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Silvana TapiaLuisa AchaerandioJuan Carlos GilIgnacio CrespoBorja TosarFrancis VillatoroHéctor SocasGastón GiribetAlberto Apariciprincipio de arquímedes y flotaciónbarco iceberg submarino globo aerostáticoatmósfera como océano gaseoso silvanadensidad media inferior al aguabarco de acero flota por geometríadensidad del acero ocho veces aguaencerrar volúmenes aire casco barcoglobos aerostáticos flotan como barcoshidrógeno para globos aerostáticoshelio desplaza aire en globosJuan Carlos GilTitanicIngeniería navalArquímedesSilvana TapiaGanímedesHéctor Socas
Barco de acero flota por geometría
Con
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Juan Carlos Gil explica cómo un barco hecho de acero, que es mucho más denso que el agua, puede flotar gracias a su geometría.
…temas que he traído a Coffee Break, como los discos que levitan aquellos o los jabones que resolvían laberintos, ¿no? Básicamente conocemos la física, pero alguien encuentra una forma inesperada e ingeniosa de explotarla. Explotar, eso que ocurre cuando un Cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desplazado, ¿recordáis? Y ese empuje vence al peso, ¿no? Que nos enseñó Arquímedes y ese cuerpo puede ser cualquier cosa: un barco, un iceberg, un submarino o un globo aerostático. Porque al fin y al cabo un globo no deja de ser un submarino en un océano gaseoso, ¿no? La atmósfera es literalmente un mar de aire, como nos ha contado Silvana, llena de vida también, ¿no? Así que, bueno, que flotar, que se trata de desplazar más fluido del que corresponde a tu propio peso y conseguir tener una densidad media inferior a la del líquido o fluido en el que estás, pues típicamente agua. Claro, hacer esto el corcho, el hielo, pues lo tienen. fácil porque son ya menos densos que el agua, pero un barco está hecho de acero, que es como 8 veces más denso que el agua, así que el truco ya no está en este caso en el material, sino en la geometría se trata de encerrar volúmenes de en este caso aire dentro del casco del barco para que la densidad del conjunto acero más aire pues sea menor que la del agua y en el caso de los Globos pasa lo mismo; tenemos que llenar el globo de algo menos denso del fluido que queremos desplazar, que en este caso es aire con lo cual las opciones son muy limitadas: básicamente hidrógeno, helio o aire mismo pero caliente, que se hace menos denso y nos permite flotar, nos permite conseguir flotar en el aire. Se podría usar y se ha pensado muchas veces utilizar vacío, vacío parcial al menos, pero hacer un globo de vacío sin nada dentro. Pero claro, la propia atmósfera no perdona: intentaría aplastarnos y el refuerzo estructural que habría que poner al globo de…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil corrige a Héctor Socas sobre la densidad del mercurio, señalando que es un metal muy denso y que incluso el hierro puede flotar en él cuando está líquido.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #19densidad del mercurio según gilhierro flota en mercurio líquidohector socas corrige densidad…vamos con mucho retraso. No sé si nos dará tiempo ni siquiera con prórroga de todo lo que tenemos para hoy. Juan Carlos, que además sé que vas con un poquito de prisa también, tú igual que Silvana, ¿nos puede hablar de esto de metales que flotan en el agua? Tenía entendido así un poco el mercurio como un metal poco denso, pero tú hablas en plural: El mercurio es densísimo, Héctor. El hierro flota en mercurio, o sea que sea líquido es otra cosa. Ah, cierto, cierto, sí, sí, sí, he mezclado cosas. No sé si era 16, bárbaro. ¿Qué metales son menos densos que el agua? No te iba a decir ninguno, no me lo sé en memoria, no creo, en general el enlace metálico es más denso que el agua, aunque el agua ya ha hablado bastante de ella y está muy aprieta, pero no sé Son puentes de hidrógeno básicamente lo que pega a las moléculas…
