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Archivos mensuales: febrero 2021

Del autogiro de Juan de la Cierva al Ingenuity

26 Viernes Feb 2021

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA

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Autogiro, Ingenuity, Juan de La Cierva, Marte, NASA, Perseverance

Juan de la Cierva, ingeniero de caminos español, inventó en 1920 el “autogiro”, gira sobre si mismo y despega y aterriza verticalmente, posibilidad de repostaje y con menos limitaciones de carga o altitud, paso necesario para llegar al helicóptero de Igor Sikorsky (transmisión del motor y control colectivo de cuatro palas). El primer aparato controlable totalmente en vuelo y producido en cadena fue fabricado por Igor Sikorsky, utilizó un rotor de cuatro palas, diseñado por los ingenieros soviéticos N. Yuriev y Alexei M. Cheremukhin, del Instituto Central de Aerohidrodinámica N.Y. Zhukovski (Moscú) en 1930.

Junto al “Perseverance” y como parte del Mars 2020 viaja el helicóptero experimental “Ingenuity”, es un helicóptero eléctrico alimentado de energía solar, que pesa 1,8 kg, se usará para probar la estabilidad como para guiar al rover durante la planificación de la ruta en el periodo de los 30 días. Aparte de las cámaras no hay ningún instrumento científico.

Ingenuity esta provisto de paneles solares para recargar las baterias, no tiene mando a distancia para controlarlo, desplazamiento autónomo, va programado y una serie de sensores le ayudan a desplazarse. Puede elevarse hasta cinco metros de altura y desplazarse hasta 300 metros.
Esta previsto que realice hasta cinco vuelos de dificultad gradual durante un período de un mes inmediatamente después de la llegada de Perseverance.

El trabajo es meramente demostrativo para comprobar el vuelo en otro planeta.


La atmósfera es 100 veces mas liviana que en la Tierra y las temperaturas nocturnas descienden por debajo de los 90ºC.
El diseño del helicóptero ha sido trabajo del Laboratorio de Propulsión de la NASA, lleva dos cámaras y rotan 10 veces más rápido las aspas que en nuestro planeta. Despegará y aterrizará de forma autónoma. Realizará 5 vuelos de forma autónoma durante 90 segundos en un periodo de 30 días.
Se espera que Ingenuity puede proporcionar imágenes de alta definición y permitir el acceso a zonas imposibles de alcanzar con los rovers.
Presenta cuatro palas de carbono dispuestas en dos rotores que giran en direcciones opuestas de alrededor de 2.400 revoluciones por minuto. Equipado con células solares y baterías.

Misiones del ingenuity:

  1. Sobrevivir al lanzamiento, viaje y aterrizaje.
  2. Desplegarse desde el Perseverance.
  3. Conservar el calor autónomamente durante las noches frías.
  4. Cargarse de forma autónoma con el panel solar.

Bibliografía:

Juan de la Cierva inventor del autogiro
Juan de la Cierva (gyroplanepassion.com)

NASA: Misión helicóptero en Marte
Mars Helicopter to Fly on NASA’s Next Red Planet Rover Mission | NASA

NASA: Jet Propulsion Laboratory
NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) – Space Mission and Science News, Videos and Images

National Geographic: cinco datos interesantes sobre mars ingenuity Julio 2020
5 datos interesantes sobre MARS Ingenuity (nationalgeographic.com.es)

NASA: Mars Helicopter
Mars Helicopter – NASA Mars

La Orbita de transferencia de Hohmann

19 Viernes Feb 2021

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA

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astrodinámica, Hohmann, maniobra, orbita, transferencia elíptica

Walter Hohmann (1880), fue un ingeniero alemán, que descubrió una maniobra eficaz para la transferencia coplanar de un vehículo espacial entre dos órbitas circulares por medio de una órbita de transferencia elíptica, llamada “Orbita de transferencia de Hohmann”.

Entre 1911 y 1915 Hohmann estudió el vuelo espacial interplanetario, publicándolo en el libro “Die Erreichbarkeit der Himmelsköper (La accesibilidad de los cuerpos celestes)”.

Las órbitas de la mayoría de los planetas del sistema solar se encuentran cerca del plano orbital de la Tierra (plano eclíptico).
La forma más eficiente energética para que una nave espacial se transfiera de la órbita de un planeta a otro es usar una elipse de transferencia de Hohmann, desde un planeta 1 a un planeta exterior 2.

La solución original de Hohmann, se obtiene para una transferencia bi-impulsiva entre dos órbitas circulares y coplanares. Es el más usado en maniobras orbitales:
Tiene los siguientes pasos:
A) En la órbita inicial un impulso con magnitud:

B) El segundo impulso se aplica cuando la nave espacial está en la apoapsis (punto de una órbita elíptica más alejado de su centro gravitatorio).

