domingo, 18 de octubre de 2009

Me presento

Soy Jesús, la nueva incorporación al Museo de la Ciencia. Ya diferencia de otros fichajes estrella que pululan por ahí, al «presidente del club» (Héctor) no le he costado 95 millones de euros... Ha sido algo menos.

Bromas aparte, soy el autor de Entomoblog, un blog sobre entomología en el que no sólo hablo de insectos, sino también de todos los artrópodos en general, un arduo trabajo porque estamos considerando el 80% de todas las especies de seres vivos.

Es un placer poder colaborar en este blog y aportaré mi granito de arena en la divulgación de ese apasionante grupo de seres vivos que son los artrópodos... aunque mi especialidad sea la biología molecular y me dedique profesionalmente a la traducción de manga y anime... Todo un ejemplo de la «flexibilidad laboral» que ofrece la carrera.

Me estreno con la noticia entomológica de la semana: el descubrimiento de una araña «vegetariana» aunque, como veremos, lo de vegetariana (o hablando con propiedad, herbívora) es con matices. De esta araña ya hablé por encima hace más de un año en Entomoblog, cuando parte del equipo que descubrió los hábitos alimenticios de una población de Bagheera kiplingi anunció su descubrimiento en la 93.ª Reunión anual de la Sociedad Ecológica de Estados Unidos (ESA), celebrada del 3 al 8 de agosto de 2008. En mi contribución inaugural al Museo de la Ciencia, amplio la información de entonces con el artículo que ha sido publicado en la revista Current Biology a principios de esta semana y algunas curiosidades sobre la araña.

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lunes, 12 de octubre de 2009

Cómo funciona... la fibra óptica

Comenzamos hoy con una nueva sección llamada "Cómo funciona...". En ella hablaremos de cómo funcionan diferentes aparatos, dispositivos y similares de una manera básica y divulgativa, pero sin faltar a la rigurosidad que requiere la ciencia. Así pues, para esta primera entrada de esta nueva sección hemos elegido la fibra óptica: un invento que este mismo año 2009 uno de sus creadores, Charles K. Kao, ha recibido el premio Nobel de Física; compartiendo el premio con los creadores del sensor CCD que trataremos otro día. Una vez hechas todas las presentaciones vayamos al grano. ¿Cómo funciona la fibra óptica?

Para entender como funciona debemos tener en mente que la fibra óptica no es más que un "cable de luz". En lugar de circular electricidad por su interior lo que "circula" es luz. Obviamente, esta luz no puede entrar de cualquier manera ni los materiales del cable pueden ser de cualquier cosa. Se requieren varias características para lograr que la luz se trasmita de una forma óptima: sin pérdidas y durante más distancia.

Empezaremos hablando de los materiales. La estructura interna de la fibra óptica es muy sencilla. Consta de un núcleo por donde "circulará" la luz y un revestimiento que lo protege del exterior y sirve también de "pared" para que no escape la luz. Esta forma de atrapar la luz funciona sólamente si los materiales tienen una propiedad física perfectamente definida: el índice de refracción.

Jugando con los índices de refracción se consigue que la luz quede atrapada, en un fenómeno conocido como reflexión interna total. Todo lo que tenemos que hacer es conseguir que el índice de refracción del revestimiento sea inferior al del núcleo. De esta forma, a partir de un cierto ángulo de incidencia de la luz en la frontera de ambos medios materiales, ésta se reflejará completamente quedando atrapada en el núcleo. Esta reflexión es perfecta al 100%, consiguiéndose así que no haya absolutamente nada de pérdida de energía.