Juan Carlos Gil explica cómo un barco hecho de acero, que es mucho más denso que el agua, puede flotar gracias a su geometría.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1principio de arquímedes y flotaciónbarco iceberg submarino globo aerostáticoatmósfera como océano gaseoso silvanadensidad media inferior al aguabarco de acero flota por geometríadensidad del acero ocho veces aguaencerrar volúmenes aire casco barcoglobos aerostáticos flotan como barcoshidrógeno para globos aerostáticoshelio desplaza aire en globos…temas que he traído a Coffee Break, como los discos que levitan aquellos o los jabones que resolvían laberintos, ¿no? Básicamente conocemos la física, pero alguien encuentra una forma inesperada e ingeniosa de explotarla. Explotar, eso que ocurre cuando un Cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desplazado, ¿recordáis? Y ese empuje vence al peso, ¿no? Que nos enseñó Arquímedes y ese cuerpo puede ser cualquier cosa: un barco, un iceberg, un submarino o un globo aerostático. Porque al fin y al cabo un globo no deja de ser un submarino en un océano gaseoso, ¿no? La atmósfera es literalmente un mar de aire, como nos ha contado Silvana, llena de vida también, ¿no? Así que, bueno, que flotar, que se trata de desplazar más fluido del que corresponde a tu propio peso y conseguir tener una densidad media inferior a la del líquido o fluido en el que estás, pues típicamente agua. Claro, hacer esto el corcho, el hielo, pues lo tienen. fácil porque son ya menos densos que el agua, pero un barco está hecho de acero, que es como 8 veces más denso que el agua, así que el truco ya no está en este caso en el material, sino en la geometría se trata de encerrar volúmenes de en este caso aire dentro del casco del barco para que la densidad del conjunto acero más aire pues sea menor que la del agua y en el caso de los Globos pasa lo mismo; tenemos que llenar el globo de algo menos denso del fluido que queremos desplazar, que en este caso es aire con lo cual las opciones son muy limitadas: básicamente hidrógeno, helio o aire mismo pero caliente, que se hace menos denso y nos permite flotar, nos permite conseguir flotar en el aire. Se podría usar y se ha pensado muchas veces utilizar vacío, vacío parcial al menos, pero hacer un globo de vacío sin nada dentro. Pero claro, la propia atmósfera no perdona: intentaría aplastarnos y el refuerzo estructural que habría que poner al globo de…
Juan Carlos Gil reflexiona sobre la construcción de barcos y su uso para transportar personas y cargas, señalando que son estructuras complejas y costosas.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #13construcción de barcos desde hace tiempobarcos para mover personas cargasestructuras complejas y carasexplotar el océano energéticamente…vacío parcial al menos, pero hacer un globo de vacío sin nada dentro. Pero claro, la propia atmósfera no perdona: intentaría aplastarnos y el refuerzo estructural que habría que poner al globo de vacío pues acaba pesando demasiado y no salen las cuentas. Barcos, bueno barcos sabemos hacer obviamente desde hace muchísimo tiempo y los usamos para mover personas, cargas de un sitio a otro, pero son en general estructuras bastante complejas y que requieren un mantenimiento continuo; en una palabra son estructuras caras, pero en estos momentos de nuestra civilización queremos explotar el océano mismo. No en el sentido colonial, clásico, digamos, sino energética y tecnológicamente. Los océanos cubren más del 70% de nuestro planeta y contienen recursos energéticos, energía eólica marina, undimotriz, que es la de las olas, y mareomotriz, la de las mareas. Y obviamente a nadie se le escapa que hay recursos mineros en el fondo oceánico e…
Juan Carlos Gil explica que las tecnologías para extraer recursos del mar necesitan plataformas flotantes robustas y duraderas, capaces de soportar condiciones marinas durante años.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #8plataformas flotantes robustasestructuras tipo barcos airecorrosión en plataformas oceánicascompartimientos estancos del titanic…falleció hace aproximadamente un año, era que esas diferencias no correspondían a diferencias reales entre los mares, sino digamos a nuestra todavía escasa pericia en el laboratorio. Bueno, pues un saludo a Benito, Belén y Elena, si me están escuchando. El caso es que estas tecnologías de extracción de recursos del mar requieren plataformas flotantes, robustas, estables, duraderas para que sean lo más baratas posible; es capaz de estar años, si es posible, en el océano soportando olas, corrosión, temporales pues con el mínimo mantenimiento posible. Sí, podemos utilizar cámaras huecas llenas de aire, tipo barcos, y de hecho lo hacemos, pero estas soluciones dependen de mantener el aire encerrado en compartimientos estancos. Si la estructura se perfora, se degrada, se corroe por cualquier cosa y el agua la inunda, pues obviamente se va a pique; que se lo digan al Titanic. Por eso en los últimos años se está explorando una estrategia diferente, no tanto en cerrar el aire sino atraparlo. ¿Cómo? La gracia fundamental de este artículo, usando superficies superhidrofóbicas, superficies con tan poca afinidad por el agua que…
