Para evitar que la gente deba memorizar listas de números, se utilizan los nombres de dominio. Esos nombres son lo que realmente utilizáis y memorizáis (por ejemplo, «malaciencia.info», «google.com», «wikipedia.org», etc). Pero como los protocolos de red sólo entienden de direcciones IP, existen unos servidores especiales llamados DNS que funcionan como bases de datos, y que nos dice qué dirección IP corresponde a cada nombre de dominio.

Vemos por tanto que a lo que realmente se referían los protagonistas, es a la dirección IP del ordenador de la chica, no a la URL, que no tiene sentido. Una dirección IP identifica una máquina, mientras que una URL identifica un recurso concreto (un fichero) en esa máquina.

Y hay más. Una única dirección IP, no se corresponde necesariamente con una única máquina. En el caso de un usuario normal, que se conecte a Internet mediante un proveedor, puede que cada vez se le asigne una IP diferente, y puede que su IP esté siendo utilizada por más clientes. En estos casos, hay que conocer la fecha y hora de la conexión, para que el proveedor de servicios nos proporcione la información deseada (mediante la orden judicial correspondiente). Además, lo único que puede hacer éste, es darnos los datos que el cliente le haya proporcionado, que puede que no se correspondan con la ubicación física real del ordenador. La dirección IP sólo es un identificador, como un DNI o un número de teléfono. En este aspecto, la analogía con el GPS es totalmente incorrecta. Si deseamos conocer la ubicación física del ordenador, habría que ir «más abajo», y pedir la información a la compañía que mantenga la infraestructura telefónica si el acceso es por modem o ADSL, o a la que mantenga la infraestructura de cable (y que no tiene por qué ser la misma que la compañía que nos da el servicio de acceso a Internet).

La identificación del proveedor es sencilla, ya que existen organismos públicos que gestionan quién tiene qué direcciones (porque nuestra dirección IP, pertenece al proveedor), y dependiendo de aquél, puede que podamos disponer de forma rápida de información geográfica limitada, como el país, provincia o incluso la ciudad, a la que corresponde la IP (depende de cómo administre las direcciones el proveedor). Hay incluso sitios en la red donde se puede consultar toda esta información, y «contadores de clicks» que hacen estadísticas con los orígenes de los mismos (así puedo saber, por ejemplo, que aunque la mayoría de vosotros estáis en España, hay visitantes de México, Argentina, e incluso de Japón).

Estamos dando por sentado que la dirección IP se puede obtener sin problemas. Bueno, es muy fácil saber qué dirección IP se está utilizando para conectarse a un servicio nuestro. Pero en el caso que nos ocupa, se trata de obtener la dirección IP de conexiones de hace tiempo. Para ello necesitamos que el proveedor de servicios de internet, o el administrador de la web a la que se haya accedido, guarde un registro con dicha información (hace poco, hubo polémica con una ley, o intento de ley, o similar, que obligada a guardar esta información varios años). Además, necesitamos saber las fechas y horas en las que la persona que buscamos haya accedido a determinados sitios (o bien, que la información guardada incluya cosas como datos de autenticación, cosa que también es controvertida).

Una dificultad añadida podría ser obtener la dirección IP real del ordenador. Veréis, en muchos casos, el acceso se realiza a través de lo que se denomina proxy (literalmente, «representante», en inglés), que consiste básicamente en un «intermediario». Dependiendo de la tecnología y sistema utilizado, una posible consecuencia es que la dirección IP que vea el otro extremo (el administrador de la web) no sea la que tenemos nosotros en realidad.

Lo gracioso de todo este asunto, es que según me cuentan en el correo, la chica que buscaban se había mudado, después de frecuentar la red. Y aquí, o la portera del antiguo domicilio sabe algo, o no hay nada que hacer.

Espejismos

Esta semana, pusieron un episodio de CSI (repetido, y del que comenté algo en otra ocasión), en el que los protas descubren un BMW en el desierto, y Grissom se permite hacer comentario jocoso sobre si sería un espejismo. Bueno, era una broma, pero eso me recordó muchas otras referencias a espejismos, confundiéndolos con alucinaciones. Así, en el cómic Tintín en el país del oro negro, los ineptos Hernández y Fernández se pierden en el desierto, y sufren varios «espejismos» en forma de oasis, palmeras y ciudades. Seguro que vosotros podréis aportar más referencias a historias en los que los protagonistas dicen ver un espejismo, cuando en realidad se trata de una alucinación.

Y es que un espejismo no es ver una ciudad o un bosque inexistente. Se trata de un fenómeno óptico muy concreto, producido por la refracción de la luz, y que hace que veamos objetos reflejados en el suelo como si fuera un espejo (y de ahí, el nombre «espejismo»), proporcionando la ilusión de la existencia de agua en el terreno. Como he dicho, se trata de un fenómeno óptico, y por tanto, puede ser captado por las cámaras. No tiene nada que ver con que la excesiva insolación y deshidratación altere nuestra percepción de las cosas.

Para poder observar un espejismo, no es necesario estar en el desierto. Basta cualquier terreno más o menos llano y que retenga el calor, y un día caluroso. En estas condiciones, la temperatura del suelo es bastante superior a la del ambiente. El aire que está en contacto con el suelo, se toma calor de éste y eleva su temperatura. Este aire calienta a su vez al que tiene encima, y así sucesivamente, formándose una serie de capas de aire de distinta temperatura, siendo la más caliente la más cercana al suelo. El aire caliente es menos denso que el frío, y aunque esto hace que el aire caliente se eleve y el frío descienda, la constante cesión de calor del suelo al aire hace que el gradiente térmico se mantenga.

Así que tenemos varias capas de aire sobre el suelo, de distinta densidad. Resulta que el índice de refracción de la luz depende de la densidad del medio, por lo que a medida que la luz atraviesa las distintas capas de aire, se desvía. Si la luz incide con el ángulo adecuado, las sucesivas refracciones debidas a las distintas capas de aire, hace que el efecto global sea una reflexión. Y eso es lo que nosotros vemos: un reflejo. Además, debido a que el aire está en movimiento (el aire caliente sube y el frío baja), la densidad del aire oscila localmente, provocando que la imagen reflejada no sea perfecta, sino que parezca temblar y deformarse, como si se reflejara en una superficie líquida. Por eso parece que vemos agua.

Como he comentado antes, no hace falta irse al desierto para ver un espejismo. Cualquiera que haya viajado por carretera un día caluroso, habrá visto varios. El asfalto se calienta mucho con el sol, y es fácil ver espejismos, incluso en días de temperatura moderada. Parecen un gran charco en la carretera, que desaparece cuando nos acercamos.

House: Calambrazos con desfibriladores

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).

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.

