Ene 26 2014

Rosetta ha vuelto a llamar a casa

Rosetta y Philae- imagen NASA ESA

La nave espacial Rosetta abandonó la Tierra en 2004 y se puso en una órbita solar que la llevó al espacio profundo. Todos sus sistemas se alimentan mediante paneles de energía solar y en junio de 2011 se hibernaron y así han permanecido durante el tiempo que Rosetta se mantuvo muy alejada del Sol, cerca de dos años y medio.

El 20 de enero de 2014, ya de vuelta de su largo periplo, el despertador interno de la nave ha funcionado de manera automática, los sistemas han vuelto a encenderse y Rosetta se ha comunicado con la estación de la NASA en Goldstone. Los astrónomos han informado del evento con la noticia de que Rosetta envió un mensaje que decía: “Hola Tierra».

La misión de Rosetta consiste en acercarse a un cometa que se llama 67P/Churyumov-Gerasimenko, de unos 4 kilómetros de diámetro, y liberar un pequeño módulo, “Philae”, para que aterrice en la superficie del cometa. Philae perforará el subsuelo de 67P y enviará información de lo que encuentre en la superficie y el interior del pequeño astro. La nave espacial aún se encuentra a unos 9 millones de kilómetros de su objetivo.

Si todo funciona bien a finales de mayo de este año, y a unos 2 millones de kilómetros de 67P, Rosetta nos podrá enviar algunas imágenes del cometa y empezarán los preparativos para la aproximación y el descenso de Philae. Durante meses investigará la atmósfera del cometa y su interacción con el viento solar y determinará el punto idóneo de su superficie donde Philae deberá aterrizar.

El aterrizaje de Philae en la superficie de 67P está previsto para el 11 de noviembre de 2014. Se anclará al cometa con arpones, porque su gravedad es muy débil, y cuando se asiente transmitirá imágenes de alta resolución, así como datos de la composición del subsuelo y de la superficie del astro. Pero no todo habrá terminado ahí, porque Rosetta escoltará a 67P y observará qué ocurre en su superficie conforme se aproxima al Sol. El 13 de agosto de 2015 se encontrará a una distancia del Sol de unos 185 millones de kilómetros, su punto más cercano a la gran estrella, en un lugar que está entre las órbitas de la Tierra y Marte. Rosetta seguirá al cometa hasta finales del próximo año 2015 y nos informará de los cambios que ocurran conforme el astro se aleje y su temperatura disminuya.

Hasta la fecha, la información que tenemos de los cometas se limita a imágenes puntuales obtenidas en algún lugar concreto de su órbita solar. Ahora, con Rosetta, se pretende entender los cambios de la composición del astro durante el proceso de calentamiento y enfriamiento en sus viajes alrededor del Sol.

La nave espacial tiene el mismo nombre que la famosa piedra que encontró un soldado de Napoleón, en 1799, cuando el emperador francés paseaba sus ejércitos por Egipto. La piedra llevaba inscrito parte del edicto del faraón Ptolomeo V, en tres idiomas: griego antiguo, egipcio demótico y jeroglífico. Años después, en 1822, Jean-François Champollion descifró los jeroglíficos egipcios al compararlos con las otras escrituras.

La agencia Espacial Europea (ESA) o la norteamericana (NASA) quizá hayan exagerado al bautizar a su robot con un nombre tan pretencioso y con toda seguridad lo han hecho al presumir de la habilidad con que han captado el “Hola Tierra” de la nave recién despertada. Un radio astrónomo aficionado, el francés Bertrand Pinel, con un plato de 3,5 metros, desde su casa en Casltenaudary- a 65 kilómetros de Toulouse- también apuntó al lugar del espacio donde se encontraba Rosetta el 21 de enero. A las 10:00 logró detectar el mismo mensaje que la estación de la NASA en Goldstone. Era una señal en la banda X. Al día siguiente, el observatorio de Tartu en Estonia también informó que había detectado las emisiones de Rosetta, con su pequeña antena de 3 metros de diámetro.

Es una buena noticia saber que Rosetta vuelve a llamar y que hay gente que comprueba la veracidad de las historias que nos cuenta la NASA y la ESA.

Ene 22 2014

La primera mujer piloto militar de la Historia

Shakhovskoya y Abramovich

Para la escritora Pamela Robson, autora de Wild Women, la princesa Shakhovskaya podría haber ganado con facilidad el concurso de mujeres salvajes del siglo XX, si es que alguien lo hubiese organizado.

Robson cuenta que Eugenie Mikhailovna Shakhovskaya fue la primera mujer piloto de combate, una hermosa princesa y una apasionada amante.

La realidad es que se sabe poco de su azarosa vida, ni siquiera si nació princesa o adquirió el título a través del matrimonio. Nació el año 1889 y se educó en un colegio privilegiado: el Instituto Smolny de San Petersburgo. A los 21 años contempló, con entusiasmo, la demostración aérea que hizo en San Petersburgo la primera mujer que obtuvo una licencia de piloto, Élise Léontine Deroche hija de un fontanero, que pasaría a la historia con el nombre de baronesa de La Roche. La francesa impresionó a la corte rusa y también a la joven princesa Shakhovskaya que en aquél momento decidió viajar a Berlín para aprender a volar.

En el campo de vuelo de Johannistal, cerca de lo que hoy es la capital de Alemania, había una escuela fundada por los inventores del avión, los Wright, en la que Eugenie consiguió su licencia de vuelo el 16 de agosto de 1911. A finales de ese año la joven piloto se ofreció al ejército italiano para efectuar misiones de reconocimiento aéreo en su guerra contra los turcos, pero las fuerzas del rey Victor Manuel III declinaron amablemente la oferta de la princesa que decidió regresar a Rusia. Allí tuvo que pasar un examen, después de un curso de tres meses de entrenamiento en Gatchina, para que le dieran una licencia que le permitiese volar en su país.

La princesa empezó a trabajar como piloto en la empresa Wright, fabricante de aviones, y efectuó una serie de demostraciones aéreas para el estamento militar, en las que pondría de manifiesto su valor. En una de las ocasiones su aeronave se incendió en pleno vuelo y Eugenie fue capaz de controlar la situación y aterrizar como si no hubiese ocurrido nada. Su estancia en Rusia no duró mucho tiempo y muy pronto regresaría a Alemania.

La joven piloto se relacionaba con los aviadores rusos más famosos de la época que le tenían una gran estima y la consideraban como uno de ellos. Shakhovskaya tuvo un romance con el gran piloto ruso Vsevolod Mikhailovich Abramovich, que trabajaba en Johannistal como instructor. Volvió a Berlín para colaborar con él y su relación terminó cuando los dos sufrieron un terrible accidente aéreo en el que el piloto perdió la vida. A Eugenie tuvieron que curarle una nariz rota y heridas en los pulmones, pero logro salvarse. La princesa, conmocionada por el accidente de su entrañable Abramovich, regresó a Moscú y decidió abandonar para siempre el vuelo.

Cuando en agosto de 1914 estalló la primera guerra mundial, la princesa disfrutaba en Moscú de una vida frívola y mundana, asistiendo a todos los saraos que organizaba la más alta nobleza del país. En un arranque de genio y temperamento le pidió al ministro de la Guerra autorización para pilotar aviones de observación en el frente. Sin embargo, su círculo de amistades la convencería para que olvidara aquella locura y Shakhovskaya trató de saciar sus deseos de servicio como enfermera en un hospital de guerra. No fue por mucho tiempo, porque la princesa escribió al zar Nicolás II para que le permitiera hacer lo que sus funcionarios, burócratas y oficiales de carrera le impedían: volar en la línea de combate. El zar de todas las Rusias, que conocía el valor y el temperamento abrasivo de Eugenie, decidió autorizar a la princesa para que se incorporase al frente del noroeste, cerca de Lituania. El general de Caballería Grigoriev, comandante del fuerte Kovno, dio la orden siguiendo las instrucciones del zar.

De las actividades de Shakhovskaya como piloto de guerra en el frente no se conserva ninguna referencia. Todo cuanto se ha escrito de su estancia en el fuerte Kovno está relacionado con su vida amorosa y su desgraciado final. La escritora Robson sugiere que cuanto podemos leer encaja bien con los comentarios que harían las damas del fuerte o los que podrían escucharse en boca de las aristócratas de San Petersburgo en sus habituales reuniones palaciegas. Los rumores la situaban en la cama de casi todos los jefes y oficiales de alta graduación, sus compañeros de vuelo y parte de la tropa. Se convirtió en una gran cortesana y nadie era capaz de satisfacer su apetito sexual, como Cleopatra. Sin embargo, lo peor es que fue acusada de intentar pasarse al enemigo. La juzgó un tribunal militar que la culpó de alta traición y la condenó a morir fusilada en un paredón.

La princesa volvió a escribir al zar Nicolás y consiguió que conmutara su pena de muerte por otra de reclusión perpetua en un convento. A partir de este momento una oscura nube oculta su vida, pero las versiones que circulan son todas muy trágicas.

La Revolución Rusa la liberó. La princesa se transformó en una ferviente revolucionaria, hasta el punto de trabajar como verdugo en Kiev para el general Tcheka; con su pistola Mauser se encargaba de liquidar a los oficiales prisioneros. Adicta a la morfina, en un momento en que estaba bajo el efecto de las drogas mató a su asistente y después se suicidó; aunque también se dice que la ejecutaron sus compañeros.

Pero, son historias sin confirmar y lo único que ratifican es que la princesa vivió una existencia tormentosa y apasionada, siempre al borde de su propia destrucción. Una vida merecedora del inexistente premio a “la mujer más salvaje” del pasado siglo, como nos advierte Pamela Robson.

No vale la pena esforzarse todavía para conseguir el de este siglo. Queda mucho, alguien vendrá y te superará.

Ene 14 2014

El futuro avión eléctrico de largo recorrido

Helios
Credit. NASA

Todos dicen que la posibilidad de construir un avión completamente eléctrico, capaz de sustituir las aeronaves de largo recorrido que utilizamos en la actualidad, es algo que está fuera de nuestras posibilidades. Y así es, pero… ¿cuánto tiempo tardaremos en poder hacerlo, si es que tiene sentido y no nos conformamos con los biocombustibles?

Me he entretenido en hacer unos números para analizar qué nos separa de ese objetivo y las consecuencias que podría tener alcanzarlo.

Un Boeing 747/400 puede transportar 400 o 500 pasajeros a una distancia máxima de unos 13450 kilómetros. Las consideraciones que voy a hacer para esta aeronave valen para cualquier otra que tenga un alcance y un peso máximo de despegue similar.