Vamos a poner un ejemplo con números para que se entienda mejor. Construiremos nuestra fibra óptica imaginaria con un revestimiento de hielo y un nucleo de agua líquida a 20º. Nos vamos a olvidar de toda la termodinámica que impediría que algo así estuviera en equilibrio, porque lo único que nos interesan son los cálculos numéricos que salen de considerar este sistema una fibra óptica. Los índices de refracción de ambos materiales (hielo y agua líquida) son muy similares, siendo 1,309 el del hielo y 1,333 el del agua líquida. Así pues cumplimos que el del revestimiento sea inferior que el del núcleo. Ahora ya sólo nos falta calcular el ángulo al que todo el rayo de luz sufre reflexión interna total.

Aplicando la ley de Snell a nuestros datos se puede calcular que el ángulo límite o crítico a partir del cuál se produce la reflexión total interna es de 79,1º. Por tanto, cualquier ángulo mayor que este (y menor que 90º) provocará que la luz quede atrapada dentro del agua líquida actuando el hielo como una pared que la protege del exterior. Así pues, lanzando la luz con una inclinación de, por ejemplo, 82º ya tenemos nuestra fibra óptica imaginaria construida y operativa.

Espero que os haya servido esta explicación para conocer el funcionamiento de la fibra óptica, así como para entender un par de conceptos básicos sobre óptica. Si no os ha quedado todo claro el fenómeno de la reflexión total interna seguro que el siguiente vídeo os es de mucha ayuda.



Saludos ;)

Nota: Los índices de refracción considerados son para una longitud de onda en amarillo (589nm), una presión de 1bar y una temperatura de 0 ºC para el hielo y 20 ºC para el agua.
Imágenes extraídas de la Wikipedia: 1, 2 y 3.

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miércoles, 7 de octubre de 2009

Iniciativa "La ciencia en España no necesita tijeras"


Hay una iniciativa en la red propuesta por La Aldea Irreductible. Nos pide a los autores de diferentes blogs que demos razones por las que no deben hacerse recortes en ciencia. Yo tengo una. Que hay dinero que se gasta en cosas no útiles, y la ciencia es un bien común necesario. Así que estaría muy bien recortar presupuesto de otros lugares antes que de la ciencia.

Se han sumado a esta iniciativa otros blogs, entre los que se encuentran los de los miembros del Museo. Encontramos pues más razones en Sonicando, Psicoteca, La ciencia para todos, La Ciencia de la Vida, Wis Physics, El Jardín de Suiseiseki, Ciencia en el XXI y Cerebros no lavados.
Imagen sacada de La Aldea Irreductible

Grupos sanguíneos y transfusiones
Obesidad pera, obesidad manzana

Códigos de barras: logística y matemáticas

Ya que google hoy se ha propuesto recordar el código de barras, no vamos a dejarlo sólo en esta batalla. Ahí va una entrada sobre el tema, centrándonos en cómo las matemáticas ayudan a la logística, eso por no hablar de la automatización de la lectura del código. Espero que os guste...

Pongámonos en una situación imaginaria. Somos los encargados de la gestión de un almacén y tenemos que trabajar llevando nuestra mercancía a un supermercado del que somos proveedores. Para facilitar el manejo de los diferentes productos, tenemos que codificarlos, ¿cómo hacerlo?
Muy sencillo. Si tenemos 100 productos, podemos asignarles un número del 1 al 100 y listo. Cada producto un número. En principio parece todo correcto, ¿no?
Bien, ahora imagina que decides codificarlos así; es decir, con números del 1 al 100. El primer día por la mañana te piden 1000 unidades del producto “99”, que imaginemos que son cajas de leche. Pero resulta que al ir a teclear el pedido en la máquina te confundes y en vez de 99 marcas 98. El error acaba provocando que salga un camión lleno de zumos para el supermercado. Todo va bien hasta que los del super comprueban que no eran zumos sino leche lo que habían pedido, con tan mala suerte de que han tardado en mirarlo y el camión ya se ha ido. Esto nos lleva a tener que mandar otro camión para que recoja los zumos del supermercado y otro más para que lleve las cajas de leche tal y como el supermercado había pedido. ¡¡Menudo lío!! ¿No? ¿Cómo, yo señor de la logística en mi tierra el almacén, puedo usar una codificación y que no me pasen estas cosas? La respuesta está en las matemáticas.