Kyle XY: Proyectando imágenes

Hace poco pusieron el último episodio de la segunda temporada (y última, hasta ahora) de Kyle XY. En él, nuestro clonado protagonista descubre que el anillo que le regaló su creador guarda un secreto. Al pasar la luz por un pequeño agujero, se proyecta una imagen sobre lo que tengamos en frente. Para ello, utiliza el foco de un coche como fuente de luz, y una pared como pantalla, descubriendo un mapa. Este recurso del «proyector secreto» es bastante habitual en el cine y la televisión. El problema es que, a menos que tengamos mucha suerte, no podríamos ver una imagen nítida.

Supongo que muchos de vosotros habreis utilizado un proyector de algún tipo, en algún momento. Sea un viejo proyector doméstico de super 8 o de diapositivas, uno moderno de los que se conectan al PC en las salas de reuniones, o incluso un CinExín o similar, habremos comprobado un detalle importante: todos tienen un sistema de enfoque, y dependiendo de la distancia a la pantalla, hay que ajustar el enfoque. Resulta que la fuente de luz no es un punto, sino que tiene cierto volumen. Así, por cada punto de la imagen dentro del proyector, pasan varios rayos de luz procedentes de distintos puntos de la fuente, de forma que cada punto es proyectado como una zona más amplia en la pantalla, solapando las zonas de los puntos adyacentes. Es decir, a cada punto de la pantalla, llega luz procedente de distintos puntos de la imagen original. Para evitar esto, se utilizan lentes, de forma que cada punto de la pantalla corresponda con un único punto de la imagen, y veamos una proyección nítida.

Pero una lente sólo puede ajustar la imagen para determinada distancia. Para superar esta limitación, y como no es práctico cambiar la lente cada vez que variamos la distancia a la pantalla, lo que se hace es poner varias lentes, una detrás de otra, de forma que se comporten como una sola, y montadas sobre un soporte móvil. Al variar la distancia entre ellas (normalmente girando el objetivo, que va montado en una rosca, bien a mano, bien con un motorcillo accionado por un botón), variaremos la distancia a la que la imagen se proyecta de forma nítida.

El anillo de Kyle no parecía tener ningún tipo de componente móvil, por lo que en el mejor de los casos, supondremos que internamente tiene la óptica adecuada para proyectar una imagen nítida, con la fuente de luz y la pantalla a determinadas distancias. No es imposible que acertaran a la primera, pero desde luego, es muy improbable.

CSI y RFID

En el episodio de CSI: NY de esta semana, los protas detienen una dependiente de una joyería y a su cómplice, que cometían fraude con tarjetas de crédito. Para ello, escondido en un bolso que la dependiente enseñaba al cliente, había un lector RFID que leía a distancia la tarjeta de crédito de aquél. Sin embargo, esto no siempre es posible.

¿Qué es eso del RFID? Bueno, RFID son las siglas en inglés de Identificación por Radiofrecuencia (Radio Frequency IDentification). Es un sistema en el cual se utilizan unas etiquetas y un lector de las mismas. Las etiquetas son pequeños traspondedores, que cuando reciben una determinada señal de radio, emiten otra como respuesta, en la que viaja información de la etiqueta (normalmente, un código de identificación). Tal vez alguna vez os hayáis fijado en una extraña pegatina que llevan, por ejemplo, los libros que se compran en algunos centros comerciales. Pues bien, eso es una etiqueta RFID.

Supongo que si alguna vez la habéis observado bien, os preguntaréis cómo es posible que algo tan pequeño pueda emitir señal alguna. ¿Dónde está la pila o la batería? Pues no tiene. Veréis, se trata de etiquetas pasivas, y no tienen ningún tipo de fuente de alimentación. Utilizan la propia señal que reciben del aparato que «pregunta», para alimentarse. ¿Cómo? Bueno, resulta que en todo conductor inmerso en un campo electromagnético variable, se inducen corrientes eléctricas. Así es como funcionan las antenas, y las etiquetas RFID no son ninguna excepción. La corriente inducida es muy pequeña, pero suficiente para alimentar el circuito de la etiqueta, especialmente diseñado para ello. Hay otros dos tipos de etiquetas, las activas, que sí que tienen su propia fuente de alimentación (como los aparatos utilizados en el pago automático de peajes de autopistas), y las semipasivas, que también tienen una fuente propia, pero muy pequeña y que únicamente se utiliza para alimentar el chip (para emitir la señal, se utilizan las corrientes inducidas por la señal recibida).

¿Y esto qué tiene que ver con las tarjetas de crédito? Pues poco o mucho, depende de la tarjeta. La mayoría de tarjetas de crédito que habréis visto, son de banda magnética. Esa banda negra que se encuentra en el dorso, tiene almacenada la información necesaria, en forma de distintas orientaciones de las partículas magnéticas de la banda, como ocurría en las viejas casetes de audio o VHS (demonios, de pronto siento el paso del tiempo). Una banda magnética es imposible de leer con un lector RFID, por motivos obvios. La banda magnética no tiene antena ni circuitería para hacer nada. Para leerla hay que deslizarla por un lector magnético adecuado, como la famosa ranura que tienen los TPV de las tiendas.

Otro tipo de tarjetas de crédito, son las tarjetas inteligentes de contacto. Éstas llevan un pequeño chip, accesible desde el exterior mediante una serie de contactos, cuyo conjunto tiene forma de pequeño cuadrado redondeado, con líneas en su interior. Las viejas tarjetas de prepago de las cabinas telefónicas públicas, eran de este tipo (como alguien diga que no sabe de qué estoy hablando, me deprimo del todo). El chip puede simplemente proporcionar una información fija, o realizar operaciones con los datos de entrada. Nuevamente es imposible hacer nada con un lector RFID sobre estas tarjetas, ya que el chip no está diseñado para eso. Para operar con él, el lector debe tener también unos contactos, que tocan físicamente los contactos de la tarjeta, cuando ésta es introducida en el lector. La verdad es que aquí en España, no parecen estar muy extendidas en el ámbito específico de tarjetas de crédito (sí las he visto como monederos electrónicos, o tarjetas de identificación).

Y finalmente tenemos las tarjetas de crédito RFID. Estas sí pueden (y deben) ser leídas por un lector RFID. Desconozco si en EEUU están tan extendidas como las de banda magnética (aquí no), pero en cualquier caso, es evidente ver que únicamente este tipo de tarjetas son vulnerables al fraude que nos enseñan en la serie. En el episodio, sin embargo, se nos da a entender que vale para cualquier tarjeta de crédito.

Lo cierto es que hay mucha polémica sobre la aplicación de RFID en determinado ámbitos, como puede ser el DNI electrónico o tarjetas de pago (sean de débito o de crédito), precisamente por eso, por la posibilidad de que el chip sea leído sin que nos demos cuenta. Basta con que un moderno carterista con un lector RFID «tropiece» con nosotros, de forma que el lector se acerque lo suficiente al chip. Aunque obviamente, dependiendo del ámbito de aplicación, se toman distintas medidas de seguridad, como pueden ser la criptografía o la protección mediante un PIN.