Se estima que este avión gasta unos 3 litros para transportar un pasajero 100 kilómetros. Así que si tomamos, por ejemplo, un vuelo de Madrid a Nueva York (5754 km) para realizar el viaje, cada pasajero consumirá 173 litros, aproximadamente. No es mucho, incluso si lo comparamos con lo que gasta un vehículo terrestre. Un automóvil con 4 personas es fácil que consuma 2 litros por persona cada 100 kilómetros (8 litros cada 100 kilómetros). Si comparamos la velocidad media del automóvil, menos de 120 kilómetros por hora, con la del Boeing 747, 907 kilómetros por hora, podemos concluir que el transporte en avión a Nueva York no es, desde el punto de vista energético, tan costoso. Recuerde que una aerolínea va a gastar, al menos, 173 litros en llevarlo a usted a Nueva York desde Madrid y desconfíe de cualquier tarifa que valga menos de lo que cuesta el combustible.

En cualquier caso, vaya a Nueva York o a cualquier otra parte, el 747/400 no puede cargar más de 173 toneladas de combustible y esa energía es de la que dispone para gastar, como máximo, durante todo su viaje. Las 173 toneladas de combustible, teniendo en cuenta que el queroseno tiene una capacidad energética de 12 kilovatios hora por kilogramo, dan una cantidad total de energía igual a dos millones de kilovatios hora, redondeando la cifra.

¿Qué pasaría si en vez de consumir queroseno, nuestro avión fuera eléctrico?

De una parte tenemos que los motores eléctricos son más eficientes que los térmicos. Eso quiere decir que con un sistema eléctrico haríamos lo mismo con menos energía. Para nuestro ejercicio vamos a suponer que con la electricidad consumimos la mitad de energía. Eso querría decir que con el avión eléctrico y un millón de kilovatios hora de energía podríamos hacer los mismos vuelos que el 747/400 con reactores. Los motores térmicos tienen un rendimiento energético que no pasa del 30%, mientras que una combinación de motor eléctrico con batería o pila de combustible podría llegar al 60%, de ahí que considere una mejora energética tan significativa.

Si quitamos los motores a reacción y colocamos otros eléctricos, el avión necesitará hélices. Hay un tipo de hélice, contra rotatoria, que nos permitiría volar a velocidades de hasta 800 kilómetros por hora. No son los 907 kilómetros por hora de crucero del 747/400, pero tampoco hay mucha diferencia, por lo que la reducción de velocidad no sería un gran problema.

Para alimentar con electricidad los motores lo primero que se nos puede ocurrir es colocar unas baterías, pero… ¿cuántas? Depende del tipo de batería, las de plomo-ácido son las más económicas y tienen una capacidad de almacenar energía de unos 30 vatios hora por kilogramo de peso. Las más eficientes son las de iones de litio o polímeros de litio que almacenan del orden de 150 vatios hora por kilogramo. Si seleccionamos estas últimas, para embarcar un millón de kilovatios hora de energía, con baterías de litio, hacen falta más de seis mil toneladas de baterías, algo así como quince veces el peso máximo de despegue del 747/400 que son 400 toneladas. Es una opción imposible y la tecnología aún dista mucho de hacerla viable.

Otra solución para generar la energía eléctrica a bordo es llevar hidrógeno y una “pila de combustible” que es un dispositivo que se alimenta de hidrógeno y lo combina con el oxígeno atmosférico para producir electricidad y agua.

El hidrógeno es un gas muy poco denso (0,082 gramos por centímetro cúbico en condiciones normales), aunque con un gran poder energético (33,3 kw hora/kg). Lo podemos transportar en botellas a presión, en estado gaseoso, licuado, o en compuestos que lo absorben y luego son capaces de liberarlo.

En estado gaseoso, a una presión de 150 atmósferas, la densidad energética del hidrógeno es de 0,449 kw hora por litro. Esto quiere decir que para cargar el millón de kilovatios hora necesitaríamos unos depósitos de más de dos millones de litros, más de diez veces la capacidad de los que lleva el avión. Teniendo en cuenta el volumen y el peso adicional de las botellas, la solución tampoco parece viable.

Si utilizáramos hidrógeno en estado líquido, el volumen podría reducirse a unos cuatrocientos mil litros, el doble del volumen de los tanques del 747. En estas condiciones el gas hay que mantenerlo a -252 grados centígrados y su manejo y almacenamiento en tanques criogénicos es muy complicado. No parece tampoco una solución que tenga mucho futuro.

Los hidruros son compuestos que absorben hidrógeno y luego pueden liberarlo. El problema de estos productos es que son pesados; el hidrógeno que absorben es de un 2 a un 8% de su peso. En la actualidad se han obtenido hidruros en el laboratorio que contienen hasta un 15% de su peso en hidrógeno, aunque el hidrógeno se recupera a temperaturas elevadas y se libera despacio, por lo que aún no se utilizan comercialmente.

Los hidruros con un 15% de peso en hidrógeno tienen una densidad energética de unos 6 kilovatios hora por kilogramo, aproximadamente la mitad que el queroseno. Eso es lo que necesitamos. Cuando se produzcan hidruros con un 15-18% de hidrógeno ya tendremos con qué llenar el tanque de combustible de nuestro avión trasatlántico eléctrico.

Aún quedan algunos asuntos por resolver. Las pilas de combustible añaden otras limitaciones al avión eléctrico. Recordemos que nuestro avión lleva hidrógeno que alimenta una pila que genera electricidad para los motores eléctricos con los que movemos las hélices contra rotatorias.

Existe una gran variedad de pilas de combustible y quizá las que se adecúan mejor a este tipo de aplicaciones son las de membrana de intercambio de protones (PEM). En la actualidad, estas pilas se producen en paquetes cuya densidad energética difícilmente alcanza los 3,3 kilovatios/litro. Las reacciones químicas necesitan superficies y membranas que ocupan bastante espacio.

Las alas del 747 tienen una superficie de unos 540 metros cuadrados y si hemos dicho que nuestro avión eléctrico vuela un poco más despacio, seguramente tendremos que aumentar esta superficie. Habría que hacer sitio dentro de las alas a las pilas. Con unos tres centímetros, de altura, en media, dispondríamos de más 20 metros cúbicos para colocar pilas que generarían unos 70000 kilovatios de potencia para los motores. Eso sería suficiente.

El problema es que las pilas añadirían un peso al avión de unas 30 toneladas y con toda seguridad otro tanto los motores. Como los 4 motores del 747 pesan unas 16 toneladas, la nueva planta de potencia (pilas y motores) podría resultar más pesada que la actual, pero no en una proporción que no pueda manejarse.

En la actualidad los motores eléctricos que se construyen para aplicaciones aeronáuticas tienen potencias relativamente bajas, de hasta unos 50 kilovatios. Esta es un área en la que habría que trabajar para desarrollar motores eléctricos aeronáuticos mucho más potentes que los actuales.

En definitiva, cuando tengamos hidruros más avanzados, con pilas de combustible, motores eléctricos y hélices contra rotatorias, el avión eléctrico de largo recorrido será posible. Para eso, tampoco hace falta tanto tiempo, desde un punto de vista tecnológico.

A estas alturas mi avión eléctrico no se parece mucho al 747/400.

He oído decir que la tecnología del avión eléctrico la desarrollará el automóvil eléctrico, pero no estoy muy seguro de que sea así. El transporte aéreo se caracteriza porque demanda una gran cantidad de energía y no hay gasolineras en el aire.

Lo que sí está claro, es que todo indica que para electrificar el avión tendríamos que volver a las hélices y reducir la velocidad. Da la impresión que el camino hacia la eficiencia está reñido con las prisas, aunque la parsimonia sea enemiga de los tiempos que corren. No estaría mal que este siglo XXI se caracterice por hacer las cosas mejor, en vez de hacer cada vez más cosas.

No sé cómo se resolverá este asunto.

Ene 10 2014

Lentes gravitacionales y rayos gamma

Representación de un «blazard», de cuyo núcleo surge un potente haz de energía que apunta hacia la Tierra
Image credit: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

A principios de este año 2014, la NASA ha hecho público que un equipo internacional de astrónomos ha tomado, utilizando el observatorio Fermi, las primeras muestras de radiaciones gamma a través de una lente gravitacional.

La noticia pude ser muy importante, pero estoy seguro de que va a pasar desapercibida, porque la mayoría de la gente no sabe qué es una lente gravitacional, ni qué utilidad tiene analizar radiaciones gamma procedentes del espacio, ni dónde está el observatorio Fermi.

Sin embargo, el rompecabezas no es tan complicado.

Sir Isaack Newton no escribió mucho sobre la posible curvatura de la luz por el efecto gravitatorio, tan solo una nota indicando que la luz se ve afectada por la gravedad igual que cualquier masa. Para Newton la luz era de naturaleza corpuscular, por lo que poseía masa, aunque muy pequeña. Años después, el astrónomo alemán Johann Georg von Soldner, en 1801, calculó que la luz de una estrella distante al pasar cerca de la superficie del sol se desviaría un ángulo de 0,9 segundos de arco (arcosegundos), por efecto de la gravedad. El astrónomo hizo el ejercicio teórico de acuerdo con las leyes de la física newtoniana; la desviación que calculó era extraordinariamente pequeña, imposible de verificar mediante observaciones prácticas.

Einstein publicó la teoría de la relatividad general en 1915. Sus ideas predecían que los rayos luminosos, en las proximidades de una concentración de masa, tenían que curvarse más de lo que estimaba la mecánica clásica de Newton. La curvatura sería inversamente proporcional a la distancia del rayo luminoso al centro de la masa. Para un rayo procedente de una estrella que pasara cerca del Sol, si se repetían los cálculos de von Soldner, teniendo en cuenta la teoría de la relatividad general, la desviación sería casi el doble: 1,75 arcosegundos.

Durante el eclipse de Sol total del 29 de mayo de 1919, el secretario de la Royal Astronomical Society, Arthur Eddington y el Astrónomo Real, Franks Watson Dyson, se desplazaron a la isla africana Príncipe, en la costa del golfo de Guinea. El objetivo de su expedición era constatar la teoría de la relatividad de Einstein midiendo la deflexión de los rayos luminosos procedentes de estrellas que, vistas desde la Tierra en aquél momento, aparecieran cerca del Sol. Cuando las estrellas se encuentran en esta posición, con respecto a un observador en la Tierra, no es posible verlas a no ser que un eclipse oculte al Sol, ya que de lo contrario su luz deslumbra por completo al observador. Los astrónomos británicos aprovecharon la oportunidad y tomaron fotografías de estrellas cuyos haces luminosos pasaban cerca de la superficie solar, durante el eclipse.

Arthur Eddington comparó la posición observada de las estrellas, mientras duraba el eclipse, con otras posiciones obtenidas, de las mismas estrellas, en situaciones en las que el Sol no podía alterar sus haces luminosos. Según Eddington, las diferencias de ambas mediciones corroboraban la teoría de la relatividad general de Einstein, al demostrar que en las proximidades de la superficie solar los rayos se curvaban de acuerdo con las predicciones del físico alemán: mucho más de lo que podía esperarse según las leyes de la gravitación de Newton. Hubo algunas discrepancias entre los resultados de le expedición a la isla Príncipe y los que obtuvo otro equipo de astrónomos en Brasil, pero los experimentos de Eddington y sus conclusiones fueron aceptados como válidos por la comunidad científica internacional. Años más tarde, con instrumentos y métodos más precisos se pudo ratificar que los cálculos del británico eran correctos.

