miércoles, 23 de octubre de 2013

¿Cuántas moscas serían necesarias para tirar de un coche? 200 millones

sImaginemos que nos quedamos sin gasolina, pero disponemos de una enorme habilidad para amaestrar moscas (o al menos para atarlas a un hilo del que tirarán uniformemente), ¿cuántas de estas moscas serían necesarias para que pudiera moverse nuestro coche?


Antes de responder a una pregunta tan absurda, echemos un vistazo a la eficiencia de los distintos combustibles que tenemos a mano.



Un turismo puede funcionar una hora entera, de media, con 5 litros de gasolina. El motor desarrollará una potencia media de unos 20 kW, de modo que la gasolina almacena 20 kilovatios/hora de energía por cada 5 litros, aproximadamente. En consecuencia, la gasolina es un carburante que proporciona un método para acumular y transportar un montón de energía. Esos 5 litros de carburante apenas pesan 3,5 kg. La gasolina genera casi 5 kilovatios/hora por kg de peso (kWh/kg).


Un par de baterías corrientes de coche (plomo-ácido) pesan entre las dos 20 kg y proporcionan una energía de solamente 2 kWh. Es decir, 0,1 kWh/kg. Es decir, como energía portátil proporciona una eficiencia de una quinta parte respecto a la que se obtiene con gasolina.


¿Y los músculos? Son espectacularmente eficientes. La energía contenida en un paquete de 1 kg de azúcar alcanza casi los 5 kWh, tal y como explica Graham Tattersall en su libro Cómo los números pueden cambiar tu vida:


Los músculos pueden convertir esa energía en potencia mecánica, y lo hacen con una eficiencia de un máximo del 20 %. Es decir, una densidad de energía producida de 1kWh/kg. No es tan eficaz como la gasolina, pero es sorprendentemente que esté a un nivel comparable. Si pudiéramos dotar a nuestros coches de un motor hecho de músculos, tendríamos un éxito extraordinario.

Lo cual redunda en que viajar en bicicleta es especialmente eficiente, sobre todo si tenemos en cuenta que nos ahorramos las emisiones de CO2, aunque aún haya un divorcio irreconciliable entre vehículos a motor y bicicletas


Músculos de insecto


aPero lo más sorprendente es que el rendimiento de los insectos voladores es incluso mejor que el de nuestros músculos. Los motores moleculares que logran que las alas batan de forma repetida tienen una tasa de eficiencia energética de hasta un 40%.



Si asumimos que una mosca pesa 50 miligramos
. Una mosca tarda 0,2 segundos en elevarse 1 metro de altura, de modo que su energía (g x masa x altura; para redondear pongamos 10 (la aceleración de la gravedad) x 0,00005 × 1). El total es 0,0005 julios. La potencia equivale a la energía por segundo, y a nuestra mosca le ha costado 0,2 segundos elevarse 1 metro de altura, de manera que su potencia es igual a 0,0005 dividido por 0,2. Lo cual nos da 0,0001 vatios, una décima parte de un milivatio. Lo suficiente como para encender un LED. Una linterna pequeña tiene una potencia aproximada de 1 vatio, es decir, 10.000 moscas de potencia.


Un motor de coche accionado por medio de gasolina y que hace avanzar el vehículo por una superficie llana a 65 kilómetros por hora generará 20.000 vatios, o sea, 200 millones de moscas de potencia. Es decir que si tomamos 200 millones de moscas y las unimos mediante finísimos hilos de seda a la parte delantera de nuestro coche, y conseguimos enseñarles a tirar de él, podrían conseguir que adquiriese una velocidad aproximada de 65 kilómetros por hora.

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La noticia ¿Cuántas moscas serían necesarias para tirar de un coche? 200 millones fue publicada originalmente en Xatakaciencia por Sergio Parra.





















Vía Xatakaciencia

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nitrato


Los abonos nitrogenados sintéticos utilizados en la agricultura a gran escala pueden dejar un legado contaminante que persiste durante décadas en el suelo y aguas subterráneas, según han estudiado investigadores de Francia y Canadá.


El exceso de nitrato en el medio ambiente se ha relacionado con el agua contaminada, lo que puede provocar un rápido crecimiento de algas que daña los ecosistemas de agua dulce y salada (costero marino).


El estudio, que aparece en la revista estadounidense Proceedings of the National Academy of Sciences, hace un seguimiento de los niveles de nitrato en el suelo desde 1982 hasta 2012.



Para averiguar la cantidad de nitrato procedente de las actividades agrícolas fijados en un área, los investigadores se centraron en estudiar un campo cultivado con trigo y remolacha azucarera en Francia.


Los resultados del estudio explican que del 12 al 15 por ciento de los nitratos permanecen aún en el suelo 28 años después de su aplicación.


Un porcentaje entre el 61 y 65 por ciento es aprovechado por las plantas, mientras que del 8 al 12 por ciento se filtra en el suelo pasando a las aguas subterráneas.


Se supone que la mayor parte de los nitratos de los abonos es utilizado por las plantas para su crecimiento o rápidamente lixiviado de la zona de las raíces

Comentan los autores.


Una investigación anterior en la cuenca del río Mississippi pudo demostrar que los altos niveles de nitratos permanecen en el río a pesar de una reducción notable de los insumos humanos.


Por lo tanto, los esfuerzos para restaurar suelos y cursos de agua deben tener en cuenta los retrasos de aplicaciones anteriores de fertilizantes sintéticos en los sistemas agrícolas.


Vía | PNAS


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La noticia El nitrato de los fertilizantes permanece en el suelo durante décadas fue publicada originalmente en Xatakaciencia por Capitan Tomate.





















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