CSI, bailarinas, y momento de inercia

En el episodio de esta semana de CSI: NY, uno de los casos trataba sobre la muerte de una bailarina de patinaje artístico. Los protagonistas descubren que en la pista de hielo donde se cometió el crimen, aparecía grabada una «I» mayúscula y una flecha. Posteriormente, descubren un escrito son esos mismos símbolos y una serie de ecuaciones matemáticas. Finalmente, deducen que el escrito estaba dirigido a la chica muerta, y que intentaba explicar cómo modificar su propia inercia, para dar dos saltos seguidos con giro.

Más que mala ciencia, lo que ocurre en este episodio es que no se explica claramente a los espectadores de qué va lo de la inercia y los giros, y se muestra como algo muy complicado, que sólo un científico es capaz de comprender. Y eso no es así en absoluto, sino que es algo que se estudia (o se estudiaba en mi época) en el instituto.

Veamos, lo primero es destacar un pequeño fallo, que puede ser achacable a la traducción. Se habla constantemente de la inercia, a secas, cuando realmente de lo que se trata de algo llamado momento de inercia. ¿Y eso qué es? Bueno, es algo de lo que ya he hablado en dos ocasiones, así que lo resumiré de forma muy simple. El momento de inercia (representado normalmente como I, lo que es correcto en el episodio), es al movimiento en rotación, lo que la masa al movimiento lineal. ¿Ein? No es tan complicado. Si aplicamos una fuerza sobre un objeto, éste adquirirá una aceleración (variación de velocidad) igual al valor de dicha fuerza, dividida por la masa de objeto ¿verdad?. Es lo que nos dice la Segunda Ley de Newton: F=m·a. Pues bien, si aplicamos un par (o momento de fuerza) sobre un objeto, éste adquirirá una aceleración angular (variación de velocidad angular o de rotación) igual al valor de dicho par, dividido entre el momento de inercia del objeto. La ecuación es idéntica a la anterior, pero cambiando los valores: τ=I·α, donde τ es el par (torque, en inglés) y α es la aceleración angular.

¿Cómo se calcula el momento de inercia de un objeto? El momento de inercia depende del eje de rotación del objeto, y es igual a la suma de los productos de la masa de cada partícula por el cuadrado de la distancia a dicho eje. Imaginemos que somos capaces de medir la masa de cada átomo de un objeto, y su distancia al eje de rotación. Si obtenemos el producto de masa y cuadrado de la distancia para cada átomo, y lo sumamos todo, habremos obtenido el momento de inercia. Obviamente, ese cálculo nunca se hace así, sino que se utiliza el llamado cálculo integral (para no extendernos demasiado, una integral es básicamente una suma de infinitos sumandos, infinitamente pequeños, algo que también se estudia o estudiaba en el instituto). Fijáos que el momento de inercia de un cuerpo depende de la distribución de la masa, y del eje de rotación. Y que la distribución de la masa depende de la forma. Es decir, si alteramos la forma del objeto, alteramos su momento de inercia.

¿Y por qué es importante eso? Pues por algo llamado conservación del momento angular. ¿Y eso qué es? Bien, seguro que muchos de vosotros recordaréis (bien por el colegio, bien por haberlo leido muchas veces en este blog), la ley de conservación de la cantidad de movimiento. La cantidad de movimiento (o momento lineal) es el producto de la velocidad por la masa (p=m·v), y en ausencia de fuerzas externas (o cuya suma sea nula), no varía. Pues bien, el momento angular es el producto de la velocidad angular por el momento de inercia (L=I·ω), y en ausencia de pares externos (o cuya suma sea nula), no varía. Pero fijaos que a diferencia de lo que ocurre con la masa, el momento de inercia puede variar. Como el momento angular debe ser constante (en ausencia de pares, recordemos), la velocidad de giro también varía.

Pensemos ahora en un patinador sobre hielo, que se impulsa y se pone a girar sobre sí mismo. Si extiende sus brazos y separa las piernas, aumenta su momento de inercia, por lo que su velocidad disminuye. Si repliega sus brazos y piernas, su momento de inercia disminuye, por lo que su velocidad aumenta, sin necesidad de ejercer ninguna fuerza o par adicional. Es algo que podéis comprobar fácilmente si disponéis de una silla de oficina, que pueda girar sobre sí misma. Si os sentáis sobre ella y os dais un fuerte impulso para dar vueltas, comprobaréis que podéis alterar la velocidad de giro, simplemente extendiendo y replegando brazos y piernas (aunque lógicamente, el rozamiento del aire y del eje de la silla, irá frenando poco a poco vuestra velocidad angular).

Como veis, no es necesario llenar una hoja con ecuaciones matemáticas para explicarlo. La bailarina, debía replegar sus brazos y juntar las piernas durante el salto, para adquirir un giro rápido. Al caer, debía separar brazos y piernas, para disminuir mucho su giro, y saltar replegando nuevamente sus brazos y juntando las piernas, para volver a girar rápidamente. Por otro lado, esto es algo que todo patinador o bailarín sabe. Bueno, tal vez no sepa lo que es la conservación del momento angular, pero sí que sabe que para ralentizar su velocidad de giro debe abrir los brazos, y para aumentarla, debe replegarlos. Si algún día veis una competición de petinaje artístico, fijáos bien en los movimientos del patinador. Comprobaréis que para girar rápidamente, repliega sus brazos y adopta una posición vertical, como si fuera una «I», y que al terminar el movimiento, abre los brazos, e incluso extiende una pierna. Comprobaréis además, que si vuelve a juntar los brazos y piernas, gira nuevamente bastante rápido. En esos casos, el patinador no frena ni reanuda el giro ejerciendo fuerza con los pies sobre el suelo, sino que aprovecha la conservación del momento angular.

El sol de Mongo

En un ataque de nostalgia, me hice hace poco con la reedición en DVD de la serie de animación Flash Gordon. Supongo que muchos de mi generación la recordarán. Era una de esas series de Filmation (Tarzán, El Zorro, He-Man y los Masters del Universo, etc) en las que las mismas animaciones se repetían una y otra vez. Sin embargo, me encantaba, y aún hoy me sigue gustando. Al igual que la película de Dino De Laurentiis (la de la música de Queen), tiene una estética deliberadamente retro, donde podemos ver cascos y armaduras que nos recuerdan a las indumentarias militares de finales del siglo XIX y principios del XX, emblemas solares, y naves con forma de cohete con aletas.

La historia sigue con cierta fidelidad la del cómic original de Alex Raymond: Flash Gordon (el héroe), Dale Arden (la chica) y el profesor Hans Zarkov (el sabio) viajan al misterioso planeta Mongo, que se aproxima peligrosamente a la Tierra, provocando terribles catástrofes naturales debido a su campo gravitatorio. Una vez allí, descubren que todo es obra del gobernador de Mongo, el tiránico emperador Ming el Despiadado (el Desalmado Ming, en el doblaje laninoamericano de la serie), que pretende crear caos y destrucción en la Tierra, para luego poder conquistarla sin apenas oposición. Para ello, dispone de una fantástica maquinaria que impulsa al planeta Mongo por el espacio, a voluntad. Tras algunas aventuras y hacer nuevos amigos, los héroes consiguen alterar el rumbo de Mongo para alejarlo de la Tierra. Al hacerlo, salvan nuestro planeta, pero pagando el precio de quedar atrapados en Mongo, donde tendrán muchas más aventuras.