Los experimentos de Arthur Eddington y sus colegas revolucionaron el mundo científico al demostrar la validez de las teorías de Einstein. Las noticias ocuparon las cabeceras de los periódicos y el científico alemán se convirtió en un auténtico héroe popular. En marzo de 1921 la ciudad de Nueva York recibió al célebre físico con una nevada blanca de confeti mientras paseaba en un coche descubierto por las calles del “cañón de la gloria” neoyorquino. Nunca un científico había tenido un recibimiento tan apoteósico en aquella ciudad estadounidense y jamás otro hombre de ciencia lo ha vuelto a tener. Durante aquél viaje a Estados Unidos, Einstein dijo que en Alemania sus teorías no habían sido bien recibidas por culpa de los antisemitas y porque él era un pacifista. Un pacifista, igual que el inglés Arthur Eddington quién había estada a punto de ir a la cárcel por manifestarse como “objetor de conciencia” en el Reino Unido, durante la primera guerra mundial.

El hecho de que la luz, procedente de una estrella o de una galaxia lejana, se curve en las proximidades de una gran masa abriría a los astrónomos nuevas posibilidades para investigar el espacio. El propio Einstein anotó que si desde la Tierra se observa una estrella situada en un punto tal que, entre el observador y el astro, se interponga una gran masa (que puede ser otro cuerpo celeste o varios), los rayos de luz que abandonan la estrella, en distintas direcciones, pueden curvarse y converger en el lugar donde se encuentra el observador terrestre. La masa entre el observador y la estrella actuaría como una lente, al concentrar los rayos luminosos. Sin embargo, Einstein pensó que era muy improbable encontrar estrellas y masas alineadas, a la distancia exacta, para que este fenómeno se diera en la práctica, por lo que no otorgó mayor importancia a sus anotaciones. En cualquier caso el razonamiento y los cálculos del científico eran válidos y la curvatura de la luz hacía posible la existencia de lo que posteriormente se denominaría como “lentes gravitacionales”.

A Rudi W. Mandl, un emigrante checo que vivía en Estados Unidos, se le ocurrió que la evolución de la vida en la Tierra podía explicarse gracias al elevado número de mutaciones genéticas inducidas por la fuerte radiación procedente de un misterioso cuerpo celeste. La potencia de la radiación del astro se podía explicar gracias a la intervención de una “lente gravitacional”.

En 1936, Mandl visitó a Einstein en Princeton- donde residía desde hacía ya tres años- para comentarle sus teorías. Al físico le pareció que las ideas de Mandl eran teóricamente factibles, pero muy difíciles de probar, y le aconsejó que no siguiera trabajando en aquella dirección. Pero, a raíz del encuentro, Einstein publicó un artículo sobre las “lentes gravitacionales” y la comunidad científica se hizo eco de las ideas del profesor de Princeton.

Los astrónomos se pusieron a trabajar sobre las sugerencias de Einstein y en 1960, cuando se descubrieron los quasar- unos objetos extraordinariamente brillantes, situados fuera de nuestra galaxia- la teoría sobre las lentes gravitacionales comenzó a dar resultados. La primera lente gravitacional la encontraron en 1979, Dennis Walsh, Robert F. Carswell y Ray J. Weymann, que identificaron que el quasar doble Q0957+561 era en realidad una imagen doble de un quasar único. La duplicidad en la imagen se producía debido a un efecto de lente gravitacional; es decir, los rayos del quasar llegaban a la Tierra por dos caminos distintos. Desde entonces se han descubierto varias docenas de sistemas con imágenes múltiples y varios “anillos de Einstein”, todo ello producto de los efectos generados por otros objetos celestes intermedios que curvan la luz de los emisores.

En la actualidad, las lentes gravitacionales juegan un papel muy importante en el estudio del Universo, ya que permiten observar estrellas y cuerpos muy alejados así como determinar la existencia de masas “ocultas” y aportar datos acerca de la cantidad de “materia oscura” y otros parámetros relacionados con la teoría del “big bang”.

Representación de un blazard y una galaxia que actúa como lente gravitacional sobre las radiaciones que emite el haz del blazard.
Image Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

Creo que está bastante claro qué es una lente gravitacional. Con ellas podemos ver mejor objetos celestes lejanos porque concentran la luz que emiten. Es como si el Universo nos hubiera regalado algunos “prismáticos” que ha dejado desperdigados en su interior para que nos ayuden a conocerlo mejor.

En cuanto a los rayos gamma quizá convendría repasar el concepto de luz o de visión. Nosotros podemos ver con los ojos radiaciones electromagnéticas cuyas frecuencias estén en lo que llamamos la banda visible. En el arco iris, del rojo al violeta, podemos observar los colores del espectro visible de menor a mayor frecuencia. Pero con frecuencias inferiores al color rojo hay radiaciones electromagnéticas invisibles, que podemos detectar con receptores especiales. Las microondas y las ondas de radio, están en estas bandas. Por encima del violeta, con frecuencias mayores también hay radiaciones electromagnéticas, las ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Tampoco se ven, pero podemos captarlas con dispositivos electrónicos, al igual que las ondas de radio. Los rayos gamma, ocupan en el espectro electromagnético la banda de frecuencia más alta.

Nuestras retinas son unos magníficos receptores de las radiaciones del espectro visible (0,4 a 0,8 micrómetros de longitud de onda) y la mayor cantidad de la energía que radia el Sol se encuentra en esa banda. Sin embargo, estas no son las únicas radiaciones que recibimos del espacio. No las vemos, pero podemos detectarlas con receptores especiales.

Las lentes gravitacionales concentran las radiaciones visibles, pero también las que están fuera de esta banda, incluyendo las de mayor frecuencia: los rayos gamma. Estas radiaciones de alta energía se generan en una amplia variedad de procesos en el Universo. Las “galaxias activas” y los “blazard” (que son un tipo especial de galaxia activa), así como las estrellas de neutrones y las supernovas producen importantes emisiones de rayos gamma.

Las galaxias activas son las que tienen un núcleo que produce la mayor parte de la radiación que emiten. En las galaxias ordinarias la energía que radian se genera en las estrellas y el polvo galáctico de la periferia. En el núcleo de las galaxias activas hay un agujero negro de altísima densidad que engulle la masa del sistema. En algunas de ellas salen del centro dos chorros de energía en direcciones diametralmente opuestas. Cuando uno de los chorros apunta hacia la Tierra, a esta galaxia activa se le llama “blazar”. Es posible que los “blazar” sean estados primitivos de las galaxias y por eso se encuentran a distancias muy remotas, de miles de millones de años luz.

Hay por tanto cuerpos celestes que nos envían sus señales en unas bandas de frecuencia muy altas, los rayos gamma, y para desentrañar sus misterios necesitamos captar y procesar esta señal. Además, las radiaciones de mayor frecuencia, como los rayos gamma, no pueden atravesar ni siquiera una delgada capa atmosférica por lo que su detección tiene que hacerse desde el espacio y aquí es en donde juega un papel importante el observatorio Fermi.

El observatorio Fermi cuenta con un telescopio espacial diseñado y construido para la detección de rayos gamma, a bordo de un satélite a 560 kilómetros de altura, y da una vuelta a la Tierra cada 95 minutos.

En el mes de septiembre de 2012, el observatorio Fermi detectó una fuente de emisión de rayos gamma, a unos 4,35 mil millones de años luz de la Tierra en la dirección de la constelación Triangulum. En esa dirección se sabía que hay una lente gravitacional. La fuente energética se clasificó con la designación B0218+357 y se catalogó como un “blazar” porque uno de sus chorros de luz apunta hacia nosotros.

Imagen captada por el telescopio espacial Hubble que muestra el blazar B218+357 visto a través de una lente gravitacional inducida por una galaxia espiral. Las señales de la doble imagen del blazar están separadas un tercio de arcosegundo. En la imagen también puede observarse la espiral que forman los brazos de la galaxia interpuesta que induce el efecto de lente gravitacional.
Image Credit: NASA/ESA and the Hubble Legacy Archive

Entre el “blazar” B0218+357 y la Tierra hay una galaxia espiral, muy similar a la nuestra, a unos 4 mil millones de años luz que hace las veces de lente gravitacional. Las fuerzas gravitatorias de la galaxia doblan la luz del “blazar” y a nosotros nos llegan dos imágenes, separadas una tercera parte de arcosegundo.

Pero, lo más curioso es que como la longitud de los dos trayectos que recorre la luz es distinta, en uno de ellos se ve lo mismo que en el otro, con un pequeño retraso. El retraso de los rayos gamma es mayor, del orden de un día, que el de las emisiones en las frecuencias de radio. Además, mientras que la segunda imagen de radio es mucho más débil que la primera, en el espectro de la radiación gamma, ambas imágenes tienen la misma intensidad. Las diferencias entre las señales, de radio y gamma, observadas a través de la lente gravitacional, sugieren a los astrónomos que las radiaciones se originan en lugares distintos, dentro del “blazar”.

Pero, la noticia importante, para la NASA, es que por primera vez se han analizado radiaciones gamma a través de una lente gravitacional. Si tenemos en cuenta que la mayor parte de la información que nos llega del espacio exterior, es, afortunadamente, en forma de radiación electromagnética, aprender a utilizar los “prismáticos” con los rayos gamma es un buen paso hacia delante.

Con estos progresos quizá algún día descubramos la lente gravitacional de Rudi Mandl, la que focaliza sobre la Tierra las emisiones de rayos ultravioleta o rayos X- de un poderoso astro- que alteran nuestros genes, o quizá no, que es lo más probable.

Mientras tanto, agradezcamos a la atmósfera su protección y cuidémosla.

Ene 6 2014

El vuelo de las aves

NOTA DEL AUTOR:

El libro del vuelo de las aves se encuentra disponible impreso y en edición electrónica, para localizarlo haga click en el siguiente enlace: libros de Francisco Escartí

Tapa_el_libro_del VueloAves

En la foto, esta gaviota lleva en el pico un trozo de comida que ha tomado del agua y está volando horizontalmente. Las alas se encuentran en el movimiento descendente y puede observarse perfectamente cómo las puntas se tuercen y descienden casi perpendicularmente hacia el agua, mientras que la parte del ala próxima al cuerpo se mantiene paralela a la superficie del mar. El ala no forma un plano sino que sufre una torsión. La fuerza aerodinámica resultante en las puntas tiene la dirección del vuelo, hacia adelante, mientras que la fuerza aerodinámica de sustentación en la parte central de las alas es hacia arriba. Así es como la gaviota consigue generar la fuerza de empuje para avanzar, venciendo la resistencia, y la de sustentación para compensar el peso.

Pero, esta no es la única forma de volar de la gaviota que cuando está en el aire pasa la mayor parte del tiempo con las alas extendidas, planeando o ganando altura gracias a corrientes ascendentes. Las gaviotas, como todas las aves que vuelan, han desarrollado sus habilidades para la navegación aérea a lo largo de millones de años.

