16 oct. 2018

REFUNDACIÓN DEL BLOG

Estimado lector,

He decidido hablar del cambio climático. El caso es que es un tema tan absolutamente evidente que pensaba que no valía la pena tratarlo, pero estaba equivocado.

Si me has leído verás que escribo sobre cosas que casi nadie explica en ningún sitio, y por eso he dedicado tiempo a ello, porque me parece que aporto algo a mucha gente. Evidentemente siempre ha sido un blog minoritario, porque el gran público simplemente quiere la receta para que el coche consuma menos. Pero siempre hay alguien en algún lugar del mundo que no sólo quiere la receta, quiere saber el porqué, y gracias a los buscadores acaban encontrando algún post, y mientras sigo recibiendo miles de visitas todos los años me parece un buen uso para mi tiempo libre, sobre todo por la reducción de emisiones de CO2. De hecho, ahora acabo de empezar una serie revisando los motores térmicos, y al ritmo que publicó posts tengo para mucho tiempo. Entonces, ¿qué es lo que ha cambiado?

Pues básicamente que he estado reflexionando. Hace unos días escribí un post enfadado sobre el buenismo e ignorancia que se está construyendo alrededor del cambio climático, y lo escribí porque me parece malo que se publique en la prensa que el cambio climático ha generado el huracán Michael. Me preocupan este tipo de falsedades o verdades a medias, porque no se puede banalizar un tema extraordinariamente importante para la humanidad, y la verdad es que todavía no sabemos con seguridad si habrá más huracanes que antes.
NOTA: Es fácil explicar el fenómeno de un huracán, pero es muy difícil contestar a la pregunta de si habrá más o menos huracanes. Simplemente os planteo 3 efectos: el fenómeno del niño y la niña. El polvo en suspensión que llega sobre todo de los desiertos como el Sáhara y los aerosoles que hemos emitido a la atmósfera y han generado por ejemplo el agujero de la capa de ozono. Primera pregunta, ¿afectan estos fenómenos a que se formen más o menos huracanes? Segunda pregunta, si la respuesta es sí, ¿cuánto afectan? Y, para terminar, si afectan y sabemos cuánto afecta, que niveles tendrán estos tres efectos en 10, 20 o 50 años. Como veis está plenamente justificado el debate científico que hay en la actualidad sobre el efecto del cambio climático (y otros impactos de los humanos) sobre la cantidad de huracanes que se formarán en el futuro. En el post anterior dejaba dos links con numerosas referencias al respecto.

El caso es que después de escribir ese post, he dedicado mucho tiempo a pensar si debo seguir o no. El cambio climático siempre ha estado en mis pensamientos desde hace muchísimos años. En estos momentos es la razón por la que estoy tan interesado en eficiencia energética en general, y en particular en los coches. Lo que me retenía a tratar el tema es la abundantísima documentación de calidad publicada. Pero lo que ha inclinado la balanza es pensar en mis hijos. No tenemos derecho a dejar a nuestros hijos un mundo peor del que hemos recibido de nuestros padres. Pensaba ingenuamente que el mundo reaccionaría en bloque como reaccionó por ejemplo contra el agujero en la capa de ozono, pero no, los acuerdos de París de 2015 fuerons insultantemente insuficientes, además después de tres años no se están cumpliendo los compromisos fijados. Y mientras tanto el mundo calla y mira para otro lado, y como decimos en España el que calla otorga.

Por eso me voy a sumar a las numerosas voces que denuncian y explican lo que está pasando. Seguro que no seré ni la voz más docta, ni el mejor comunicador, pero toda ayuda es poca, y es lo que me dicta mi conciencia.