Empecemos con un poco de buena ciencia. Es cierto que si un objeto de dimensiones planetarias se nos aproximara demasiado, sería catastrófico para nuestro querido planeta. La causa de ello es, efectivamente, la gravedad. No por la intensidad del campo gravitatorio del planeta, sino por su gradiente. Normalmente, en el colegio, cuando resolvíamos problemas de física utilizando la conocida Ley de Gravitación Universal, suponíamos que los cuerpos involucrados eran puntos. Pero en el mundo real, los objetos tienen volumen, y la parte más cercana al otro cuerpo, está sometida a una fuerza de gravedad mayor que la parte más alejada (recordad que la gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia). Esto se conoce como fuerza de marea, y es la causa de las mareas de nuestros mares. El gradiente gravitatorio de la Luna (y del Sol, en menor medida), hace que exista una diferencia de fuerza gravitatoria considerable, entre la cara que mira a la Luna (o al Sol) y la que no, «estirando» nuestro planeta. Como el agua es bastante más moldeable que la roca, la superficie acuática de nuestro planeta está más «ovalada» que la terrestre (aunque deberíamos decir, «elipsoidada»), de forma que hay zonas donde alcanza más altura que en otras. Y como la Tierra rota sobre sí misma, las aguas suben y bajan con respecto a una posición fija de la superficie.

Imaginad lo que podría ocurrir si se nos acercara de pronto un planeta. Las mareas serían más acusadas, provocando inundaciones. La parte rocosa se deformaría más, produciendo un enorme calentamiento debido a la fricción (como ocurre con Io, uno de los satélites de Júpiter), fracturando la corteza y provocando terribles terremotos. Habría grandes variaciones de presión en la atmósfera, alterando el clima. En fin, un desastre.

Ahora, vayamos con la mala ciencia. Obviemos el problema de cómo propulsar un planeta entero a través del espacio y la energía requerida, para centrarnos en algo más sencillo, pero que comenté brevemente hace tiempo. Durante el viaje de Mongo hacia la Tierra, y su posterior alejamiento ¿de dónde recibe luz? En las proximidades de nuestro planeta, es obvio que recibirá una radiación solar similar a la nuestra, pero ¿y durante el resto del viaje? Puesto que ningún astrónomo ha vislumbrado Mongo, hemos de suponer que viene de fuera de nuestro sistema solar. Además, una vez evitada la catástrofe, en la serie se especifica que se aleja hacia el espacio profundo (en el cómic no lo recuerdo). Así que ¿de dónde sale el Sol? Uno estaría tentado de pensar que ya que Ming dispone de medios para desplazar todo el planeta, tal vez tenga también medios para iluminarlo y darle calor, pero eso es algo que nunca se menciona, y en cambio sí se dice explícitamente que Mongo tiene autopropulsión, y una protección contra la gravedad de los planetas a los que se acerque.

Kyle XY: desarrollando el cerebro

Hoy volvemos con la serie Kyle XY, y con algo que tiene que ver con el anterior artículo que escribí sobre la serie. En el episodio de la semana pasada (el primero de la segunda temporada), el «creador» de Kyle le habla sobre el desarrollo del cerebro durante la gestación. Dice que Albert Einstein nació unas semanas fuera de cuentas, por lo que su cerebro pudo desarrollarse durante más tiempo, y por eso fue un genio. Partiendo de ese dato, se hicieron experimentos para tener recien nacidos con el cerebro más desarrollado, retrasando el parto. El problema era que las madres morían durante el mismo, por lo que se desarrolló una especie de útero artificial donde gestar los «sujetos». Así, le revela a Kyle que él se gestó en una de esas máquinas, durante casi toda su vida, hasta poco antes del inicio de sus recuerdos.

Bueno, no sé cuánto hay de cierto en la historia de Einstein. Se dice que su cerebro era más grande que la media, aunque desconozco si es cierto o no, o si la desviación de la media es significativa. Lo importante aquí es la hipótesis de que cuanto más tarde el niño en nacer, más se desarrollará el cerebro, y más inteligente será. Y es que, aunque es cierto que cuanto más tarde en nacer, más desarrollado estará el cerebro (y otras partes del cuerpo), se está dejando de lado un dato fundamental, y es que el desarrollo del cerebro no se detiene al nacer. El cerebro de un bebé continúa desarrollándose y creciendo tras el parto.

Una persona que haya tenido hijos (o sobrinos, o amigos con niños), se habrá percatado del pequeñísimo tamaño del craneo de un recién nacido, en comparación con el de un adulto. No pensaréis que mientras el craneo crece, el cerebro permanece con el mismo tamaño, dejando un enorme hueco dentro de la cabeza (bueno, tal vez conozcáis a algún individuo que os lleve a pensar eso). Nuestro cerebro es el mayor arma de nuestra especie, pero tiene un precio (más de uno, en realidad): ante la limitación que impone el canal del parto (unos 10 centímetros de ancho), nos vemos obligados a nacer con el cerebro «a medias», por decirlo de alguna manera. Si nuestro cráneo creciera más antes del parto, simplemente no podríamos atravesar el canal.

No somos la única especie a la que le ocurre, pero sí en la que la diferencia entre el cerebro neonato y adulto es mayor (en la Wikipedia he leído que la capacidad del cerebro de un neonato es un 25% de la de un adulto, pero no sé a qué se refieren con «capacidad»; si alguien conoce datos precisos, se lo agradecería). De todos es conocida la indefensión y escasa capacidad de un recién nacido humano, en comparación con otras especies. Un pollo recién salido de su huevo, puede dar ya unos pasos. Un potrillo recién parido, puede incorporarse de forma medianamente aceptable sobre sus patas. Pero un bebé humano tiene muchas de sus futuras capacidades mermadas. No digamos caminar o hablar (aunque sí tienen un reflejo de marcha, que es digno de ver), pero es que ni gatea, ni repta. Nacemos con los las capacidades básicas para sobrevivir con ayuda de una madre (como succionar lo que nos metan en la boca).

Durante los primeros meses, el crecimiento es espectacular. Luego, aunque más lento, prosigue hasta llegar a algún momento entre los 5 y 7 años. ¡Vaya! ¿Y si el desarrollo continuara durante toda la infancia y adolescencia, seríamos capaces de «crear» supergenios, como en el caso de Kyle? Pues no sé. Pero recordemos que el craneo de Kyle aparentemente tiene un tamaño normal. Tendríamos que pensar en algún proceso desconocido que aumente el desarrollo del cerebro, sin aumentar su tamaño (y me refiero a desarrollo fisiológico).