Huesos, plumas y formas de volar

Las aves tienen un esqueleto de huesos fuertes y huecos. Los brazos sujetan las alas y, al igual que en el hombre, el húmero se une al cuerpo en la cintura escapular. A partir del codo, en el antebrazo hay dos huesos, el cúbito y el radio, luego en la mano el carpo y metacarpo están unidos y los dedos son muy cortos, simples puntas, salvo uno más alargado. El esternón está reforzado por una quilla, para soportar la tensión de los poderosos músculos pectorales. El cuello es largo y cuenta con un gran número de vértebras cervicales, al igual que las patas, también largas por lo general, lo cual facilita, estirando o encogiendo cuello y patas, el cambio de posición del centro de gravedad durante el vuelo para hacerlo coincidir con el centro de sustentación.

Las aves están recubiertas de plumas que son parte de la estructura epidérmica, hechas con una sustancia queratinosa, al igual que las escamas de los reptiles en las que tienen su origen. Algunos reptiles mesozoicos poseen escamas similares a las plumas de las aves que no vuelan, como es el caso de las avestruces africanas, por lo que se supone que el plumaje apareció en un principio para aislar la epidermis del animal y mantener el calor, no para volar.

La estructura de una pluma es bastante compleja: se inserta en la piel en la parte inferior de su eje llamado raquis, que está hueco, del que- a ambos lados- sale una superficie que se llama vexilo, formada por barbas perpendiculares al raquis de las que emergen, también perpendicularmente, las bárbulas y los ganchillos que se sujetan a otras bárbulas. No todas las plumas son iguales, las remeras y timoneras son las de las alas y de la cola, que se utilizan activamente en el vuelo y el resto son simplemente plumas de cobertura. Hay dos tipos de plumas remeras, las primarias que se insertan en las manos, en las puntas de las alas por tanto, y cuyo número suele variar de 9 a 12 en las aves que vuelan, y las secundarias que se insertan en el antebrazo, y cuyo número varía de 6 a 32. Las aves suelen cambiar el plumaje de cobertura dos veces al año y las plumas remeras y timoneras una vez al año.

Las aves vuelan para desplazarse de un punto a otro para buscar alimento, o refugio fuera del alcance de los depredadores, para anidar, y otras veces vuelan en busca de un mejor clima, lo que se conoce como migración. El vuelo les permite recorrer grandes distancias y salvar fácilmente obstáculos que para los animales terrestres pueden resultar infranqueables.

Podemos distinguir cinco formas de vuelo: el planeo, el paracaidismo, el remonte, el vuelo de aleteo y el vuelo en suspensión. Creo que el idioma inglés tiene más palabras que el castellano para diferenciar las diferentes formas de volar de las aves, así que para evitar confusiones yo llamo planeo a lo que en inglés se suele denominar como gliding y a veces también sailing, paracaidismo a lo que se conoce como parachuting, remonte al soaring o aspiration, y vuelo de aleteo al flapping.

Planeo

El planeo es un descenso ligeramente inclinado, con las alas extendidas y quietas, a velocidad constante. En estas condiciones la resultante de las fuerzas aerodinámicas tiene que ser igual al peso del animal. La fuerza aerodinámica tiene dos componentes, una perpendicular a la corriente del aire, que coincide con la trayectoria que sigue el ave, y que se llama sustentación (L) y otra en la dirección de la corriente de aire, que se opone al movimiento que llamamos resistencia (D). Es fácil ver que para que la sustentación (L) y la resistencia (D) compongan una fuerza vertical igual al peso del ave, la relación (L/D) tiene que ser igual a la cotangente del ángulo de planeo. Así pues, el ángulo de planeo depende de la relación entre la sustentación que generan las alas y la resistencia al avance que ofrecen esas alas y el cuerpo del ave. Las aves pueden ajustar sus alas y la configuración del cuerpo (extendiendo o recogiendo las patas) para planear con diferentes ángulos, siempre dentro de unos límites. Cuanto mayor sea esta relación, menor será el ángulo de planeo. El valor máximo que puede alcanzar (L/D), depende del tipo de ave y es del orden de 20 para los albatros, 10 para las cigüeñas y 4 para los gorriones. Esto quiere decir que un albatros necesita vencer 50 gramos fuerza de resistencia para generar 1 kilogramo de sustentación. Con el viento en calma absoluta, un albatros puede planear con ángulos muy pequeños, del orden de 3 grados, mientras que la cigüeña lo hará con 6 grados y el gorrión con 14 grados. Los buenos planeadores tienen alas de gran envergadura y alargadas.

Se llama relación de aspecto al cociente entre la distancia de punta a punta de las alas (envergadura) y su dimensión en el sentido longitudinal (cuerda). Cuanto mayor sea la relación de aspecto (AR), mejores serán las características aerodinámicas de las alas y la capacidad del ave para efectuar planeos con ángulos pequeños. Las alas del albatros tienen una relación de aspecto del orden de 15 y las de un gorrión, 3.

En cuanto a la velocidad de planeo, ésta vendrá determinada fundamentalmente por la relación entre el peso del ave y la superficie total de sus alas. Para el abadejo este valor es de 2,5 kgr/m2, mientras que para la paloma es de 3,0 kgr/m2, para la cigüeña de 7,0 kgr/m2 y para el cóndor 10,0 kgr/m2.

Paracaidismo

Cuando en un planeo la relación entre la sustentación (L) y la resistencia (D) es menor que la unidad, el ángulo de descenso es mayor de 45 grados. Los planeos con ángulos superiores a 45 grados se consideran normalmente como descensos del tipo paracaidista. Con alas cuya relación de aspecto es de 1 a 3 se puede obtener una gran sustentación, soportando ángulos de ataque muy altos sin entrar en pérdida. Además estas alas cuadradas son muy estables lo que favorece el efecto paracaídas. El paracaidismo es un tipo de vuelo que suelen practicar animales primitivos, como la ardilla voladora, y también algunas aves en determinadas fases del vuelo.

Remonte

En cuanto al remonte, se trata de un vuelo a nivel o en ascenso con las alas extendidas y quietas. Es una forma especial de planeo que únicamente puede darse cuando existe viento con una componente ascendente. Para ilustrar esta situación podemos considerar un ave que planea con una velocidad de descenso de 0,8 m/s. Si, volando en esas condiciones, se encuentra con una corriente ascendente de 0,8 m/s, se mantendrá a nivel. Lo que observaríamos es que el ave vuela en línea recta, avanza con las alas quietas, sin perder altura. Si la velocidad de la corriente ascendente se incrementa a 1,2 m/s, entonces el ave empezará a ascender.

Los buitres, albatros, águilas, cigüeñas, milanos, gaviotas, pelícanos y muchos halcones son auténticos maestros en el remonte. Las corrientes ascendentes térmicas, se deben al calentamiento del suelo provocando que el aire caliente ascienda, hasta unos 1500 metros con velocidades que alcanzan los 5 m/s. El chorro ascendente puede tener un diámetro de 1000 metros y cuando se enfría desciende a tierra por la superficie externa del cilindro ascendente de aire cálido. Para remontar, el pájaro tiene que hacerlo siguiendo círculos, sin salirse de la térmica, para no caer en la parte exterior donde se encuentra la corriente descendente de aire frío. Una vez que el ave se encuentra arriba, puede abandonar la térmica para iniciar un planeo normal. En el supuesto de que en el ascenso haya ganado 1500 metros, si en el planeo baja con un ángulo de 3,7 grados con una velocidad de descenso de 0,8 m/s, tardará en llegar al suelo unos 30 minutos y habrá recorrido alrededor de 20 kilómetros. Antes de llegar al suelo, el pájaro puede buscar otra térmica, ganar altura con ella y repetir otro descenso, planeando. Este método le permite al ave recorrer grandes distancias con un consumo mínimo de energía. Un pájaro especialmente dotado para el remonte de térmicas es el buitre africano cuya velocidad de planeo es del orden de 11 m/s, con un ángulo de descenso de unos 4 grados y una velocidad vertical inferior a 0,8 m/s, y aunque la relación entre sustentación y resistencia del buitre africano (15) es peor que la del albatros (20), es capaz de realizar giros con un radio de curvatura relativamente pequeño, lo cual le permite mantenerse en el interior de las térmicas más estrechas.

La orografía también genera corrientes ascendentes ya que el viento sigue las ondulaciones del terreno y las aves aprenden a utilizar estas corrientes ascendentes en beneficio propio.

El viento cera de la superficie del mar, debido al oleaje y el rozamiento con el agua, tiene una velocidad significativamente más pequeña que en las alturas. Por poner un ejemplo, con un viento duro de unos 15 m/s a unos 20 metros de altura, si bajamos a una altura de 1 metro sobre el mar, la velocidad se reduce a unos 10 m/s. Existe por tanto un gradiente de velocidad, aumentando ésta, en la medida que nos elevamos, hasta una cierta altura. Los pájaros pueden beneficiarse de este fenómeno, al menos teóricamente, lo cual se conoce como remonte dinámico. El albatros es un perfecto candidato para el ejercicio de esta clase de maniobras. Supongamos que un ave inicia un planeo descendente desde una altura de 100 o 200 metros a sotavento, es decir con el viento en cola, de forma que la velocidad con respecto a tierra es la que tenga con respecto al viento más la del viento. Cuando el pájaro llega cerca de la superficie del mar, después de su planeo descendente, gira y se pone cara al viento. Al ponerse cara al viento el pájaro se ve sometido a un incremento brusco e importante de la velocidad del flujo de aire que le proporcionará un incremento de sustentación y comenzará a ascender. En la medida en la que gane altura la energía cinética se consumirá, por el ascenso y por el rozamiento, pero como en la capa superior la velocidad del viento es mayor, debido al gradiente, hay un nuevo aporte de energía cinética que facilitará un nuevo ascenso y así sucesivamente, hasta que desaparezca el gradiente. El razonamiento es correcto, pero la realidad es que no se ha podido comprobar con exactitud el funcionamiento de este mecanismo en la práctica.

Lo que sí hacen los pájaros oceánicos, con toda seguridad, es aprovechar las corrientes ascendentes próximas a la superficie del mar, producidas por el viento al acomodar su trayectoria a los lomos de las olas. Arriba, cerca de las crestas, a barlovento, el viento puede tener una componente ascensional suficiente para que los pájaros vuelen sobre esa zona, remontando o ganando velocidad. Los albatros también saben aprovechar las fuertes ráfagas de viento que aparecen a sotavento de las crestas de las olas, justo dónde la corriente se desprende, creando debajo una zona de calma. Los albatros vuelan en la zona de calma adquiriendo velocidad para luego afrontar la ráfaga aprovechando el golpe de velocidad; ganan altura y planean hasta la zona de calma de la próxima ola, en donde repiten el proceso.

No todas las aves que vuelan son buenas planeadoras o remontadoras, aunque todas sean capaces de hacerlo.

Aleteo

El vuelo de aleteo consiste en desplazarse con velocidad moviendo las alas y este es un modo de vuelo que todas las aves voladoras practican.