Múltiplos de 11
Hay una curiosidad matemática que se cumple en todos los números múltiplos de 11. La suma de los dígitos en situación impar menos la suma de los de situación par (asignando posición par o impar empezando a contar por la izquierda) es igual a cero, 11 o múltiplo de 11.
Por ejemplo, 88 que es múltiplo de 11, si restamos 8-8=0. Veamos qué ocurre si usamos otro número múltiplo de 11, como por ejemplo 116105 (resultado de multiplicar 11 x 10555). Tendríamos que (1+6+0)-(1+1+5)=0. Vemos que se cumple.

Haz la prueba
Prueba por ti mismo tantas veces como quieras. Multiplica cualquier número por 11 y al resultado aplícale el método. Verás que en dicho número, si restas suma de impares menos la suma de pares, el resultado será 0, 11 o múltiplo de 11.

¿Y qué tiene que ver el 11 y sus múltiplos con los errores logísticos?
La pregunta que podemos tener en la cabeza es, ¿qué tiene que ver esto con los errores cometidos al teclear el código de un producto?
A lo cual podemos contestar con una reflexión. Imaginemos que yo me confundo en un dígito al teclear el código de un producto, en vez de poner 99, marco 98. Ya hemos visto la que se puede organizar por un fallo tan tonto, con los costes que pueden ir asociados a muchos de los errores que se pueden cometer.
Ahora, la siguiente pregunta es…¿qué pasará si el código con el que he marcado los productos, está formado por números que son todos 11 o múltiplos de 11? Y, además, la máquina en la que tecleo el código me comprueba de forma automática si es 11 o múltiplo de 11 gracias a la propiedad antes mencionada. Y si no cumplen la propiedad, la máquina no nos admite el pedido. ¿Qué ocurrirá entonces ante un error humano?
Imaginad que nos confundimos en un dígito igual que antes al meter el código. En tal caso dicho número erróneo ya no cumple con la propiedad que sí que cumplen el 11 y sus múltiplos, además de no existir como código de ningún producto. Así que la máquina no me admitirá dicho número y tendré que volver a teclearlo. El error no se produce.
En el pasado se daban esta clase de errores con frecuencia. Algunas empresas empezaron a usar este tipo de codificación para reducir estas meteduras de pata de forma significativa. Pero, ¿son los múltiplos de 11 la única solución para la reducción de errores en logística? No, de hecho esto pertenece ya al pasado. La respuesta la podemos encontrar en los algoritmos.

Algoritmos
Según el RAE un algoritmo es un “conjunto ordenado y finito de operaciones que permite hallar la solución de un problema”. Muchos códigos en la actualidad utilizan algoritmos con fines similares a los antes mencionados. Un ejemplo lo podemos ver también en la codificación de los productos, por ejemplo con la codificación actual de los códigos de barras. Los códigos numéricos que aparecen en los códigos de barras acaban con un dígito de control que es el resultado de un algoritmo matemático. El dígito de control es el que se encuentra en último lugar del código. Dicho dígito de control se calcula de la siguiente forma:
1) Se suman los dígitos de las posiciones impares (empezando por la izquierda para asignar la condición de impar, y sin contar el último número que es el de control)
2) Se suman los dígitos de las posiciones pares y el resultado se multiplica por 3.
3) Se suman los totales anteriores, es decir: suma impares + (3x suma pares)
4) Se resta el resultado de la decena siguiente, siempre que la suma no termine en 0, en cuyo caso se cogería como dígito de control el propio 0. O sea que si la suma de 3 pares + impares da 55 por ejemplo, se resta de 60 y el dígito sería 5. Si sale 50, el dígito sería 0.