Bibliografía:

Sabin, Carlos; Investigación y Ciencia,“Entrelazados en el espacio” Agosto 2015
https://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-y-quimica/85/posts/entrelazados-en-el-espacio-13477

David Edward Bruschi, Carlos Sabín, Angela White, Valentina Baccetti, Daniel K L Oi and Ivette Fuentes; “Testing the effects of gravity and motion on quantum entanglement in space-based experiments”New Journal of Physics, Volume 16, May 2014
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/16/5/053041ay

Encyclopaedia Britannica: “Hohmann orbit“
https://www.britannica.com/science/Hohmann-orbit

Níquel un metal precioso

12 Viernes Feb 2021

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA

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batería, coche eléctrico, Cronstedt, níquel, Tesla

EL níquel se está extendiendo como materia prima para la fabricación de baterías en coches eléctricos.
En este sentido participan compañías como: Tesla, Renault, Hyundai o BMW.
Según London Metal Exchange, el precio de la tonelada de níquel se sitúa en febrero 2021 en 17.500 euros.
Según la consultora IDTechEX, la demanda de níquel para la fabricación de coches eléctricos va a aumentar 10 veces para 2030 en comparación con 2019.
El níquel es un metal blanco, duro, dúctil y maleable con una amplia presencia en la corteza terrestre.

Las ventajas de baterías con un cátodo rico en níquel:
⦁ Fáciles de sintetizar
⦁ Alta capacidad y densidad de energía

El 95% de las baterías de los coches eléctricos utilizan una química:
⦁ NMC: Níquel-Manganeso-Óxido de Cobalto
⦁ NCA: Níquel-Cobalto- Óxido de Aluminio
En 2.019 con países con mayores reservas de níquel y su producción según US. Geological Survey (2019):
⦁ Indonesia:21 millones de toneladas produce en ese año: 800.000 toneladas
⦁ Australia: 20 millones de toneladas………………………………180.000 toneladas
⦁ Brasil………………………………………………..………………………..67.000 toneladas
⦁ Rusia: ……………………………………………………………………….270.000 toneladas
⦁ Cuba…………………………………………………………………………..51.000 toneladas
⦁ Filipinas: ……………………………………………………………………..420.000 toneladas
⦁ China…………………………………………………………………………110.000 toneladas
⦁ Nueva Caledonia…………………………………..…………………………..220.000 toneladas


Tesla agudiza la inversión en el níquel, durante la celebración del “Battery Day” en 2020 anunciaron la intención de prescindir del cobalto (más caro y escaso) y emplear el níquel; creando la batería “Tesla 4680” Esto presenta a largo plazo una tendencia a otros fabricantes, incrementando el crecimiento de la demanda en el futuro.

En 1751 Axel Frederick Cronstedt (1722-1765) mineralogista y químico sueco descubrió el níquel en 1751 en la niquelina o Kupfernickel.

Hay níquel en el interior de la Tierra, principalmente en el núcleo. Se empezó a usar junto con el cobre en el siglo IV a. C, en los manuscritos chinos se usaba el “cobre blanco” hacia 1.7000 al 1.400 a.C.; minerales como la niquelina, se han empleado para colorear el vidrio.

Bibliografía:

McRae, Michele (febrero de 2019). «Mineral Commodity Summaries, Nickel, 2019». Nickel Statistics and Information (en inglés). U.S. Geological Survey. Consultado el 11 de septiembre de 2019

Química fácil: “Axel Frederick Cronstedt”
https://quimicafacil.net/infografias/cronstedt-niquel/

Enciclopedia.Us.Es: “Níquel”
http://enciclopedia.us.es/index.php/N%EDquel

Preciometales.com
https://www.preciometales.com/precio-niquel

Batería Tesla 4680
https://www.hibridosyelectricos.com/articulo/actualidad/nueva-celda-bateria-tesla-4680-16-mas-autonomia-mas-energia-mas-potencia/20200923110824038332.html

Mendel’s “herediatario factors”

08 Lunes Feb 2021

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA, Genética

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hereditario factors, heritage model, Mendel, Pisum sativum

The Austrian monk Gregor Mendel (1822–1884) laid the foundations for genetics with his pea experiments.
He was an innovator in using mathematics in biology. His contemporary biologists did not recognize the importance of his work because his findings were against popular ideas of inheritance. In 1800 the idea of “the inheritance of mixture” was admitted: a model in which inheritance is in the form of a mixture of the characteristics of parents to their descendants.

This model did not explain what happened when Mendel crossed a low and high pea plant, obtaining only tall plants or because “self-fertilisation” produced the 3:13:13 ratio of tall and low plants in the next generation.
According to the “mixing model”, the descendants were to be of medium height and if there was “self-fertilisation” the descendants must also be of medium height.


It was in 1900 that his work was rediscovered and the chromosomal basis of inheritance was seen: Mendel’s “herediatario factors” were carried on chromosomes.