Atentamente,
Rafael Martínez

13 oct. 2018

POR QUÉ NO PODEMOS ACUSAR AL CAMBIO CLIMÁTICO DEL HURACÁN MICHAEL, PERO SI A TRUMP DE UN GOBIERNO INDECENTE

Fijaros que fácil es construir una argumentación sesgada sobre el último huracán que ha azotado el Atlántico:

Cuanto sueltas una pelota en el aire no esperas que levite o salga volando, esperas por el contrario que sea atraída por la tierra, y además con una fuerza que obedece a una constante universal llamada G. Ya lo entendimos hace muchos años gracias al gran Newton. Por el mismo motivo cuando tiene una enorme masa de agua muy caliente en cualquiera de los mares próximos al ecuador (puede incluso ocurrir en mares tan alejados del ecuador como el Mediterráneo) y se combina con un aire más frío entonces tarde o temprano se formará una depresión tropical, y a veces esa depresión alcanzará el grado de tormenta tropical, y algunas veces alcanzará el grado de ciclón tropical. En el Atlántico los ciclones se llaman huracanes, y en el sudeste asiático tifones, pero es lo mismo, y se pueda dar en otras partes del globo, incluido el hemisferio sur. Los ciclones como fenómenos físicos que obedecen a leyes físicas tienen un funcionamiento predecible. Sabemos que girarán en el sentido correspondiente a la aceleración de Coriolis, por eso giran en sentido diferente según el hemisferio y por eso no se forman justo sobre el ecuador. También sabemos que los impulsa el calor de la superficie del agua del mar cuando acaba el verano y la atmósfera empieza a enfriarse, por eso la temporada de ciclones en el hemisferio norte comprende desde el verano hasta el otoño (varía según la zona del globo). Por tanto, sabemos que el cambio climático aumentará la intensidad de los ciclones y esto es un problema, porque los ciclones son devastadores para los humanos, principalmente por 3 motivos:
  1. Cerca del ojo del ciclón se producen vientos muy intensos. El centro Nacional de Huracanes de EEUU desarrolló una escala denominada Saffir-Simpson en honor a sus creadores que se ha impuesto para clasificar a los ciclones.
  2. Lluvias torrenciales. Y en el caso de los grandes ciclones no sólo puedes ser extremadamente intensas (los ciclones acaparan varios récords mundiales), sino que además pueden abarcar zonas muy extensas.
  3. Marejadas ciclónicas. Cuando el viento sopla sobre muchos kilómetros de mar se generan perturbaciones que van creciendo, y pueden formar olas que romperán contra la costa. Cuando se dan las condiciones adecuadas de viento y geometría de los fondos las olas pueden ser enormes, como la famosa ola que se forma en el pueblo de Nazaré en Portugal. Pero muchas veces el tamaño de las olas no es el gran problema de los ciclones, el problema de los ciclones es que el nivel del mar puede aumentar, y puede aumentar mucho (por ejemplo, en el caso del huracán Katrina hasta 9 metros). En este link de la Wikipedia se explica el fenómeno, que es diferente a las olas normales, que afectan poco al nivel medio del mar.
El público se obsesiona con la intensidad de los huracanes en la escala Saffier-Simpson, pero la historia demuestra que lo que más personas mata son los las marejadas ciclónicas, que se agravan por las lluvias torrenciales. Y como gran parte de la población mundial tiene la costumbre de vivir cerca del mar o en zonas bajas como la rivera de los ríos, la cantidad de personas que pueden verse afectados es enorme.

Por cierto, no puedo dejar de comentar de donde viene mi fascinación por los huracanes. Básicamente se debe a la siguiente página web en inglés: National Hurricane Center, que es excelente. Viendo esta web se entiende que el fenómeno de los huracanes es muy frecuente, pero pocos huracanes de gran intensidad alcanzan zonas pobladas. Estos días no he podido dejar de seguir la evolución del huracán Michael, y aunque esté a miles de kilómetros puedo entender la frustración que hay detrás de las estadísticas que saldrán en los próximos días en los periódicos sobre número de muertos o personas damnificadas.

Hasta aquí todo lo que he contado parece pura física. El clima del planeta sufre un calentamiento extraordinariamente acelerado (a escala geológica) causado principalmente por los humanos y uno de sus efectos que costará muchas vidas es el aumento de la intensidad de los ciclones.

