sábado, 15 de enero de 2011

El péndulo de Foucault

El joven Jean Bernard Léon Foucault (n. 18 de septiembre de 1819 – f. 11 de febrero de 1868) no empezó estudiando física, sino medicina, pero pronto demostró que sus dotes estarían mas cercanas a la experimentación física que no a la práctica medica.

INTRODUCCIÓN Y EXPLICACIÓN

En 1951 realizó quizás su experimento e invento mas importante y recordado (aunque desde luego no fuera el único que realizó). Delante de una gran cantidad de gente y en un lugar tan emblemático como el Pantheón de París demostró la rotación de la Tierra y además su sentido de giro.



Colocó el 26 de Marzo un péndulo con una bala de cañón de 26 kg colgada de un cable de acero de 67 m de largo. Observó que pese a no actuar sobre la bala mas que el peso y la tensión de la cuerda, la bala cambiaba su dirección de oscilación en sentido horario. Todavía hoy en el mausoleo de París se encuentra una réplica del experimento para deleite de todos.



Pero, ¿era la bala la que se movía? Si sobre la bala no actuaba ninguna otra fuerza que la tensión y el peso, ¿porque razón la bala no permanecía oscilando en la misma dirección? Este hecho podría estar en contra de la primera ley de Newton o ley de la Inercia. No obstante la respuesta estaba clara y la mecánica clásica no estaba errada. No había otra explicación posible: el suelo no estaba en reposo.

Un espectador desde una nave espacial (situado en un sistema de referencia lejos de la Tierra) vería como el péndulo se mueve en línea recta. No obstante nosotros desde la Tierra, estando en movimiento con ella, vemos como el péndulo se mueve impulsado por una fuerza imaginaria. Se trata de un movimiento aparente y ficticio debido al hecho de que nos movemos dentro de un sistema de referencia que está acelerado (un sistema de referencia no inercial), en este caso según una aceleración normal. El sentido de giro del péndulo (horario) es pues el contrario al de rotación de la Tierra (antihorario), obviamente desde el punto de vista de Foucault en París (ubicado en el hemisferio norte).



A esta fuerza ficticia se la ha denominado en múltiples ocasiones Fuerza de Coriolis y es la que puede explicar los sentidos de movimiento circular de grandes masas, como por ejemplo tornados (no el sentido de giro de la taza de water como sugerían en los Simpsons). En el hemisferio norte parece desviar los cuerpos hacia la derecha de su trayectoria y en el hemisferio sur hacia la izquierda.

EL EXPERIMENTO

Si no habeis entendido alguna de las partes explicadas en el artículo no os preocupéis, ahora os presento un fantástico vídeo de la UNED (Ciencia en Acción) donde queda magníficamente bien explicado por Miguel Cabrerizo, catedrático física aplicada de la Universidad de Granada, donde a la vez nos enseña un fantástico experimento realizado por él mismo para explicar, sin lugar a dudas, el famoso péndulo de Foucault y el efecto Coriolis:



Para finalizar una recomendación. Si alguna vez pasáis por París no dejéis de visitar el Pantheón. Quizás no es tan famoso como la Torre Eiffel o la Catedral de Notre-Dame pero e de visita obligada para todo aquel que le guste la física y la ciencia, no solo por el péndulo, sino por las tumbas de algunos de los mas grandes científicos de nuestro tiempo (como por ejemplo Marie Curie y Pierre Curie). Os dejo con algunas fotos de este fantástico lugar:

El Pantheón por dentro:



Yo mismo al lado del Péndulo de Foucault en el Pantheón de París:



El Pantheón por fuera:



La Tumba de Marie Curie:



Saludos

Sergio

Ampliación del artículo:

En referencia al Péndulo de Foucault, Cluster ha realizado una colaboración con el museo de la Ciencia de Valladolid para la realización de un vídeo explicativo sobre este experimento tan fantástico. El vídeo, así como la explicación de la colaboración la podéis encontrar en Cluster con el museo de la ciencia de Valladolid.

PD: Dedicado a mi mujer, Noe, un día antes de su cumpleaños.

miércoles, 5 de enero de 2011

Fabricación de un gel exfoliante

NUEVOS PROPÓSITOS.