Ampliando imágenes (III)

Ya he comentado en un par de ocasiones la dificultad de ampliar una imagen más allá de su resolución original. Normalmente no suelo repetirme, pero en el episodio de esta semana de CSI: NY, se superan a sí mismos, y merece ser mencionado. Veamos, en el episodio, hay dos crímenes sin relación, pero en edificios contiguos. Resulta que en el primer crimen, uno de los elementos de la investigación es un vídeo grabado de forma oculta, con la cámara de un teléfono móvil, y que podría ser el móvil del crimen (valga el juego de palabras). El vídeo se centra en una chica, casi en primer plano, y de fondo se atisba el edificio donde se comete el segundo crimen. Cuando la encargada de dicho caso se da cuenta, se pone a analizar la grabación. Tras un proceso que sólo podemos calificar de «mágico», obtiene un vídeo de la ventana donde se comete el segundo crimen, donde puede ver perfectamente a la asesina. La resolución es perfecta, y la cámara está fija, a pesar de que la grabación se hizo desde un móvil, sujeto por una persona, y con otros elementos delante.

Aquí se mezclan varios elementos, que hacen que en el mundo real, esto nunca pueda ocurrir. Por un lado, tenemos el nivel de detalle del vídeo. Creo que todos sabemos más o menos la baja calidad de un vídeo hecho por un móvil. Además de la baja calidad de la óptica del aparato, lo más importante aquí es la baja resolución. Como comenté en aquellas dos ocasiones, no se puede aumentar el nivel de detalle más allá de la resolución original. Se pueden interpolar datos para que la apariencia no sea tan pixelada, pero estaremos «inventando» datos. Como dije entonces, «de donde no hay, no se puede sacar».

Pero además, tenemos otro factor importante: el movimiento de la cámara. El vídeo estaba tomado por una chica, que tenía oculto el móvil en la ropa (o en un bolso). La chica se movía, y efectivamente, cuando vemos el vídeo completo, comprobamos que la cámara se mueve. Si alguna vez habéis grabado vídeo con zoom, habréis comprobado que cuanto mayor es el nivel de zoom, más difícil es mantener la imagen fija, si sujetamos la cámara con una mano. Un leve movimiento, se traduce en un enorme desplazamiento en la imagen. Eso es debido a que cuando ampliamos la imagen, no estamos acercando la cámara al objeto de nuestra grabación, sino únicamente aumentando el tamaño de una zona de la imagen. Y al hacerlo, también aumentan lógicamente los pequeños desplazamientos debidos a movimientos de la cámara.

En fin, me gustaría saber qué clase de tratamiento de imagen puede obtener a partir de un vídeo movido de baja resolución, una ampliación a cámara fija, de alta definición.

Y ya que hablo de CSI: NY, no quiero terminar sin mostrar mi indignación por la eliminación injustificada por parte de Tele 5, de los créditos iniciales de la serie. Y es que tras el teaser del episodio (esos primeros segundos antes de los créditos), cortan y se saltan los créditos de inicio, para ir directamente a la continuación del mismo. Ya me molesta cuando lo hacen en una serie, al emitir dos episodios seguidos (sólo ponen los créditos del primer episodio). Pero es que en este caso no tiene ningún sentido. ¿O es que en T5 no saben que CSI: Miami y CSI: NY son dos series diferentes?

Jericho: soldando componentes electrónicos

Hace unas semanas dediqué un artículo a la serie Jericho. Hoy volvemos a ella, aunque para detallar un error sutil, que posiblemente haya pasado desapercibido para muchos, salvo para los que alguna vez hemos tenido que soldar algún circuito. En uno de los episodios, unos supuestos marines llegan al pueblo, con promesas de comida y ayuda. Como tienen la radio estropeada, uno de ellos (una, en realidad) pide ayuda al prota y se van a arreglarla. Así, asistimos a un diálogo entre la chica y el prota, mientras ella empuña un soldador y una placa de circuito impreso, y se dedica a soldar aquí y allá.

El problema es que sólo utiliza eso: un soldador. ¿Y? Pues que le falta un elemento adicional: estaño de soldar. Veamos, cuando se quieren soldar componentes electrónicos, cables finos, o cualquier elemento en un circuito de baja potencia, no se funde directamente el metal de lo que queremos unir, sino que se utiliza el mal llamado «estaño de soldar». Y digo mal llamado, porque en realidad no es estaño, sino una aleación de estaño y plomo, con alma de resina. Esta aleación tiene un punto de fusión bastante bajo (las hay por debajo de los 200 ºC) y es el metal que forma realmente la soldadura. Para ello, acercamos el soldador y el estaño al punto que queremos soldar, el estaño se funde cubriendo la zona de unión, y retiramos el soldador (y el resto del estaño no utilizado) para dejar que la soldadura se enfríe.

El estaño es imprescindible para soldaduras de este tipo, ya que si no, nos veríamos obligados a fundir directamente el metal de las patas de los componentes. Y eso es algo que por un lado nos destrozaría el componente, al tener que elevar la temperatura mucho más (el punto de fusión del metal de las patas no es tan bajo), y por otro sería impracticable, ya que el soldador no podría proporcionar suficiente calor para ello.

Otro detalle muy importante es que para este tipo de soldaduras, hay que estar atento a lo que se hace. Hay componentes electrónicos que son muy sensibles a la temperatura, y pueden estropearse con facilidad si dejamos aplicado el soldador demasiado tiempo. Las patillas de los componentes son metálicas, y por tanto, buenas conductoras térmicas, por lo que en poco tiempo (segundos) la temperatura del componente comienza a elevarse. Y si lo hace demasiado, simplemente nos lo cargamos (lo sé por experiencia). Para evitar esto, se puede recurrir a una pinza metálica colocada en las patas donde se realiza la soldadura. Así, la pinza absorbe parte del calor, y el interior del componente se calienta menos.

Sin embargo, en la serie, la chica habla despreocupadamente con el prota, dejando en ocasiones el soldador apoyado sobre el circuito durante demasiado tiempo, mientras mira a su interlocutor. A menos que estuviese soldando únicamente cables (y no parecía el caso, pues era una placa de circuito impreso), esa manera de soldar es una forma segura de quemar algún componente.

Kyle XY: Usando más del 10% del cerebro

Ayer estrenaron en Cuatro la serie de TV, Kyle XY. Trata de un chico que aparece en mitad de un bosque, desnudo, sin recuerdos, y sin ombligo. Su desconocimiento del mundo e ingenuidad contrasta con sus habilidades físicas y mentales, y es acogido por una familia, donde la madre es psicóloga o similar, y trabaja con chicos problemáticos. Ya en el primer episodio, ante la rapidez mental y memoria que demuestra, le hacen unas pruebas (un TAC o una resonancia, no sabría decir) y los médicos descubren asombrados que su actividad cerebral es superior a la normal. Uno de ellos afirma que es imposible, y que el ser humano no utiliza más del 7% del cerebro, aunque algunos genios pueden llegar al 9%.