¿Qué falla en lo que he comentado? Lo que he contado es absolutamente cierto, pero he omitido un punto crucial. Así como el movimiento de una pelota es fácil de predecir, la predicción del número e intensidad de los ciclones en el futuro como consecuencia del cambio climático es una ardua tarea, y pequeños cambios en los modelos utilizados o las condiciones de contorno del modelo afectan enormemente a los resultados. Y los resultados que obtengamos siempre serán estadísticos. Por eso en estos momentos parece que tanto las observaciones como los modelos matemáticos predicen con buena confianza que:
  • Aumentarán las precipitaciones en los ciclones, porque un aire más cálido transporta más agua.
  • Aumentará el impacto de las marejadas ciclónicas porque el nivel del mar subirá con seguridad (salvo obviamente algunos mares casi cerrados en los que se evitará la subida del nivel del mar mediante la construcción de diques, a destacar el caso del mar Mediterráneo y sus dos mares contiguos, el mar Negro y el mar Rojo).
Los modelos y las observaciones predicen con razonable confianza que aumentarán los ciclones de mayor intensidad.

Sin embargo, todavía no hay consenso en lo más importante: si aumentará o disminuirá el número de ciclones y no hay ningún rigor en relacionar un único huracán con el cambio climático, por tanto, acusar al cambio climático del huracán Michael no tiene suficiente fundamento (al menos de momento). Si alguien quiere profundizar sobre este tema os dejo dos links en inglés que incluyen una enorme lista de referencias que podéis leer: la Wikipedia y el GFDL.

En cambio, entender lo que es el efecto invernadero y que los niveles del mar subirán con certeza es mucho más sencillo, y en estos momentos es una evidencia científica, como también lo es que el ser humano es el principal responsable. Puedo entender que una persona con una formación básica pueda tener dificultades para seguir las leyes físicas y sus consecuencias en estos temas, pero no puedo entender que cualquier persona con formación científica (aunque sea en una universidad de provincia de cualquier país del mundo) sea incapaz de entenderlo. De hecho, apuesto que podría conseguir que lo entendiera una persona con una buena formación secundaria.

Y este es la tesis que quiero plantear en este post, tenemos en estos momentos un gobierno indecente en Estados Unidos que a sabiendas niega el fenómeno del cambio climático y sus consecuencias.
NOTA: Ojo, que nadie interprete este post como una insinuación de superioridad moral. Para muestra un botón de comportamiento indecente en mi país. En estos momentos el presidente de gobierno es Pedro Sánchez. El Sr Sánchez tiene el grado de doctor con una tesis por lo que parece mediocre en la que ha copiado algún párrafo de diversas fuentes sin citarlas convenientemente, la oposición lógicamente ha utilizado la situación para desgastar al gobierno. Entonces ¿dónde está la indecencia? Pues la indecencia está que el líder del principal partido de la oposición, Pablo Casado, obtuvo su grado de master regalado (no es doctor). Y el argumento del Sr Casado ante las evidencias que hay sobre su caso es una especie de postverdad jurídica, como los tribunales no me ha condenado a mi yo no soy culpable, aunque el hecho de que le han regalado el master sea cierto.

¿Por qué hablo del gobierno del señor Trump y no de otros gobiernos igual o más indecentes? Por las consecuencias. A otros gobiernos solo lo sufren sus países. El cambio climático lo sufrimos todos, y sobre todo la población más pobre del planeta; y más aún las generaciones futuras. Ambos grupos indefensos y sin voz. Y lo que diga el país más poderoso e influyente del mundo desde los años 40 del siglo pasado, que además es uno de los más grandes en cualquiera de las métricas que queráis utilizar, y que además es el país históricamente más contaminante, importa y mucho.

Para que os hagáis una idea de lo que estamos hablando: un ciudadano de EEUU emite dos veces y medias más CO2 que un español, pero a su vez un español emite dos o tres veces más CO2 que países menos ricos como India, Indonesia, Brasil, Egipto, Vietnam o Pakistán.