Uno de los propósitos de año nuevo, que siempre se suelen hacer bastantes que luego no se cumplen, es el de realizar un blog con artículos algo diferentes a los propuestos hasta ahora. Con esto no quiero decir que vaya a dejar de proponer experimentos clásicos, pero si proponer algunas práctica no convencionales para la ESO (Enseñanza secundaria obligatoria) o Bachillerato.

Uno de los problemas que estamos viviendo actualmente en los laboratorios de secundaria, y cada vez mas, es el de la seguridad. Los laboratorios de secundaria rara vez se encuentran en condiciones de efectuar reacciones con productos peligrosos y menos con gases, que pueden ser tóxicos, ya que faltan vitrinas suficientes y que funcionen bien. Y aunque nos advierten del uso de guantes y gafas protectoras, así como bata (obviamente) o mascarilla, cada vez encuentro más prácticas que dejo de realizar por su peligrosidad intrínseca...



¿Pero hay ramas donde los productos químicos utilizados son siempre seguros?

La química está por todas partes asi que solo he de buscar, y ya he encontrado dos muy claras donde todos los productos químicos utilizados son seguros y sin problemas: Alimentación y Farmacia, en concreto Dermofarmacia.

Y es justo en dermofarmacia donde empezaremos, realizando un gel exfoliante.

INTRODUCCIÓN A LA PRÁCTICA

La exfoliación es uno de los elementos importantes dentro de la higiene corporal, pues elimina por medio del rascado células muertas situadas en el estrato córneo (la última capa de la epidermis) o corneocitos. Los corneocitos derivan de las células epiteliales de las capas mas internas de la epidermis (basal, espinosa, granulosa y lúcida), a medida que avanzan por las diferentes capas se van aplanando y muriendo, a la vez que llenándose de queratina. Nosotros ya realizamos de forma automática la regeneración de las capas mas externas de la piel, pero exfoliandolas podemos acelerar el proceso.





Gracias a la exfoliación podemos obtener una piel mas tersa y brillante, pero también facilitaremos la entrada de productos cosméticos útiles como hidratantes, humectantes, antioxidantes, antienvejecimiento, etc...

PRÁCTICA

Para poder realizar el producto cosmético necesitaremos básicamente tres cosas: Un principio activo cosmético, un vehículo y uno o varios correctivos.

El principio activo es el que actúa sobre la piel y el que define el producto (en este caso el que produce la exfoliación). El vehículo es el agua (aunque en otros casos pueden ser aceites) y el correctivo serían aromatizantes (perfumes), así como conservantes antimicrobianos, etc...

En nuestro gel exfoliante no introduciremos correctivos para mejorar el olor (perfume) o conservantes (con lo cual no puede utilizarse durante mucho tiempo), pero si utilizaremos un agente gelificante.

Ingredientes:

1- Polímero espesante catiónico.
En esta ocasión utilizaremos Polyquaternium PQ-37. Se trata de uno de los mas utilizados en la industria cosmética. Consta de cadenas poliméricas con grupos de amina cuaternaria, en concreto poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride), CAS:26161-33-1. De hecho la nomenclatura polyquaternium es una nomenclatura típica en cosmética que indica la presencia de un grupo amina cuaternaria.

Polyquaternium PQ-37:



¿No os ha pasado alguna vez que tras cepillaros el pelo, éste ha quedado encrespado, y cada pelo parece elevarse y separarse del resto? Este efecto es debido a la electricidad estática generada por el rozamiento. Al frotarse dos cuerpos los electrones pueden saltar creándose electricidad estática. Este grupo cargado positivamente sirve como acondicionador, vuelve a establecer el balance electrónico del pelo o de la piel, al igualar las cargas.

Aspecto tras añadir el espesante:



2- Agua, que servirá como vehículo.

3- Polímero para exfoliación.
En esta ocasión hemos utilizado el Lipobead Blue AE. Se trata de polímeros de encapsulación con vitamina A y E. La vitamina A es retinol y produce beta-carotenos de acción antioxidante y la vitamina E es tocoferol, protege de los radicales libres y evita el envejecimiento. Interviene también el tocoferol en la formación del grupo prostético hemo (pigmento de la sangre transportador de oxigeno junto con hierro). Estas dos vitaminas estan encapsuladas en una matriz de lactosa, celulosa microcristalina e hidroxipropil metilcelulosa y se liberan al romperse el encapsulado por el rozamiento.