Esto es una variante del famoso mito de que el ser humano sólo utiliza el 10% del cerebro. Y eso es totalmente falso: los seres humanos utilizamos todo nuestro cerebro (aunque puede que conozcamos a alguno, que nos hagan dudar sobre esto). Conviene matizar bien la frase, para no tener una idea equivocada: todas las partes de nuestro cerebro son utilizadas en algún momento. Esto quiere decir que si bien somos capaces de utilizar todas las partes de nuestro cerebro, no lo hacemos de forma simultánea con todas ellas. Así, no es lo mismo estar hablando, que escuchando música, que durmiendo, que resolviendo un problema, que corriendo... Además, conviene no confundir actividad cerebral con pensamiento consciente. Ciertamente, no dedicamos el 100% de nuestro cerebro a pensar, pero hay muchas otras actividades que realiza nuestro cerebro, necesarias para el correcto funcionamiento de nuestro cuerpo.

Aunque aún nos quedan secretos por desentrañar, se sabe qué regiones de nuestro cerebro se dedican a qué, y se sabe que la actividad cerebral es mayor que ese 10% que se ha popularizado tanto. Y como sabéis que la biología no es mi especialidad, os remito a un artículo de MedTempus, donde Shora nos lo explica más en detalle.

La superfuerza de Superman y otros superhéroes

Unas cuantas entradas atrás, al escribir sobre la escena del helicóptero en la peli Superman, alguien comentó que no se podría sujetar el vehículo de esa manera. Ciertamente, en películas, series de TV o cómics, donde aparecen seres con cualquier tipo de superfuerza, es habitual verlos levantando un objeto extraordinariamente pesado, por un extremo minúsculo. A menos que el objeto sea extremadamente duro y resistente, se deformaría o rompería por su propio peso. Veamos algunos ejemplos.

En la serie de televisión Smallville, que narra las aventuras de Clark Kent antes de mudarse a Metropolis y enfundarse un traje ajustado, vemos a nuestro héroe en uno de los episodios, levantar el tractor o la furgoneta (no recuerdo bien) de papá Kent. Y al hacerlo, lo sujeta por un extremo, casi podría decirse que por uno de los paragolpes, y de forma horizontal al suelo. Bien, al levantar un vehículo de esa forma, uno tiene que hacer una fuerza inmensa, muy superior al peso del mismo.

¿Por qué? Bueno, en el cole nos enseñaron la famosa Ley de Oro de la Palanca: «potencia por brazo de potencia, igual a resistencia por brazo de resistencia». Esto que nos hacían memorizar y canturrear, quiere decir que si tenemos una palanca, la fuerza necesaria para levantar un peso, es igual al peso multiplicado por la distancia de su punto de aplicación al punto de apoyo, y dividido entre la distancia de nuestro punto de aplicación (el de la fuerza ejercida) al punto de apoyo. En el caso de un coche, furgoneta o similar, la palanca es el propio vehículo. El punto de aplicación del peso del mismo estaría en su centro de gravedad, que podemos suponer más o menos en el centro, tirando hacia el motor. El punto de aplicación de nuestra fuerza sería el lugar donde ponemos los dedos. ¿Y el punto de apoyo? Pues también en los dedos. Tened en cuenta que para sujetar algo en esa posición, utilizamos nuestras manos como pinzas, con dedos por encima y por debajo. No importa cuáles consideremos el punto de aplicación de la fuerza, y cuáles el punto de apoyo. Lo importante es ver que estos dos puntos estan muy cerca entre sí, y muy alejados del punto de aplicación del peso (el centro de gravedad). Así que para sujetar un vehículo en esa posición, hay que ejercer una fuerza varias veces superior a la del mismo. Y vale, la fuerza no es problema para nuestro joven Superman, pero sí para la estructura metálica del coche. Si intentáramos hacer eso (tal vez con un brazo mecánico, ya que no hemos nacido en Kripton), nos quedaríamos con el paragolpes o un trozo de chapa en la mano, y el resto del coche en el suelo.

Más o menos lo mismo sucede en Superman III. Al principio de la peli, para sofocar un incendio en una planta química, nuestro héroe vuela hasta un lago, congela su superficie mediante su superaliento, y ni corto ni perezoso, agarra la superficie helada desde la orilla, y se la lleva volando hasta el incendio. Nuevamente, al intentar levantar toda la superficie helada, tendría que haberse quebrado y quedarse con un trozo en la mano. Podemos imaginar un experimento similar, intentando sujetar una pizza bien horneada (para que esté dura) por el borde. Muy muy por el borde. Se nos desprenderá el trozito por donde estemos sujentándola, y caerá al suelo (o sobre el plato que cuidadósamente habremos colocado debajo, para poder comérnosla después del experimento).

Hay que destacar que en algunos casos, los guionistas desarrollan soluciones imaginativas para explicar estas imposibilidades. Así, cuando John Byrne dibujaba y guionizaba de Los 4 Fantásticos (allá por principios de los 80), en uno de los números se enfrentaban a Gladiador (un personaje inspirado en Superman, y que tiene más o menos los mismos poderes), y éste levantaba con las manos el Edificio Baxter (edificio de 35 plantas, sede de los 4F). Como Mr. Fantástico es muy listo, en seguida se dio cuenta que era imposible, que el edificio debía colapsarse debido a su propio peso, y dedujo que los poderes de Gladiador eran de naturaleza mental. Su superfuerza no era en realidad tal, sino una especie de «telequinesis táctil», que le permitía mover objetos con la mente al tocarlos.

La misma explicación dio a los poderes de Superman cuando se hizo cargo de su colección (segunda mitad de los 80), aunque de forma más sutil e indirecta, mediante reflexiones del propio personaje (creo que no se llegaba a asegurarlo, sino sólo a sospecharlo). Pero claro, esto no puede aplicarse a muchos otros, como Hulk.

No puedo terminar sin comentar la escena del avión en Superman Returns, ya que tiene sus aciertos y sus fallos. Recordemos un poco: un avión lleno de periodistas, incluida Lois Lane, cae sin control desde el cielo. Superman va raudo y veloz a salvar el día, y lo sujeta por un ala. Pero ¡ops! un ala sola no puede soportar todo el peso del avión, así que se rompe, y sigue cayendo. Tras unas escenas de tensión, en último momento, empuja por el morro y lo detiene casi a ras del suelo, sujetándolo de forma vertical. Durante unos segundos vemos como el fuselaje cruje y se deforma, y Superman suda un poco ante la posibilidad de que el aparato se rompa. Finalmente, lo deposita en el suelo. Bien, el que el ala se rompa y el fuselaje se deforme, es un punto a favor. Un avión no esta diseñado para ser sustentado sólo por un ala, o apoyado sobre el morro, así que es de esperar que el aparato se escacharre un poco. Lástima que al final, cuando lo deposita de forma horizontal en el suelo, lo siga sujetando por el morro. Se tendría que haber partido. Y las escenas anteriores, descartan la «telequinesis táctil».