On February 8, Mendel presented the results of his experiments with nearly 30,000 peas at the Society of Natural History in Brünn (Moravia), proposing his “heritage model“:

  • one version of a factor (the dominant form) could mask the presence of another version (the recessive form)
  • the two mated factors are separated during gamete production, so that each gamete (waitmatocytoid or egg) randomly received only one factor.
  • factors that controlled different characteristics were inherited independently of each other.
La imagen tiene un atributo ALT vacío; su nombre de archivo es mendel-generations-ok.jpg

In 1866 Mendel published his observations and his model of inheritance, with the title “Experiments on plant hybridization“, with his articles: – “Law of Segregation” and “Law of Independent Assortment“.

Mendel, after finishing college, joined st. Thomas Augustinian Abbey in Brno, where he taught courses in physics, botany and natural sciences at high school and university. He began his decade-long research project in 1856 to investigate inheritance patterns.um


He conducted his experiments with garden peas: “Pisum sativum” as a “model system” since peas have a fast life cycle and produce many seeds, can self-fertilisation and plants are easy to cross.

Bibliography:

Mendel Web: “Gregor Mendel”
http://www.mendelweb.org/

Mendel, Gregor; “Experiments in plant hybridization”, meetings of the Brünn Natural History Society; Read at the February 8th, and March 8th, 1865,
Mendel, Gregor. 1866. Versuche über Plflanzenhybriden. Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn, Bd. IV für das Jahr
1865, Abhandlungen, 3–47

http://www.esp.org/foundations/genetics/classical/gm-65.pdf

R. A. Fisher, M.A.; Sc.D., F.R.S., “Has Mendel´s work been rediscovered?”;
Reproduced from the Annals of Science, v. 1: 115-137 (
1936) 144
Galton Professor of Eugenics, University College, London.

https://digital.library.adelaide.edu.au/dspace/bitstream/2440/15123/1/144.pdf

Darwin y el Beagle

05 Viernes Feb 2021

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA, HUMANIDADES, LIBROS

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Beagle, Darwin, historia natural, naturalista

El Beagle, era un buque de guerra de 10 cañones, hizo un primer viaje en 1826 para explorar la costa de América del Sur.
Zarpó el Beagle de Plymouth el 27 de diciembre de 1831 al mando del comandante Robert FitzRoy, con Darwin a bordo que exploró y registró las observaciones de la circunnavegación del globo a lo largo de la costa suramericana y el Pacífico Sur hasta 1836 durante 5 años.


El diario del viaje lo publicó en 1839: “Journal of researches into the natural history and geology of the countries visited during the voyage of H.M.S. Beagle round the World”. Recoge las memorias del viaje y las anotaciones científicas de biología, geología y antropología.

Su viaje en el Beagle le dio experiencia y bagaje para la investigación que le llevó a publicar en 1859 “El origen de las especies” con su teoría de la evolución por la selección natural.

Salió de Inglaterra el Beagle en 1831, Darwin tenía 22 años. El barco llegó a las Canarias en enero y continuó hacia Sudamerica, llegando en febrero de 1832.

  1. Darwin explora las llanuras de Argentina, buscando huesos y fósiles.
  2. Beagle llega a las Islas Galápagos, Darwin estudia las rocas volcánicas, las tortugas gigantes y las aves.
  3. El Beagle llega a Australia. En octubre llega a Falmouth (Inglaterra).

En 1839 publicó “Journal of Researches”, con sus viajes.

Escribió sus experiencias en cinco volúmenes: “The Zoology of the Voyage of HMS Beagle”, publicado entre 1839 y 1843.

El Hms Beagle fue el primer barco en navegar bajo el nuevo Puente de Londres, era un bergantin de la clase Cherokee de la Marina Real británica botado en el río Támesis el 11 de mayo de 1820 procedente de los astilleros Woolwich.

  • Eslora: 27,5 ms.
  • Manga: 7,5 ms.
  • Calado: 3,8 ms.
  • Cañones: 10s en
  • Carga: 235 toneladas
  • Tripulación: 120 hombres

Participó en tres expediciones.

Trabajaba en un pequeño cuarto de mapas en la cubierta delantera de popa. Tenía que ser ordenado debido al poco espacio del que disponía, creándole un hábito de riguroso método en la estrechez.

Bibliografía:

Darwin, Charles; “Journal of researches into the natural history and geology of the countries visited during the voyage of H.M.S. Beable round the world”, Ed. John Murray, Albemarle Street; 1845 Darwin on line
http://darwin-online.org.uk/content/frameset?itemID=F14&viewtype=text&pageseq=1

Kinsella, Pat; “Charles Darwin and the Beagle: how the voyage transformed our understanding of the world”, BBC History, 2020
https://www.historyextra.com/period/victorian/darwin-voyage-beagle-when-what-happened-discovered/

Thomson, Keith S.; “Beagle”; Encyclopaedia Britannica
https://www.britannica.com/topic/Beagle-ship

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