Un ejemplo
Veamos lo que habría que hacer con el ejemplo de la fotografía:



Fuente de la imagen

1) 1+3+5+7+9+1=26
2) 3 x (2+4+6+8+0+2)=66
3) 26+66=92
4) 100-92=8

Como podemos ver nos sale que el dígito de control es el número 8, que es precisamente el número con el que acaba el código.

Haz la prueba
Prueba por ti mismo. Seguro que en casa tienes muchos productos codificados con este tipo de código. Puedes comprobar cómo todos cumplen con el algoritmo.

¿Todos?
Bueno, hay algunas excepciones. Por ejemplo, los productos que vienen de Estados Unidos usan un código diferente.
Algunas compañías han alterado el algoritmo para poder codificar nuevas variedades del producto sin tener que añadir más dígitos, con el consiguiente ahorro de costes.
Por ejemplo, algunos fabricantes de tabaco para algunos productos hacen: pares + (3 x impares). Para otros productos en cambio, siendo las mismas compañías, lo codifican del modo comentado en el ejemplo. Así pueden codificar nuevos tipos de tabaco sin tener que alargar el código.

¿Más ejemplos?
El empleo de algoritmos para reducir errores no sólo se emplea en logística. Sólo hay que recordar la última vez que metimos nuestro DNI en una página de internet y confundimos un dígito. ¿Qué fue lo que pasó? Seguramente que hubo que volver a escribirlo porque no se nos admite el DNI que hemos escrito, y esto es porque de forma automática están haciendo el algoritmo (el propio de dicha codificación para documentos de identidad) y ven que el número escrito por error no cumple.
Y así se evitan muchos errores que de otra forma serían frecuentes. Gran disminución del número de errores, gracias a unos sencillos cálculos. La bondad de las matemáticas supongo.

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Humor científico: especial medicina

lunes, 5 de octubre de 2009

Perdóneme pero... yo no respeto opiniones


"Respeto su opinión"

"Respetando todas las opiniones..."

"Esta es mi verdad"

Todas estas expresiones se han ido haciendo un hueco en nuestra vida diaria y en nuestra forma de hablar (quizá uno de tantos peajes que aún pagamos por el pasado dictatorial).

Pues, déjenme que les diga... que YO NO RESPETO OPINIONES.

Sencillamente porque las opiniones no deben ser objeto de respeto, SON LAS PERSONAS LAS QUE DEBEN SER RESPETADAS.

¿Tengo que respetar la opinión de que la Tierra es plana, de que hay que matar a los negros, blancos, creyentes, infieles o fontaneros?

En muchos campos podemos aprender esto pero, particularmente la ciencia nos enseña que a las teorías, opiniones, modelos, etc. hay que someterlos a crítica, análisis... vapulearlos y exprimirlos hasta que se derrumben o prueben su consistencia con los hechos conocidos.

¿Dónde surge el problema?

En que has pasado de TENER una opinión, a que la opinión sea TUYA, una parte de ti.

De esta forma, criticar tu opinión es como darte un pellizco en un brazo, te duele.

Pero el error no está en el que critica, está en personalizar opiniones, teorías, modelos... incluso simples conjeturas. O bien en convertir la crítica a una opinión en un ataque contra una persona.

Así que resumo.

NO RESPETO OPINIONES. Me parecerán acertadas, erróneas, interesantes o lo que sea... pero no respetables.

RESPETO PERSONAS, CADA VIDA ES SAGRADA.

En el respeto a las personas, respetaré su derecho a opinar como crean más acertado.

Pero no en cualquier caso.

Si expresar sus opiniones falta el respeto a otras personas... tendrán que irse a pensar lo que quieran a su casita.

A muchos espero que os parezca esto tan evidente como a mí...

Pero como se oyen las cosas que se oyen, creo que había que decirlo.

En otro caso, si no estás de acuerdo conmigo, ¿cómo vas a hacer para respetar mi opinión y ponerla a caer de un burro?

Qué bonita es la autorreferencia...

Espero vuestros comentarios.

Publicada en La Ciencia para todos


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