Sigamos con mi tesis. El sistema político de EEUU como tantos otros en Occidente es bicameral, como 100 senadores y 435 house representatives que en español serían diputados, pero llamaré por la traducción literal de representantes. una de las cosas maravillosas de Estados Unidos es que adoran las estadísticas y proporcionar información al contribuyente. En particular he buscado la formación académica de estas personas.

Otro dato por todos conocidos, la mayoría de las mejores universidades de mundo están allí, la lista es interminable: MIT, Stanford, Harvard, Caltech, Berkeley, Princeton, Columbia, Yale, las diferentes sedes de la Universidad de California, Chicago, y la lista sigue.

Y la pregunta es, ¿dónde han estudiado los representantes y senadores de EEUU? La respuesta no os va a sorprender: primero, la mayoría tiene grado universitario. Segundo, una parte importante han ido a las universidades más prestigiosas del país independientemente del color político. Podéis consultar diversos estudios al respecto, o también podéis consultar la información directamente en el congreso. Pinchas en la pestaña de members, eliges el senador o representante que quieras, pinchas en biography y podrás saber en qué universidad estudió.

Y el razonamiento que hago es el siguiente, puedo creer que un señor como Donald Trump, que sólo ha cursado estudios en una universidad de negocios, sea suficientemente estúpido para no entender el cambio climático y sus efectos confirmados, pero no puedo creer que una parte significativa de los senadores y representantes no sean suficientemente inteligentes y formados para entender lo que está pasando (y eso sin mencionar los asesores expertos).

Fijaros que si lo anterior fuera falso, significa admitir que las mejores universidades del mundo no funcionan, porque lo que comento está absolutamente admitido por la comunidad científica, y si las universidades no enseñan el método científico entonces mejor las cerramos.

Y aquí es donde termina mi argumentación, si un senador o representante (típicamente del partido republicano) apoya las tesis negacionistas del cambio climático o simplemente mira para otro lado está actuando en muchos casos de manera indecente, al negar la verdad por intereses partidistas. Y no porque esté traicionando a su país y al resto del mundo, sino porque está traicionando a sus hijos, nietos y bisnietos (hayan o no nacido), que no tienen ni voz ni voto, pero son los que sufrirán las consecuencias del cambio climático en toda su extensión, salvo que los adultos de hoy hagamos algo para evitarlo.

Así de triste es, cuando tienes enfrente a un negacionista del cambio climático (y sus efectos confirmados) o bien es un ignorante o bien está actuando de manera indecente. Máxime cuando sabemos que el cambio climático ya ha empezado, de hecho, tanto las temperaturas promedio como el nivel del mar no paran de subir, el problema es que ahora sólo estamos viendo la punta del iceberg. Como sea de malo en el futuro depende de nuestras acciones.

4 oct. 2018

EL MOTOR COHETE I - REVISIÓN HISTÓRICA

...Primer post de la serie que inicié en este post.

Como veremos el motor cohete es un motor absolutamente desastroso abocado a desaparecer. Lo traigo al blog por 3 motivos:
  • Primero porque es el primer motor que desarrolló el ser humano.
  • Segundo porque es el motor que permitió al hombre asomarse al universo.
  • Tercero porque es un motor extraordinariamente sencillo tanto como concepto, como sistema muy fácil de modelizar en términos matemáticos.
Y también porque es un motor que le tengo especial cariño. Todo empezó en la antigua China hace aproximadamente mil años. A alguien se le ocurrió llenar un trozo de bambú con pólvora, lo único que necesitaba el cohete para funcionar era que fuera estable. Y la solución fue sencilla, añadirle una varilla larga y fina, para que el centro de gravedad estuviera por debajo de la tobera, y ya tenemos el cohete pirotécnico que ya ha llegado a nuestros días:
Pero este diseño conseguía un empuje reducido porque los gases de escape no podían superar la velocidad del sonido, y solo encontró uso en los fuegos artificiales y en alguna aplicación militar. Pero como arma el cohete de pólvora competía a duras penas con su primo el cañón de pólvora, que revolucionó la guerra y aún hoy en día es la base de todas las armas de fuego.
Hubo que esperar a que a finales del siglo 19 el inventor sueco Gustav de Laval encontrara la solución al problema: la tobera convergente-divergente. Y con este sencillo descubrimiento el motor cohete se convirtió en el motor más sencillo y de mayor rendimiento térmico de cuantos existen. (Lo veremos en detalle más adelante).