Durante este vuelo, las puntas de las alas de las aves describen una compleja figura geométrica, que en muchos casos, como el de las palomas, tiene forma de ocho. Además, en las aves cabe distinguir perfectamente dos movimientos en las alas: el descendente y el ascendente. El movimiento ascendente suele ser más rápido, entre un 10% y el 100% (el doble), dependiendo del ave en cuestión.

La frecuencia con la que los animales que vuelan baten las alas también varía considerablemente, de los grandes pájaros que lo hacen 2/3 veces por segundo a las palomas 14/15 o hasta 600 veces por segundo en el caso de pequeños insectos como los mosquitos.

En el movimiento descendente del ala, es cuando se genera la mayor parte del empuje hacia delante, en las puntas de las alas. En este lugar el plano del ala desciende oblicuamente produciendo una fuerza aerodinámica que tiene una componente importante en el sentido de la marcha y genera la propulsión del ave. En el movimiento descendente del ala, las secciones próximas al cuerpo, reciben el viento con un pequeño ángulo y únicamente producen sustentación. El ala sufre una torsión durante el movimiento descendente, de forma que los planos de las puntas bajan para producir una fuerza hacia adelante y los que están cerca del cuerpo se mantienen horizontales para que la resultante aerodinámica allí sea vertical y hacia arriba. En el movimiento ascendente, que es más rápido, cuando la velocidad del vuelo es pequeña las aves tienden a girar los planos de las puntas para aumentar el ángulo de ataque y además los mueven hacia adelante. Con este movimiento tan complejo pueden generar algo de sustentación, aunque no producen empuje. Si la velocidad aumenta los perfiles de las puntas tienden a recibir el aire con un ángulo de ataque igual a cero, por lo que no producen prácticamente sustentación ni empuje. Durante el movimiento ascendente del ala, las secciones próximas al cuerpo siguen generando sustentación.

Suspensión

Finalmente hay otro tipo de vuelo, el vuelo en suspensión, que no todas las aves son capaces de efectuar ya que exige el consumo de una tremenda cantidad de energía. Mediante este tipo de vuelo, el ave se mantiene suspendida en el aire agitando sus alas. Uno de los problemas que plantea el estudio de esta forma de volar es el enrarecimiento del aire que rodea al pájaro que se ve afectado de forma importante por el movimiento de las alas. En general, los pájaros practican dos tipos de vuelo en suspensión: el vuelo normal en suspensión y el vuelo en suspensión de plano inclinado. El vuelo normal en suspensión lo ejecutan muchos insectos y muy pocos pájaros, como el colibrí. El ala se mueve horizontalmente hacia delante, gira 180 grados y se mueve hacia atrás, cambiando la curvatura de la cámara, para volver a girar 180 grados al inicio del siguiente movimiento adelante. Este vuelo requiere una articulación muy especial en el encastre del ala que le permita girar 180 grados y cambiar la curvatura al final de cada desplazamiento. La mayor parte de las aves y los murciélagos, realizan únicamente el vuelo en suspensión de plano inclinado que consiste en mover las alas, hacia delante y hacia abajo, siguiendo una trayectoria inclinada, haciendo que el plano incida sobre el aire con un ángulo de ataque relativamente grande y al final de este movimiento se recupera el ala con un movimiento hacia arriba y hacia atrás, girando el plano del ala para que en el movimiento ascendente el ángulo de ataque sea cero o muy pequeño.

Estabilidad y maniobra

Otros aspectos importantes del vuelo de los pájaros son la estabilidad y la maniobrabilidad. Se trata de dos conceptos distintos y, en cierta medida, contrapuestos. La estabilidad es la capacidad para mantener el vuelo reponiendo de forma automática cualquier variación sobre las condiciones del mismo. En un planeo, por ejemplo, una ráfaga de viento puede alterar momentáneamente el ángulo de ataque, y el vuelo será estable si de forma automática la variación se corrige e inestable si en vez de corregirse, la alteración se amplifica, provocando la pérdida de control. En este sentido, una cola larga, puede darle a un pájaro cierta estabilidad longitudinal, facilitando la corrección de cualquier modificación del ángulo de ataque. Las alas con un cierto diedro, contribuyen a la estabilidad lateral, porque si una perturbación hace que el pájaro gire ligeramente sobre su eje longitudinal, el ala que baja aumenta la superficie sustentadora útil y la que sube la disminuye, produciéndose una par de fuerzas que tienden a corregir el giro lateral. Contrariamente a la estabilidad, la maniobrabilidad es la capacidad para cambiar de forma precisa y rápida las condiciones de vuelo. Esto quiere decir que un pájaro muy estable presentará más resistencia al cambio de las condiciones de vuelo que otro que no lo sea tanto.

En realidad los conceptos de maniobrabilidad y estabilidad se aplican en mayor medida a los aeroplanos que a los pájaros, de los que se tiene escasa información acerca de estas propiedades. Para las aeronaves, la estabilidad es deseable en aviones comerciales y no tanto en aviones de combate. Lo que sí parece cierto es que los pájaros primitivos eran más estables que nuestros contemporáneos modernos, más evolucionados. Sin duda alguna, la capacidad de maniobra exige un sistema de control mucho más avanzado, capaz de reaccionar automáticamente con rapidez a los estímulos externos, lo cual únicamente puede conseguirse después de un largo proceso evolutivo. Los pájaros actuales tienen las colas mucho más cortas que sus antepasados y en muchos casos el papel principal de estos apéndices está más relacionado con la reproducción, al servir de señuelo atractivo, que con el vuelo.

Para efectuar giros, los pájaros no pueden servirse solamente de un timón como hacen los barcos. En un aeroplano, si pretendemos virar girando exclusivamente el timón vertical de dirección, el morro se mueve apuntando hacia un lado, pero el avión continúa prácticamente desplazándose en la misma dirección, lo que se denomina como resbalamiento, y el piloto se encuentra en la extraña posición de mirar hacia un punto cuando la nave vuela hacia otro distinto. En realidad, lo que ocurre con el aeroplano en estas condiciones, es que aumenta la resistencia de forma significativa, disminuyendo la velocidad y sustentación y el avión pierde altura. Algo completamente distinto a lo que sucede con un barco cuando el timonel maniobra con la caña, ya que la proa del barco apunta en la dirección hacia la que el barco se dirige, aunque también se produzca un cierto desplazamiento o resbalamiento lateral, pero muy pequeño. La razón principal estriba en la resistencia que ofrece el agua al movimiento lateral del barco, comparativamente mayor que la que ofrece el aire. Cuando un móvil gira, describiendo una circunferencia, se ve sometido a la fuerza centrípeta que se opone al giro, tratando de sacar al móvil de la trayectoria circular, que es necesario contrarrestar de algún modo. En el caso del barco, es la resistencia del agua la que se encarga de contrarrestarla y en el caso de los vehículos terrestres como los automóviles es la fuerza de rozamiento del suelo sobre las ruedas, auxiliado, a veces, por la fuerza de gravedad si la curva está peraltada. En el caso de una motocicleta, es el conductor, el que se inclina, para contrarrestar con la fuerza de la gravedad, la fuerza centrífuga. De forma análoga, los aviones tienen que girar alrededor de su eje longitudinal, alabearse, para que la fuerza de sustentación, al inclinarse, suministre una componente horizontal capaz de compensar la fuerza centrípeta y evitar así el resbalamiento. Los pájaros hacen exactamente lo mismo, para virar tienen que girar el plano de las alas. Cuando las aves planean, el sistema que utilizan para girar el plano de las alas a fin de iniciar el giro, consiste en variar el ángulo de ataque de forma asimétrica en las alas, aumentándolo en una de ellas y reduciéndolo en la otra. De esta forma, en el ala exterior, la sustentación se incrementa, elevándose, y en la interior disminuye, bajando. Cuando el ave alcanza el ángulo de alabeo necesario para efectuar adecuadamente el giro, igualan el ángulo de ataque en ambas alas y continúan su planeo, ahora con el plano de las alas formando un ángulo con el horizonte, de forma estabilizada. Finalizado el giro, recuperan la posición horizontal del plano de las alas realizando un movimiento análogo, pero ahora incrementando el ángulo de ataque del ala interior y disminuyendo el de la exterior, lo cual inicia el alabeo en sentido contrario, hasta alcanzar el plano horizontal, momento en el que igualan los ángulos de ataque de ambas alas. Así pues, el mecanismo principal de las aves, para efectuar giros, cuando planean, consiste en variar el ángulo de ataque de las alas de forma asimétrica. De esta forma, con pequeños e imperceptibles movimientos de rotación en las alas pueden conseguir giros rápidos y efectivos. Sin embargo, cuando las aves se encuentran en vuelo de aleteo, el sistema por el que efectúan los giros es diferente. Normalmente, las aves aumentan la amplitud del movimiento en el ala exterior lo cual genera mayor sustentación en esta ala haciendo que el ave gire sobre su eje longitudinal hasta conseguir el ángulo de alabeo necesario. Al aumentar la amplitud del aleteo también se consigue mayor empuje, lo que facilita el giro. Aunque este sea el mecanismo más generalizado de giro para las aves en vuelo de aleteo, no es el único y en algunos casos, disminuyen la amplitud también en el ala interior o la encogen a fin de presentar menor superficie y disminuir la sustentación. En el caso de algunos insectos, como las libélulas, incluso en vuelo de aleteo, el mecanismo de giro no es siempre el mismo, a veces varían el ángulo de ataque de las alas, otras incrementan la amplitud del ala exterior y disminuyen la del ala interior y otras veces hacen las dos cosas a la vez. Los mecanismos más complejos y menos estudiados de giro de los pájaros, son los que se producen cuando vuelan en suspensión. En este caso, el giro, es una guiñada simple y lo tienen que efectuar actuando sobre el empuje en las alas y no sobre la sustentación.

Los pájaros, para efectuar movimientos de ascenso aumentan la amplitud de aleteo en ambas alas y el ángulo de ataque a fin de conseguir una mayor fuerza de sustentación. El centro de gravedad de los pájaros debe pasar forzosamente por el centro de sustentación, por lo que el sistema de control del pájaro, en vuelo, tiene que estar llevando a cabo ajustes permanentemente. Una forma de aumentar el ángulo de ataque, es desplazar el centro de gravedad, normalmente hacia atrás, para lo que los pájaros pueden ajustar la posición del cuello, de las patas o del abdomen. El desplazamiento del centro de gravedad a uno u otro lado también lo utilizan en algunas ocasiones para iniciar los giros. Análogamente para descender, basta con que disminuyan la sustentación, reduciendo la amplitud del aleteo o el ángulo de ataque de las alas.