Contaminación y envenenamiento por radiación

El reciente envío dedicado a la lluvia radiactiva en Jericho, me ha recordado otro posible error relacionado con la radiactividad, en otra serie de televisión. Se trata de mi muy querida Babylon 5. En el episodio Solo en la Noche, unos Starfuries (los cazas de los humanos) son atacados por una nave desconocida, y abducen al comandante Sheridan (el prota). El único superviviente, tiene la nave dañada y la computadora le dice que hay una fuga en el reactor, y que la radiación ha alcanzado un nivel terminal. Sabiéndose condenado, intenta volver a la estación Babylon 5, para informar de lo ocurrido. Al llegar, es llevado inmediatamente al laboratorio médico, y aislado para evitar que toda la estación se contamine. Pues bien, esa temor a contaminar toda la estación parece algo infundado, ya que una persona que ha sido irradiada, no se vuelve necesariamente radiactiva.

Lo primero que hay que tener claro es qué es exactamente la radiactividad. Veamos, la radiactividad no es más que un fenómeno mediante el cual determinados átomos emiten partículas subatómicas o radiación electromagnética. Existen isótopos de elementos, que por su configuración atómica, son inherentemente inestables. Estos isótopos se denominan radiactivos, y cuando alcanzan una configuración estable, expulsan partículas como neutrones, protones o electrones (o más), o emiten fotones en forma de radiación de muy alta frecuencia (o ambas cosas) que se denomina radiación ionizante, por tener la capacidad de «arrancar» electrones de sus átomos, ionizando la materia. Los más conocidos son los isótopos del uranio y el plutonio, pero existen muchos más, como el famoso carbono-14, isótopo radiactivo del carbono.

Un átomo que pierde o adquiere neutrones, se convierte en un isótopo diferente del mismo elemento. Un átomo que pierde o adquiere protones, se convierte en un elemento diferente. Parece evidente que un elemento radiactivo, va transformándose poco a poco en otra cosa. Así, el carbono-14, por ejemplo, se convierte espontáneamente en nitrógeno-14 (o nitrógeno «a secas», ya que es el isótopo de nitrógeno más abundante), emitiendo radiación beta (electrones).

De las radiaciones emitidas por un elemento radiactivo, la más peligrosa para nosotros es la radiación electromagnética ionizante, esto es, fotones de muy alta frecuencia, y por tanto de muy alta energía. Esta radiación nos afecta a nivel celular, dañando nuestras células o interfiriendo en su división, provocando desagradables síntomas, y si la dosis recibida es suficiente, la muerte. Pero fijáos que eso simplemente nos daña, no nos vuelve más radiactivos (y digo más, porque todos los seres vivos tenemos cierta cantidad de carbono-14, por lo que todos somos radiactivos en cierta medida). Para que un isótopo no radiactivo se vuelva radiactivo, necesariamente debe modificar su número de nucleones, es decir, protones y neutrones, cosa que la radiación electromagnética no hace.

Hay otro tipo de radiación, que está formado por neutrones. Esta radiación de neutrones sí puede convertir un isótopo estable en uno radiactivo. Así, si un isótopo de nitrógeno-14 de nuestra atmósfera absorbe un neutron, obtenemos nuevamente carbono-14 (y un átomo de hidrógeno). La radiación de neutrones es normalmente menos penetrante que la electromagnética (aunque depende del material), y necesitamos una dosis muy alta para alterar de forma significativa el entorno. Para hacernos una idea, los materiales del núcleo un reactor nuclear, son remplazados y desechados de forma periódica, debido precisamente a la radiación de neutrones, pero son considerados como desechos radiactivos de bajo nivel, y están siendo irradiados constantemente. Otro ejemplo sería una detonación nuclear, en la que el material de los alrededores se vuelve radiactivo, a una distancia en la que ese fenómeno sería el menor de nuestros problemas.

Existe otro caso en el que una persona que haya tenido contacto con material radiactivo, sea peligrosa, y es porque haya sido contaminada. Eso quiere decir que es portadora de material radiactivo, bien porque lo haya inhalado, ingerido, o tenga restos pegados a la piel, entre el pelo, o bajo las uñas. Es decir, no es que se haya vuelto radiactivo por la radiación recibida, sino que ha entrado en contacto directo con material radiactivo externo, y parte se le ha quedado adherido o dentro de él.

Volviendo al episodio de Babylon 5, ninguna de las dos opciones que hemos visto parece posible. Por un lado, para que el piloto se «volviera radiactivo», tendría que haber recibido una dosis brutal de radiación de neutrones. Además, teniendo en cuenta que en muchos casos, los elementos químicos se «transmutan» en otros, seguramente habría muerto casi de inmediato. La contaminación por contacto directo es también descartable, ya que el piloto iba enfundado en un traje de astronauta, completamente presurizado y aislado. En todo caso, se habría contaminado el traje, que le habrían quitado antes de llevarlo al laboratorio médico.

Lluvia radiactiva

Hace unas semanas se estrenó la serie Jericho, que narra las andanzas de los habitantes de un pequeño pueblo, tras producirse una serie de explosiones nucleares en varias ciudades de EEUU. En el segundo episodio, se enfrentan ante la amenaza de una lluvia radiactiva, y tal y como se presenta, puede inducir a equívocos sobre la naturaleza de una lluvia radiactiva. Y es que, pese al nombre, una lluvia radiactiva no es necesariamente una lluvia, en el sentido meteorológico.

Veamos, una detonación nuclear es básicamente una reacción nuclear de fisión, en la que átomos pesados se dividen, para formar elementos más ligeros, desprendiendo una enorme cantidad de energía en el proceso (en una detonación termonuclear, como la causada por una bomba de hidrógeno, también se produce una reacción nuclear de fusión). Los elementos pesados utilizados en la reacción (llamados fisibles), normalmente consisten en isotopos radiactivos de uranio o plutonio. Estos átomos se dividen durante el proceso, transformándose en isótopos de elementos más ligeros, como el iodo, el cesio o el bario, algunos de ellos también radiactivos. Debido a la inmensa cantidad de energía que se libera de forma casi instantanea, parte del material fisible sale despedido sin llegar a fisionarse, al igual que los elementos producidos por la reacción. Así que tras la explosión, la atmósfera local se encuentra repleta de partículas en suspensión, de material radiactico. Este «polvo radiactico» va cayendo poco a poco, y es depositándose en el suelo, o inhalado por los supervivientes. Esta caida de polvo es lo que se conoce como lluvia radiactiva, que es una no muy acertada traducción de la palabra inglesa fallout.