Unos años después se empezó a teorizar sobre el uso de cohetes para viajar al espacio, mención especial merece la contribución teórica del ruso  Konstantin Tsiolkovsky. Varios pioneros desarrollaron motores cohete, siendo el norteamericano Robert Goddard el primero que sustituyó los explosivos sólidos como la pólvora por combustibles líquidos. Lo cual obliga a llevar un oxidante para impulsar el cohete, ya que los cohetes no toman oxígeno de la atmósfera para conseguir la combustión. La pólvora como cualquier explosivo lleva en su composición componentes que actúan de oxidante, pero si utilizas para la combustión un combustible como el queroseno o el hidrógeno necesitas un oxidante como el oxígeno para conseguir la combustión.

Por aquella época el alemán Fritz Opel (fundado de la casa de coches con el mismo nombre) fabricó una serie de prototipos de coches impulsado por motores cohete, en particular el Opel RAK 2 que os muestro en la siguiente foto gentileza de Opel:


El RAK 2 alcanzó en 1928 una velocidad de 238 km/h, que fue récord del mundo del momento.

Pero no sería hasta los años 30 que Alemania empezaría a desarrollar auténtico motores cohete potentes. Y un ingeniero destacó especialmente: Wernher von Braun. Y el fruto de toda esta investigación fue el cohete balístico V2:


Os resumo sus características principales (podéis encontrar toda la información adicional que queráis en Internet):
  • Propulsado por combustible líquido: etanol (con algo de agua) y oxígeno líquido.
  • Altitud de 206Km (en lanzamiento vertical). Esa altura corresponde a la última parte de la atmósfera, lo que se conoce como termosfera o ionosfera, y prácticamente se puede considerar como el espacio, ya que corresponde a las órbitas más bajas factibles para un satélite.
  • Velocidad máxima 1,600 m/s lo que le convertía en el primer vehículo claramente supersónico.
  • Sistema de guiado automático mediante aletas controladas por giróscopos. La precisión era modesta, del orden de kilómetros, pero no se puede pedir más en los inicios de la navegación inercial.
  • Un sistema de turbobombas para inyectar los propergoles en la cámara de combustión. Esta parte es probablemente la más compleja y revolucionaria de un V2, la solución técnica elegida es una turbina Walter de 720HP. Esta turbina se impulsa por vapor de agua a alta temperatura. Para generar el vapor este tipo de turbina utiliza la descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno (H2O2, es decir agua oxigenada, sólo que el agua oxigenada que te venden en la farmacia tiene una concentración del 3% de peróxido).
  • Tobera refrigerada por los propergoles. Para el V2 se utilizaba en concreto el etanol.
  • Peso total 14500Kg, con una carga útil de 1000Kg.
Afortunadamente para los aliados el V2 llegó al final de la guerra, en septiembre de 1944. No obstante, los Nazis tuvieron suficiente tiempo para lanzar varios miles de V2 sobre los aliados, y debido a su velocidad supersónica no había medios para derribarlos, ni siquiera las víctimas podían oír como se aproximaba.

Al terminar la guerra los numerosos V2 sin lazar, y el equipo técnico que los desarrolló y fabricó fueron celosamente confiscados y expatriados por las principales potencias aliadas. A saber: Los Estados Unidos de América; La Unión Soviética; Reino Unido y Francia. Ayudando y facilitando enormemente la conquista del espacio como veremos en el siguiente post.

Continuación...