Cuando los pájaros quieren efectuar un descenso muy rápido a fin de zambullirse en el agua para atrapar un pez, como es el caso de las gaviotas, o para dar caza a una presa, simplemente pliegan las alas y se dejan caer en picado, ofreciendo la menor resistencia posible. Cuando un cuerpo cae libremente en el espacio, su velocidad se incrementa debido a la fuerza de la gravedad. Durante la caída, en la medida en que aumenta la velocidad, también lo hace la fuerza de resistencia aerodinámica, proporcional al cuadrado de la velocidad. Esta fuerza, al principio es muy pequeña, pero cuando la velocidad es suficientemente elevada llega a alcanzar un valor igual al de la fuerza gravitatoria. A partir de este momento, el cuerpo ya no se acelera y la velocidad permanece constante. Todos los cuerpos tienen una velocidad máxima de caída libre, que se conoce como velocidad límite y que depende fundamentalmente de las características aerodinámicas del cuerpo. Los halcones peregrinos, cuya técnica de caza consiste en lanzarse contra su presa, con la mayor velocidad posible, a fin de quebrarles con las patas el cuello o la espina dorsal gracias al terrible impacto, han desarrollado un curioso método para conseguir alcanzar lo antes posible la velocidad límite, e incluso superarla. El sistema consiste en darse la vuelta y descender con las alas al revés, generando empuje hacia abajo. En estas maniobras, el halcón peregrino puede superar los 300 kilómetros por hora.

Despegue y aterrizaje

Las aves que vuelan tienen la necesidad de despegar y aterrizar. No todas las aves pueden despegar desde el suelo, sin viento. El método preferido por estas aves es lanzarse desde la rama de un árbol, una roca o cualquier otro lugar elevado, para ganar cierta velocidad, aprovechando la caída libre, e iniciar el vuelo de aleteo. Si están en tierra, tratan de despegar después de una pequeña carrera, dando unas cuantas zancadas hacia la dirección desde donde sopla el viento. No importa si el peor enemigo de una cigüeña se encuentra a barlovento, porque la cigüeña no intentará jamás despegar hacia sotavento y preferirá pasar por encima de la cabeza de un depredador antes que intentar ganar altura corriendo en la dirección del viento. El despegue exige una gran potencia muscular y es un ejercicio agotador que no todos los pájaros pueden efectuar en cualquier circunstancia. Sin embargo, el despegue es sencillo de aprender, con independencia de las dificultades de orden físico que plantea. El aterrizaje requiere cierto entrenamiento porque el pájaro tiene que frenar su impulso, utilizando sus alas, e iniciar un vuelo en suspensión para luego depositarse suavemente en el suelo. En animales con poca inercia, es decir con muy poca masa, como los insectos, a veces el aterrizaje lo efectúan impactando directamente contra la superficie. Este es el caso de las moscas que se estampan contra las paredes con las patas extendidas para amortiguar el golpe. Algunos escarabajos también aterrizan aferrándose con sus patas a las plantas. Para las aves, en general, el aterrizaje exige un entrenamiento adecuado que no es sencillo.

En términos muy generales el estilo de vuelo de un ave depende de su nivel evolutivo. En 1952, John Maynard Smith formuló la teoría de que las aves han perfeccionado su forma de volar a lo largo de millones de años. Es asombroso constatar cómo su pequeño cerebro es capaz de controlar un ejercicio tan complejo. Las aves muy evolucionadas tienen configuraciones poco estables y adaptan las alas y el cuerpo en todo momento a las necesidades del tipo de vuelo que practican.

Algo muy diferente al modo en que operan nuestras aeronaves, cuyas formas apenas cambian durante el vuelo.

La potencia necesaria para el vuelo de las aves

Ene 1 2014

El año 2013 visto desde el cielo

Hoy, me he tomado la libertad de mirar al espacio y reflexionar sobre lo que hemos aprendido del Universo a lo largo del pasado año 2013 y la utilidad de esas enseñanzas de cara a nuestro futuro.

Hace un año no conocíamos con tanto detalle cómo era el Universo poco después de nacer, tampoco teníamos demasiada información sobre los neutrinos procedentes de otras galaxias, no estábamos seguros de que el Voyager I fuera a abandonar el Sistema Solar, y nuestra información sobre el subsuelo, la atmósfera de Marte y las posibilidades de encontrar agua en la Luna era bastante escasa. Supongo que son asuntos que afectan poco a la vida cotidiana de las personas y quizá, por eso, no susciten el interés de las masas. No dudo de que hay cosas mucho más importantes. Pero, tampoco dudo de que a medio y largo plazo estos otros asuntos, hoy menos importantes, determinarán nuestra forma de vivir.

Muchos opinan que la gran aportación de los astrónomos al conocimiento, durante el año 2013, es la imagen que publicó la NASA el pasado 11 de febrero que muestra cómo era el Universo cuando acababa de nacer. La agencia consideró este trabajo “como uno de los resultados científicos más importantes de los años recientes”. El doctor Charles L Bebbett del Goddard Space Flight Center dijo que, después de observar el espacio durante doce meses, disponemos de información que describe con detalle el Universo cuando se acababa de formar. “Los datos son sólidos, una mina de oro real.” El Universo se creó hace 13,7 “billones” (miles de millones) de años, fecha que podría tener un error de un 1%, y las primeras estrellas empezaron a brillar 200 millones de años después del Big Bang, la gran explosión que originó nuestro mundo. De las observaciones realizadas, los científicos han deducido que el Universo está formado por un 4% de materia, principalmente hidrógeno, un 23% de materia oscura y un 73% de energía oscura y misteriosa que produce un efecto anti gravitatorio. Las imágenes observadas se corresponden con la radiación cósmica del año 380000 después del Big Bang, que ha viajado por tanto durante más de 13 billones de años para llegar hasta nosotros.

Yo no puedo describir con claridad qué es la materia enrarecida o la energía oscura, pero lo que tenemos que saber es que no cabe explicar el funcionamiento de nuestro Universo si suponemos que únicamente está hecho con la materia que nos es familiar y todos conocemos. Existen otras fuerzas que conforme las entendamos abrirán posibilidades de desarrollo para nuestra civilización, hoy impensables.

Siempre hemos progresado mirando hacia las estrellas. Algunos sabios griegos pasaron noches enteras observando cómo se movían y comprobaron que casi todas giraban, cada 24 horas, en torno a otra estrella, la Polar. Sin embargo, los estudiosos también encontraron algunos objetos celestiales que no seguían este ley y su movimiento era distinto, son los planetas del Sol. Los hombres de ciencia, con el tiempo aprenderían a predecir sus posiciones y las leyes que gobernaban su movimiento. Fue Newton quién dijo que dicho movimiento podía explicarse con la ley de la gravedad. Y a partir de ahí se desarrollaría toda la física newtoniana. Todo por mirar el cielo.

En el siglo XX los astrónomos, que hasta entonces observaban el Universo con sus telescopios capaces de agrandar las imágenes, se dieron cuenta de que del espacio recibíamos también señales que no pueden verse, radiaciones electromagnéticas que no están en el espectro visible. Estas señales se pueden captar con antenas y receptores. Así es como nació la Radioastronomía. Gracias a la nueva ciencia el conocimiento que tenemos del Universo se agrandó a pasos agigantados durante los últimos cien años.
Pero, desde hace poco sabemos que hay partículas que no tienen carga eléctrica y su masa es extraordinariamente pequeña, inferior a la de los electrones, que se llaman neutrinos. Y los neutrinos que nos llegan a la Tierra desde el espacio, abren un campo completamente nuevo para investigar qué ocurre en los lugares más remotos del Universo. Este año, los investigadores han logrado poner en marcha el primer laboratorio para cazar neutrinos extraterrestres.

A miles de metros debajo del hielo del Polo Sur, en la estación IceCube, los científicos han descubierto una nueva versión de Epi y Blas. Así han bautizado a dos neutrinos extraterrestres, altamente energéticos. IceCube es un laboratorio para detectar neutrinos y cuenta con 86 hebras de fibra óptica con 60 detectores esféricos, cada una, como perlas de un collar, suspendidas de la fibra a profundidades que van de 1450 a los 2450 metros. Los 5160 detectores están desplegados en un volumen, bajo el hielo, de un kilómetro cúbico. Cuando un neutrino choca con un átomo de materia en el IceCube se generan partículas secundarias con carga eléctrica, como los muones, que iluminan el hielo con un chispazo de luz. La red de sensores esféricos de IceCube puede determinar las características del neutrino a partir de los haces de partículas secundarias. Algunos muones generados en la atmósfera pueden penetrar en el IceCub y activar los sensores, pero los sistemas de detección eliminan estos intrusos porque el proceso se inicia en la zona del cubo próxima a la superficie del hielo. Los procesos que se desencadenan en el fondo del cubo los originan neutrinos procedentes del lecho rocoso de la Tierra y vienen de la bóveda celeste en el Hemisferio Norte.

El Sol emite neutrinos de baja energía, unos 10 MeV, al igual que la atmósfera.

Los neutrinos procedentes del Hemisferio Norte entran en IceCube por la parte del fondo, desde el lecho rocoso y desde que empezó a funcionar el laboratorio ha capturado 28 muy especiales, debido a su altísima energía. Dos de ellos, detectados en abril de este año, recibieron el nombre de los populares héroes de Sesame Street, Epi y Blas. Los científicos creen que estas partículas proceden del espacio exterior, más allá de nuestro Sistema Solar y son unos de los primeros neutrinos alienígenas capturados por el hombre.

Muchos creen que el el estudio de estas partículas que nos llegan del espacio, al igual que ocurrió hace cerca de cien años con la Radioastronomía, abre una nueva vía para descifrar los enigmas del Universo y los resultados que vamos a conseguir nos sorprenderán en muy poco tiempo.

Este año pasado en el que uno objeto humano lanzado al espacio en 1977, el Voyager I, parece ser que ha abandonado el Sistema Solar en su viaje hacia la lejanísima estrella Barnard, creo que hay que celebrarlo, muy especialmente, por enseñarnos un mapa de la infancia de nuestro Universo y permitirnos estrenar el laboratorio austral para cazar neutrinos.

También hay que señalar que 2013 nos ha recordado que sobre la Tierra se ciernen algunas amenazas de las que, si actuamos con antelación, nos podríamos librar.

El 15 de febrero explotó cerca de la ciudad de Chelyabinsk, en Rusia, un meteoro después de liberar en la atmósfera una energía del orden de unos 500 kilotones de TNT. Se estima que su tamaño inicial era de unos 20 metros de diámetro; el más grande que se conoce, desde el asteroide que cayó en Siberia en 1908. No hubo ningún muerto, aunque la onda de choque causó 1500 heridos, sobre todo debido a la rotura de cristales.

Pero la gran sorpresa fue que el meteoro llegó sin que nadie lo esperase. El incidente puso de relieve la necesidad de disponer de un programa para la detección prematura de estos objetos, así como iniciar proyectos para desviarlos de su trayectoria en caso de que supongan un peligro real para la Tierra. La NASA ya tiene en marcha iniciativas que apuntan en esa dirección. Incluso, algunos de sus programas espaciales, como la captura de un asteroide y la puesta en órbita lunar del “prisionero”, sugieren que la misión última de la “luna” de la Luna, sería enviarla contra un asteroide para salvar a la Tierra.