Puede ocurrir que en una zona con partículas radiactivas en suspensión, se produzca una lluvia de verdad, es decir, precipitaciones de agua. Este fenómeno (que en inglés se denomina rainout), sería el que aparece en la serie, y es bastante más peligroso para los que lo sufren. Las gotas de lluvia arrastran las partículas radiactivas al suelo, de forma que se depositan con más rapidez que en una lluvia radiactiva «seca». Por un lado, el aire se limpia parcialmente, pero por otro, la acumulación de residuos radiactivos en la zona de lluvia, es mucho mayor. Tras la lluvia, el agua caída se evapora, pero los «posos radiactivos» permanecen, de forma que no sólo hay que refugiarse durante la lluvia, sino después de ella, hasta que se retire el material radiactivo. Y claro, eso no se hace espontáneamente (al menos, no en el transcurso de una vida humana).

En la serie, los habitantes de Jericho se refugian en un refugio (valga la redundancia) diseñado a tal efecto, y en una mina que es sellada desde el exterior. Se nos hace mucho hincapie en que hay que sellar todo, que no entre el agua, y el drama de tener tantas personas hacinadas sin apenas alimentos, agua, o aire. Tras la lluvia, comprueban que no hay radiación, y pueden salir nuevamente al exterior. Se supone que la lluvia era una precipitación normal, sin partículas radiactivas, cosa que se da a entender cuando a uno de los protas le pilla la lluvia, pero luego se ve que no está contaminado. Ante una verdadera lluvia radiactiva «con agua», el pueblo habría quedado condenado y contaminado, y los habitantes habrían muerto por asfixia, hambre o deshidratación en los refugios, o por radiación en el exterior.

«Forzando» discos duros

Hace unas semanas que Tele 5 comenzó a emitir la segunda temporada de la serie Mentes Criminales. Recuerdo que cuando estrenaron la primera temporada, hace ya bastante tiempo, apunté mentalmente un detalle para comentar aquí, y que quedó olvidado en algún rincon de mi memoria; hasta ahora. En el primer episodio, los protagonistas deben resolver un caso de secuestro. En un momento dado, los protagonistas localizan la vivienda del secuestrador, pero la chica secuestrada se encuentra en otro lugar. Hace tanto tiempo que no recuerdo los detalles, así que no sé si el secuestrador no estaba, o fue malherido, o se resistía a hablar, pero la cuestión era que tenían que localizar a la chica con cierta urgencia, y tenían como única fuente de información el ordenador del secuestrador. Sin embargo, el secuestrador había protegido el disco duro de alguna manera, de forma que si no se introducía una contraseña correcta, se borraba toda la información. Y sólo disponían de un intento. Tras unos momentos de tensión y razonamientos, como los protas son psicólogos y estudian el comportamiento y todo eso, consiguen adivinar la contraseña correcta a partir de los datos que tienen del sujeto.

Bueno, obviamente, puesto que la serie trata de un grupo de analistas del comportamiento que desarrollan perfiles de criminales, y además era el primer episodio, había que mostar una solución en la que viéramos lo que son capaces de hacer con unos pocos datos. Sin embargo, existen mejores métodos, y más seguros, para extraer información de un disco duro protegido de esa manera.

Veamos, un disco duro no es más que un dispositivo que almacena información. Dentro de esa cajita con tornillos y etiquetas, hay unos discos físicos (normalmente 2 ó 4) donde se escribe y se lee la información (de forma magnética, sin tocar físicamente las caras de los discos). Y nada más. El hardware de un disco duro no hace mucho más. Para poder ser utilizado, al disco se le realiza un proceso (llamado formateo de bajo nivel) en el que se «crean las bases» donde guardar la información. Esto consiste en dividir cada cara de cada disco en pistas y sectores (geométricamente, una pista es una corona, y un sector es un sector circular), formando lo que se denominan bloques. Un disco duro sólo sabe leer y escribir datos (bytes) en bloques. No entiende de ficheros ni directorios. Eso son abstracciones que realiza el sistema operativo, de forma que cuando una aplicación quiere leer un fichero, el sistema localiza en qué bloques están los datos del fichero (que no tienen por qué estar contiguos), y le dice al disco duro que los lea y le devuelva esa información almacenada. Con la escritura sucede algo parecido: el sistema le dice al disco que sobreescriba algunos bloques, o busca bloques libres y escribe en ellos, o marca bloques escritos como disponibles.

Es importante hacer notar que cuando el sistema operativo borra ficheros, normalmente los bloques que lo componen no son borrados realmente, sino que únicamente los marca como libres, y se pueden recuperar mientras no se sobreescriban con datos nuevos. Esto se hace para ahorrar tiempo y alargar la vida de los discos, aunque existe software para borrar realmente los datos, sobreescribiendolos con basura. Esto puede ser útil si deseas impedir el acceso a información comprometedora, pero requiere más tiempo que un simple borrado.

Sin embargo lo más importante de todo es darse cuenta de que un disco duro no es más que una «caja tonta» de almacenamiento de datos. No es capaz de ejecutar nada, sólo de leer y escribir datos, según le digan. Ese sistema de seguridad que se menciona en la serie, o cualquier otro que podamos imaginar (como un sistema de permisos, en los que se limita a los usuarios la escritura o lectura de determinados ficheros y directorios), debe de ser necesariamente un software, que ejecuta el sistema operativo. ¿Y cómo saltarse todo eso? Pues de una forma muy simple: nos procuramos un destornillador, abrimos la caja del ordenador (apagado, claro, no es cuestión de que nos dé un calabre), extraemos el disco duro, y lo montamos en otra máquina. Podemos simplemente instalarlo en otro ordenador como disco esclavo, o en algún tipo de hardware especializado en recuperación de datos. Toda la información del disco está ahí, intacta y accesible.

Curiosamente, estoy leyendo un manga llamado IO (que trata de unas misteriosas ruinas submarinas en Zamani, Okinawa), en el que se da una situación similar, y está bien tratada: unos desconocidos, para acceder a la información del disco duro de un portátil, lo extraen y lo sustituyen por otro para no despertar sospechas inmediatas, pudiendo analizarlo tranquilamente en otro lugar. Al igual que en otra ocasión, en un medio que mucha gente considera más infantil (consideración con la que no estoy de acuerdo en absoluto), se da un tratamiento más verídico y coherente.

Para proteger de verdad los datos, no hay que confiar en ningún «obstáculo» vía software, sino que hay que guardarlos cifrados. De esta forma, si uno no dispone de la clave para descifrar los datos, sólo obtendrá algo ininteligible. Pero fijáos que los datos siguen ahí. Se podrían intentar diversos ataques para descifrar el contenido, y si el algoritmo elegido es adecuado, sería inútil (se tardarían miles de años), pero los datos no se borrarían. Uno puede realizar todos los intentos que quiera, y fallar, que no pasaría nada. Una situación así, ciertamente sería igualmente tensa y dramática, pues en la serie había un límite de tiempo para localizar al chica secuestrada, y los protas tendrían que haber tirado igualmente de su psicología para adivinar la contraseña (suponiendo que se utilizara un sistema de generación de claves basado en contraseñas).