La práctica se realiza en 15 minutos.



Quizás es complicado obtener estos productos. Una alternativa mas barata y viable sería utilizar goma xantana para espesante en el agua (sería únicamente un espesante y no poseería todas las propiedades citadas).

Como podéis ver es muy sencillo de realizar y en una sola práctica hemos tratado temas tan diferentes como piel, polímeros, electricidad estática y cosmética (biología, química, física y farmacia)...

Espero que os haya gustado

Sergio

INFORMACIÓN EXTRA

¿Como comprar Lipobead blue AE? Clica aquí , o aquí.

¿Como comprar polyquaternium PQ-37 u otro polyquaternium? Haz clic aquí, o aquí.

Mas información sobre Polyquaternium PQ-37.

PD: Quiero dar las gracias a Patricia Espuig por toda la información que me ha facilitado, su paciencia y su amistad. Un beso.

domingo, 2 de enero de 2011

Los 5 mejores artículos del 2010

Ya ha llegado, el 2011, el año internacional de la química proclamado por la ONU el 31 de diciembre de 2008, que nos deparará nuevos experimentos, nuevas demostraciones, nuevos retos y nuevas sorpresas.

No obstante no quería empezar sin despedir el 2010. Un año que ha significado mucho para el blog, y para mi. Así que os he realizado, para que os vayáis poniendo las pilas, la recopilación de los 5 mejores artículos del blog del pasado año (según mi criterio, claro está...).

1) LEY DE GAY-LUSSAC



2)NIEVE INSTANTÁNEA



3)POLIACRILAMIDA



4) EL PUNTO TRIPLE



5) LUZ, ENERGÍA Y EFECTO FOTOELÉCTRICO



Como siempre elegir 5 de entre todos los que he realizado en un año es extremadamente difícil. Se han quedado fuera, pero os los recomiendo encarecidamente:

6) REACCIONES RÁPIDAS
7) ÁCIDOS, BASES Y COL LOMBARDA
8) EL PH EN NUESTRO CUERPO
9) VENCER LA GRAVEDAD
10) FUEGO DE COLORES


Adiós 2010...¡¡¡Bienvenido 2011!!!

Sergio

sábado, 25 de diciembre de 2010

FELIZ AÑO 2011

Como cada año llegan las fiestas, los regalos y las comidas y las cenas familiares. CLUSTER cumple otro año mas, que espero haya sido interesante, útil o simplemente entretenido. Y que a algún artículo le hayáis podido encontrar utilidad...

Este año que entra será especial puesto que será el año internacional de la química y desde aquí intentaremos aportar algún que otro experimento interesante, para que podáis realizarlo en casa, en clase o en cualquier otro lugar.



Os dejo con los tres próximos vídeos de experimentos para CLUSTER 2011.

1. Fabricación artesanal de un Gel Exfoliante.

Se trata de uno de los temas nuevos que trataremos en Cluster: Farmácia y Parafarmacia, en concreto en este caso Dermofarmacia. La farmacia y la dermofarmacia pueden ser otro punto de vista de la aplicación de la química, muy poco frecuente en los estudios secundarios o bachillerato, pero muy importante a nivel industrial.
Espero que sea de interés para todos vosotros:



2. El Péndulo de Foucault.

Uno de los experimentos clásicos de física. En el blog hablaremos de la historia de este experimento, de las teorías físicas involucradas y de un experimento para realizar en el aula para demostrar el sentido de giro de la Tierra.



3. Síntesis de nylon

Uno de los experimentos clásicos en una aula de química, cada vez con mas problemas de realización debido a la dificultad de encontrar los reactivos necesarios. En el blog explicaremos lo que es un polímero y hablaremos sobre la historia de la síntesis del nylon. Será el punto de partida para comenzar diversas síntesis de polímeros en el aula (incluso algunas comestibles..)



Espero haberos dejado con ganas de mas...:D

¡¡¡¡FELICES FIESTAS Y BUENA ENTRADA DE AÑO 2011 A TODOS!!!!

Sergio

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