En octubre de este año, Naciones Unidas, creó el International Asteroid Warning Group, para establecer protocolos que permitan intercambiar información sobre asteroides próximos entre las naciones miembros. Esta iniciativa y los programas que ya están en marcha pueden sacarnos a todos, en algún momento, de lo que sería de otro modo el último de nuestros apuros.

Son algunas reflexiones, desde el espacio, sobre un 2013 que se fue para siempre, o al menos hasta que la ciencia nos explique cómo volver si es que se puede.

Dic 29 2013

Graf Zeppelin

El dirigible más emblemático de todos cuantos se construyeron fue el LZ-127, bautizado con el nombre de Graf Zeppelin, por la hija del conde Ferdinand Graf von Zeppelin, el 8 de julio de 1928. Hacía ya once años que el creador de los zepelines había fallecido, de lo contrario aquél día hubiese cumplido 90 años.

Durante nueve años, hasta el 18 de junio de 1937 que fue retirado del servicio, Graf Zeppelin sobrevoló el Atlántico Norte, dio la vuelta al mundo, viajó al Ártico y cruzó el Atlántico Sur; en total efectuó 590 vuelos, transportó a 34000 personas y voló 17178 horas sin tener que lamentar la pérdida de ninguna vida humana. La utilización del zepelín fue de 1950 horas al año, lo cual en comparación con los aviones de largo recorrido actuales (3000-4000 horas anuales) puede parecer una cifra modesta, pero en absoluto lo fue durante aquellos años.

Era un dirigible muy grande, de más de 250 metros de longitud, cuyo peso al despegue podía alcanzar 87 toneladas. Lo propulsaban 5 motores Maybach de 530 caballos de vapor. Era capaz de navegar 10000 kilómetros sin repostar a una velocidad media de unos 117 kilómetros por hora, con 20 pasajeros a bordo, en cómodas cabinas, y una generosa tripulación de 36 personas. Los motores del Graf Zeppelin podían quemar Blaugas, un combustible gaseoso cuyo peso era tan solo un 9% mayor que el aire y se almacenaba en bolsas de gas, debajo de las de hidrógeno; aquello supuso un gran avance tecnológico.

Graf Zeppelin era una nave en la que los pasajeros disfrutaban del máximo lujo, aunque la experiencia no estaba exenta de emociones fuertes. En el vuelo inaugural, de Friedrichshafen a la base naval estadounidense en Lakehurst, Nueva Jersey, cruzó el Atlántico Norte y tuvo que enfrentarse a dos tormentas que dañaron su estructura. Knut Eckener- hijo del comandante de la nave- junto con un equipo de técnicos salieron de la góndola para efectuar una peligrosa reparación en pleno vuelo. La travesía duró 111 horas y 44 minutos y cuando llegaron a Estados Unidos apenas quedaba combustible en los depósitos ni alimentos en la despensa. El comandante, Hugo Eckener, se vio obligado a lanzar una llamada de emergencia por radio, a pesar del efecto negativo que dicho aviso pudiera tener sobre la opinión pública en relación con el LZ-127. Sin embargo, la tripulación y los pasajeros fueron recibidos como héroes en Nueva York, una ciudad acostumbrada a lanzar toneladas de confetis sobre los aviadores famosos. Después de reparar el zepelín en Estados Unidos, Hugo Eckener regresó a Alemania convencido de que el LZ-127 no era el dirigible ideal para efectuar vuelos a través del Atlántico Norte en dirección oeste. El viaje de vuelta lo efectuó en 71 horas y 49 minutos, gracias a las corrientes de aire que hacia el este son favorables.

Uno de los vuelos del Graf Zeppelin que alcanzó mayor popularidad fue el de la vuelta al mundo de 1929. El recorrido, hacia el este, partió de Lakehurst y se hizo en cinco tramos: de Lakehurst a Friedrichshafen , de Friedrichshafen a Tokyo, de Tokyo a Los Ángeles, de los Ángeles a Lakehurst y de Lakehurst a Friedrichshafen. Por primera vez en la Historia, un grupo de turistas pudo viajar alrededor del mundo a bordo de una aeronave. Los pasajeros fueron representantes gubernamentales de Estados Unidos, la Unión Soviética y Japón, muchos periodistas y fotógrafos, un meteorólogo, un millonario norteamericano y el médico personal del rey español Alfonso XIII. En el grupo de 20 turistas que abonaron 7000 dólares, cada uno, por el billete tan solo hubo una mujer: la periodista británica Grace Hay Drummon-Hay.

El doctor don Jerónimo Megías Fernández, nacido en Gran Canarias y co-director, junto con su hermano, del Instituto Llorente, ejercía como galeno de la casa real española. El doctor era un gran aficionado a los grandes viajes y en noviembre de 1923 se había embarcado en Nueva York en el crucero Franconia para dar la vuelta al mundo; en aquél viaje también iría el gran escritor valenciano, Vicente Blasco Ibáñez. El viaje alrededor del globo en el zepelín sería mucho más rápido. Megías tomó el dirigible en Friedrichshafen el 15 de agosto y 99 horas después llegó a Tokyo. El gran susto del viaje lo tuvieron cuando cruzaban el Pacífico al encontrarse con un tifón tropical. El Graf Zeppelin soportó los terribles zarandeos del tifón y después de 60 horas de navegación, desde Tokyo, tomó tierra en Los Ángeles. Cruzaron Estados Unidos en 52 horas y el Atlántico en 67 horas. Cuando volvió a aterrizar en Friedrichshafen había recorrido 33531 kilómetros en veinte días. Al año siguiente, el doctor Megías publicó el libro La primera vuelta al mundo en el Graf Zeppelin, del que se editaron dos mil ejemplares.

En 1931, Graf Zeppelin, voló con un grupo de científicos y su instrumental siguiendo una ruta alrededor del Polo Norte. La expedición pudo obtener fotografías de gran calidad de lugares de los que no se tenía ninguna información y medir las variaciones del campo magnético terrestre en las proximidades del Polo Norte. La misión se financiaría, en parte, con la venta de 50000 sellos de cartas que transportó, enviadas por coleccionistas. Durante el viaje, se posó sobre el agua para intercambiar correo con el buque rompehielos soviético Malygin.

Después de los vuelos de demostración que organizó Eckener y que permitieron probar el funcionamiento del Graf Zeppelin y obtener beneficios, el dirigible empezó a prestar servicios regulares en las rutas del Atlántico Sur. Argentina y Brasil contaban con una importante población de residentes alemanes y eran países con los que Alemania mantenía buenas relaciones comerciales. En la ruta de Friedrichshafen a Buenos Aires, vía Pernambuco y Río de Janeiro, el dirigible salía el sábado por la mañana y el martes, también por la mañana, llegaba Pernambuco, el jueves aterrizaba en Río de Janeiro y al día siguiente llegaba a Buenos Aires. En menos de una semana cubría un recorrido que en barco, y no había otra forma de hacerlo, llevaba meses. En total, el Graf Zeppelin, cruzó el Atlántico Sur 136 veces.

Hay que tener en cuenta que durante aquellos años los aviones tenían una autonomía muy reducida, por lo general inferior a los 1000 kilómetros, y hasta el año 1935, con la aparición del DC-3 no empezó a popularizarse el transporte de pasajeros en líneas regulares. El modernísimo DC-3 podía transportar 28 pasajeros una distancia máxima de unos 3500 kilómetros, casi una tercera parte del alcance del Graf Zeppelin. Los servicios de transporte aéreo hacia América del Sur que abrió el dirigible no se podían operar nada más que con estos aparatos.

Aunque durante la primera guerra mundial los dirigibles habían demostrado ser muy vulnerables al fuego antiaéreo y a los aviones de caza enemigos, sus gigantescas dimensiones y la posibilidad de lanzar una gran cantidad de bombas desde alturas muy elevadas continuarían impresionando a la población civil. La imagen de aquellas máquinas “wagnerianas” surcando con majestuosidad el cielo, continuaría siendo el símbolo del poder y la tecnología para una parte de la sociedad alemana. Con la llegada al poder del partido Nazi, en 1933, la nueva clase política dominante ordenó a Hugo Eckener que volara con sus máquinas sobre Berlín para celebrar la fiesta nacional del 1 de mayo. El ministro de Propaganda, Goebbels, acudió a su primera cita con el ministro del Aire italiano, Italo Balbo, en el Graf Zeppelin. En Roma, invitó a su colega italiano a que subiera a bordo para contemplar Roma desde la góndola del zepelín. Hugo Eckener no simpatizaba con los nazis, pero tuvo que doblegarse a sus caprichos.

El 4 de marzo de 1936 voló por primera vez el LZ-129, Hindenburg, un dirigible aún más grande que el Graf Zeppelin, con ocho motores, más veloz y con un alcance que superaba los 14000 kilómetros. Había sido diseñado para que sus células de gas se inflaran con helio, en vez de hidrógeno que era el gas empleado por todos los dirigibles de la empresa Zeppelin hasta entonces. Sin embargo, el helio únicamente se podía producir en Estados Unidos y el Gobierno de ese país no autorizó que el Hindenburg utilizara ese gas, inerte, y por tanto menos peligroso que el hidrógeno que se inflama con gran facilidad. El nuevo dirigible se utilizó en la ruta del Atlántico Sur y sobre todo, en el Atlántico Norte, donde su velocidad y potencia lo hacían más efectivo que el LZ-128. Sin embargo, el 6 de mayo de 1937 durante la aproximación al aeropuerto el Hindenburg se incendió en Lakehurst con 97 personas a bordo, de las que 37 perdieron la vida en el accidente.

Cuando el Hindenburg se incendió en Estados Unidos el Graf Zeppelin sobrevolaba las islas Canarias, venía de Brasil y se dirigía a Alemania. El capitán Hans von Schiller recibió la noticia del accidente, pero no la transmitió a sus pasajeros hasta que aterrizó, sin ningún problema, en Friedrichshafen el 8 de mayo de 1937. Aquél sería el último vuelo del Graf Zeppelin.

La tragedia del Hindenburg supuso el final de las operaciones de transporte aéreo de los grandes dirigibles ya que las autoridades aeronáuticas prohibieron el uso de estos aparatos.

Los Boeing B-314 de la Pan American empezaron a volar a través del Atlántico Norte, dos años más tarde, en 1939. Daban varios saltos y tardaban de 45 a 55 horas en cruzar el océano con 40 pasajeros a bordo; la última versión del Hindenburg podía transportar 72 pasajeros y tardaba más o menos el mismo tiempo que el B-314 en hacer el mismo trayecto. El viaje a bordo del dirigible era muchísimo más confortable, con magníficas cabinas, salones, sala de escritura, comedor, bar, sala de fumadores, miradores panorámicos y un servicio esmerado. Los 72 pasajeros iban acompañados de una tripulación de 52 personas, mientras que los B-314 de la Pan American volaban con 10 tripulantes, en total.