Juan Carlos Gil explica las limitaciones de ciertas estructuras flotantes y menciona un diseño propuesto por autores de un paper en 2019.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #9estructuras flotantes limitacionespaper 2019 diseño ingeniosoplacas de aluminio hidrofóbicasplacas aluminio tratamiento superhidrofóbicoflotabilidad notable sistema 2019inclinación escape aire placasimpactos pérdida flotabilidad estructura…resistencia va a tener un aerogel? A poquita, tolerancia a impactos, dificultad para escalarse, vale, en el laboratorio, pero si quieres poner una ciudad en medio del mar, de nuevo el aerogel no va a ser la solución y una cosa fundamental de todas ellas es Que acaban perdiendo la flotabilidad cuando se sumergen del todo o cuando se inclinan demasiado, vale. De hecho, los autores del paper que os voy a contar ya propusieron una de estas estructuras en el año 2019, bastante ingeniosa: dos placas de aluminio en paralelo con un tratamiento super hidrofóbico. capaces de atrapar aire entre ellas que generaban eso, una flotabilidad notable. Este sistema que propusieron en 2019 funcionaba bastante bien, pero manifestaba, no tanto, pero de nuevo el problema de la inclinación. Si lo inclinas mucho o recibe impactos, el aire atrapado entre las placas podía escapar por los extremos y enseguida la estructura perdía gran parte de su flotabilidad. Y claro, el océano tiene la mala costumbre de no permanecer completamente horizontal, que en ingeniería lo que se busca es que sirva para algo. Es en este contexto en El que aparece el artículo titulado Tubos metálicos superhidrofóbicos flotantes irrecuperables gracias a su geometría. Publicado en Advanced Functional Materials, está online desde enero y aparece en la revista desde el 27 de abril. Lo firma Tian Xu Xu, el…
Juan Carlos Gil concluye su análisis del artículo, destacando tres aspectos clave: la importancia de la ingeniería basada en principios físicos básicos, el potencial de fenómenos delicados para generar mecanismos robustos y la búsqueda constante en la ingeniería naval de soluciones innovadoras.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #3balsa con tubos superhidrofóbicosgenerador de energía dimotrizdemostración conceptual del dimotrizingeniería guiada por física básicamenisco de agua mecanismo robustoingeniería naval barcos imposibles hundir…milímetros, ¿vale? Han eliminado el 10% del material del tubo y aún así el tubo se mantiene a flote y si lo sumerges completamente emerge. El agua no puede invadir el interior incluso tras haber perdido el 10% de su masa en forma de 15 agujeros, 15 donuts. Para terminar, los autores construyen una pequeña balsa formada por ocho de estos tubitos y hacen hasta un prototipo de un pequeño generador, un dimotriz, para aprovechar la energía de las olas. Obviamente muy preliminar, no estamos ante la próxima revolución energética, pero bueno, sirve como demostración conceptual, digamos, de que la idea funciona. Bueno, voy concluyendo: ¿por qué me ha parecido importante lo que cuenta este artículo? Primero, porque es un ejemplo más, bien chulo, de ingeniería guiada por física básica, que demuestra que a veces la innovación no consiste en inventar nuevos materiales, sino en encontrar su forma adecuada Segundo, porque muestra cómo fenómenos aparentemente delicados, como la curvatura de un menisco de agua que se le iba a ocurrir, pues pueden convertirse en mecanismos sorprendentemente robustos cuando se aprovechan de forma inteligente Y tercero, porque esto va en la línea, en la gran aspiración de la ingeniería naval, de buscar la panacea, los barcos imposibles de hundir, que como nos recordó Titanic hace más de un siglo, bueno, pues es bastante importante Lado negativo, el artículo deja abierto un gran problema y es de nuevo la escalabilidad. El único parámetro importante según estudian es el diámetro de los tubos. Por supuesto también contaría el espesor de las paredes porque al fin y al cabo es el que…