Dic 26 2013

La mala “pata” de aterrizar en la mesa

Pato volando Fotografía, Nasim Mansurov

El libro del vuelo de las aves se encuentra disponible impreso y en edición electrónica, para localizarlo haga click en el siguiente enlace: libros de Francisco Escartí

La contribución de los voladores a la celebración navideña es incuestionable. Capones, codornices, faisanes, gallinas, gansos y ocas, palomos, pichones, patos, perdices, pintadas y pulardas, ocupan durante estos días un lugar de honor en las mesas mejor puestas.

Sus virtudes gastronómicas y la aptitud que tienen para el vuelo no suelen andar parejas. Casi todas las gallináceas vuelan bastante mal; las codornices y los faisanes están bien dotados para correr y únicamente emprenden el vuelo en situaciones de peligro extremo. El pavo es muy pesado y limita sus excursiones aéreas a vuelos de escaso alcance. Las perdices y las pintadas tienen el vuelo enérgico, rápido y rasante, aunque también dan saltos cortos. Sin embargo, los patos y gansos salvajes vuelan deprisa en bandadas en forma de “uve” y emplean técnicas sofisticadas para aprovechar los torbellinos de las puntas de las alas de sus compañeros de viaje, con lo que reducen la resistencia al avance en un 30%.

Del simple y torpe vuelo de la gallina al sofisticado vuelo del pato salvaje, las aves de mesa navideña muestran un complejo abanico de aptitudes para la navegación aérea.

Muchas de estas aves se crían en cautividad y parece lógico que las silvestres vuelen mejor que las domésticas. Su aptitud para el vuelo hace que la carne de las aves de caza sea más dura que las de corral y por eso a los faisanes, perdices, gansos, patos y codornices de caza hay que dejarlos mortificar, es decir: colgarlos por el cuello en un lugar ventilado y fresco, a salvo de roedores y moscas, con sus vísceras y plumaje, durante un tiempo de dos a diez días, hasta que las plumas de la cola se puedan arrancar sin dificultad. La carne se descompondrá un poco y perderá la consistencia correosa del animal recién muerto.

Para evitar la mortificación y tener que ir a cazarlas, nuestros antepasados empezaron a criar las aves de mesa navideña hace ya muchísimo tiempo. Los chinos lo hicieron antes que nadie con los faisanes y parece ser que fueron los Argonautas griegos quienes se trajeron esos pájaros de Asia Menor; los aztecas criaban pavos que los españoles importaron de América; los portugueses recogieron a las pintadas en África, con el nombre de gallina de Guinea, y los romanos inventaron lo de capar a los pollos para que engordasen, acumularan grasa y su carne fuera más blanda. El capón, o gallo romano, es el antecesor de la pularda, una gallina a la que no se deja que ponga huevos, para lo que hay que criarla en la oscuridad y extirparle un ovario. Pero el nivel de sofisticación con que hemos aprendido a tratar estas pobres aves no se queda ahí. Los egipcios se dieron cuenta que los gansos más perezosos de las riberas del Nilo tenían un hígado muy sabroso; pronto supieron como hipertrofiar los hígados de pato o de ganso, el conocimiento llegaría hasta los romanos y hoy el foie se sigue produciendo en el sur de Francia y en otros muchos sitios.

De cría o de caza, las aves de mesa navideña tienen la buena costumbre de aterrizar en nuestras mesas por estas fechas, desplumadas, braseadas, después de pasar por el horno, a veces rellenas, y casi siempre en una bandeja adornada con frutos. Dicen que es recomendable acompañarlas con un blanco espumoso, suave y también he oído que se han ganado ese destino porque su destreza para el vuelo no es sobresaliente. Pero, como casi todo en este vida, no es una aseveración completamente cierta porque el pato serrucho de pico rojo (Mergus serrator) es capaz de mantener en vuelo horizontal velocidades del orden de 150 kilómetros por hora. Muy pocos pájaros pueden competir con él. Afortunadamente, para el pato, su carne necesita una generosa mortificación antes de entrar en la cocina, y los cazadores lo dejan pasar.

Libres, con sus magníficos colores, dorados sobre la mesa antes de la cena, incluso en el corral, las aves de mesa se merecen un aplauso, esta Navidad.

Dic 23 2013

El último salto de Franz Reichelt

Franz Reitchel, 1912

El austríaco Franz Reichelt, sastre de profesión, dueño de una tienda de confección de ropa en París, diseñó un traje para aviadores que en caso necesario se podía convertir en un paracaídas. En 1912, los paracaídas ya se habían utilizado. Los primeros tenían estructuras rígidas y André Jaques Garnerin, en 1910, diseñó un modelo plegable que funcionaba bien desde alturas elevadas. La tecnología paracaidista estaba, a principios de siglo, en sus albores. Reichelt ofreció al Aéro-Club de Francia un modelo de traje-paracaídas para sus pilotos que pesaba unos 70 kilogramos y desplegaba 6 metros cuadrados de tela. Los técnicos del club francés consideraron que el traje no soportaría las fuerzas aerodinámicas y rechazaron probar el invento.

A partir de 1911, Reichelt hizo una serie de pruebas con prototipos de nuevos diseños, más ligeros, que desplegaban una superficie mayor de hasta 12 metros cuadrados. Los ensayos con lastre no funcionaron bien y tampoco otro que hizo él mismo, lanzándose al vacío desde una altura de 8 metros, en el que se rompió una pierna aunque cayó en un montón de paja. El austríaco estaba convencido de que necesitaba lanzarse desde una altura mayor y adquirir velocidad para que las telas de sus trajes funcionaran de forma adecuada, por lo que solicitó permiso a las autoridades para saltar desde la torre Eiffel.

Tardó dieciocho meses en conseguir el permiso y a principios de febrero de 1912, Franz Reichelt, hizo público que en breve demostraría la utilidad de su invención en la torre Eiffel. El día 4 de ese mes se presentó en el Campo de Marte a las 07:00 horas, acompañado de dos amigos, vestido con un traje que pesaba menos de 10 kilogramos, con una especie de capuchón, del que se desplegaba un paracaídas de seda de unos 30 metros cuadrados de superficie, cuando extendía los brazos.

Para los que acompañaban a Reichelt fue una gran sorpresa saber que su amigo pensaba lanzarse él, personalmente, al vacío. Hasta entonces, sus allegados creían que la intención del austríaco era la de lanzar el paracaídas con un lastre y trataron de convencerlo de que procediese de este modo y abandonara la idea de hacerlo en persona. La policía, advertida de que Reichelt iba a realizar una demostración, había acordonado la base de la torre para impedir que los espectadores se acercaran demasiado al punto en donde el sastre tenía previsto llegar a tierra. Antes de subir a la plataforma, Reichelt discutió con los gendarmes las medidas de seguridad que habían tomado para mantener a los curiosos fuera del lugar del aterrizaje.

Al saber que el propio inventor tenía intención de lanzarse en paracaídas, uno de los policías se opuso a que lo hiciera y solicitó de la jefatura una orden expresa para autorizar a Reichelt a subir a la primera plataforma de la torre. Después de consultas, conversaciones, llamadas telefónicas, y de que el obstinado sastre hiciera oídos sordos a los muchos requerimientos de sus allegados para que desistiera, Reichelt consiguió el permiso de subir, con sus dos amigos y un cámara, a la primera plataforma de la torre.

A las 08:22 horas, la temperatura era próxima a cero grados. Abajo a unos 57 metros, en la explanada del Campo de Marte, se había congregado una multitud de curiosos con unos 30 periodistas. Sus amigos- descorazonados- le ayudaron a ajustarse el traje, y el inventor se encaramó a la barandilla de la plataforma. Echó un trozo de papel para ver de dónde venía el viento. Dudó durante un rato, cerca de cuarenta interminables segundos, hasta que decidió lanzarse al vacío. El paracaídas no se desplegó, apenas hizo un amago de salir de la capucha cuando estaba a unos metros de su mortal encuentro con el suelo. Franz Reichelt murió en el acto y dejó en el suelo un agujero de 15 centímetros.

Al día siguiente el director de la policía de París manifestó que jamás se había autorizado al señor Reichelt a saltar desde la torre y que en todo momento se pensó que su intención era la de lanzar el paracaídas lastrado. A partir de entonces las autoridades fueron muy reacias autorizar ningún tipo de experimento aéreo desde la torre Eiffel.

El salto del sastre ha pasado a la historia, más como un símbolo de la estupidez humana que como un sacrificio en aras del progreso tecnológico. Algunos allegados del austríaco manifestarían que sus patentes estaban a punto de expirar y que la única forma que tenía de llamar la atención para conseguir fondos, que le permitieran explotarlas era, realizar un salto él mismo en paracaídas. Esto justificaría que arriesgara la vida en el experimento.

Desde el famoso salto de Reichelt, algunas personas se han lanzado de la torre Eiffel de forma ilegal. En 2005, un noruego perdió la vida al saltar en paracaídas con la intención de promocionar comercialmente a una firma de ropa; fue el segundo accidente mortal, después de Reichelt. Veinte años antes, en 1985, durante el rodaje de una película de James Bond, el enemigo del agente secreto consiguió escapar y llegó a tierra sano y salvo después de lanzarse desde la torre en paracaídas, también sin autorización.

Dic 20 2013

Yves Rossy: volar alrededor del Fuji

Yves Rossy 2013

Hasta finales de la era Meiji, y de eso apenas han pasado cien años, las mujeres no podían llegar a su cima, aunque tampoco fuera una tarea sencilla coronar sus 3776 metros. Me refiero al volcán sagrado japonés, el Fuji.

La primera mujer blanca que ascendió al emblemático volcán fue Fanny Parkes, en 1867, y con toda seguridad a la montaña le causó aquello menos impresión que contemplar a Yves Rossy, hace tan solo un par de meses, darle vueltas una y otra vez.

El suizo Yves Rossy, conocido como Jetman, realizó nueve vuelos alrededor del Fuji, entre el 28 de octubre y el 3 de noviembre de este año. Con su traje aéreo de 60 kilogramos de peso dotado con cuatro mini reactores y unas pequeñas alas de 2,4 metros de envergadura de fibra de carbono, el intrépido piloto se desplaza a unos 300 kilómetros por hora.
Los vuelos los inició lanzándose de un helicóptero situado a 3600 metros y para tomar tierra desplegó un paracaídas a 800 metros de altura.

Yves Rossy, de 54 años, trabaja como piloto en la aerolínea Swiss International, aunque en la actualidad disfruta de un permiso sabático. El suizo posee una gran experiencia aeronáutica, desde que se inició en el vuelo en la Fuerza Aérea de su país como piloto de aviones de caza.

Antes de volar en Japón, alrededor del Fuji, ya había efectuado vuelos similares en Río de Janeiro, los Alpes suizos y el Gran Cañón. Su primer vuelo, con este tipo de trajes, lo realizó en Suiza, el 24 de junio de 2004; desde entonces ha hecho unos 30 vuelos, aunque en público empezó a volar a partir de 2008.

Rossy es el primer piloto capaz de controlar de manera efectiva, en vuelo, un traje aéreo propulsado por reactores.

El suizo trabaja “por placer, diversión, es una libertad total en la que casi no hay límites…”