miércoles, 23 de diciembre de 2015

El factor "envase" en el proceso de compra.

Muy buenas!

Esta vez os voy a hablar de algo que es tan común y cotidiano que la mayoría de vosotros no os habréis parado a pensar. Se trata del envase de los productos. Aunque parezca un tema poco importante, existen más de 3500 estudios que tratan del envase de los productos alimenticios, y está creciendo de modo exponencial. ¿Y por qué es tan importante? Simplemente porque el diseño puede generar fortunas o grandes pérdidas de dinero. Analicemos un poco el diseño del envase.

Pero antes de entrar en el tema, quiero que veáis las siguientes siluetas de botellas y quiero que reflexionéis brevemente sobre ellas e intentéis adivinar a qué tipo de bebida puede ser cada una. Si no lo sabéis no os preocupéis porque no es tan fácil, pero seguro que os sorprenderéis cuando veáis a qué producto corresponden (al final del post están las respuestas).





En primer lugar es necesario definir lo que es un envase o al menos saber para qué es útil, y para ello os haré una serie de preguntas: ¿Cuáles creéis que es la funcionalidad de un envase? ¿Facilita su facilidad de identificación? ¿Llama la atención de los consumidores? ¿Sirve para promocionarlo? ¿Sirve hacer pensar a los consumidores que es un buen producto? Y en ese caso, ¿para engañar al consumidor?... Pues sí, todo eso es cierto, pero ninguna de esas características son las esenciales de un envase. El envase sirve para contener y proteger el producto, facilitar su uso y facilitar su almacenamiento. Imaginaos lo importante que es el envase en nuestro mundo, tan importante creo que un envase es, que pienso que es uno de los grandes inventos de la humanidad, no me imagino el mundo sin envases. 

Un estudio en Sudáfrica (Govender, J., 2015) muestra claramente la opinión que tiene la gente del envase. El estudio consiste en una encuesta, en la que se plantea una serie de afirmaciones y los encuestados tenían que valorar la afirmación de 1 a 5 según lo desacuerdo o acuerdo que están (1=Muy desacuerdo, 3=Neutral, 5=Muy de acuerdo). En la siguiente tabla se muestran los resultados:

Afirmación
Resultado
El envase es un intento de vender un producto
3,32
El envase proporciona suficiente información cuando compras un producto
3,66
El envase hace fácil diferenciar entre unas marcas y otras
3,75
El envase ayuda a la fidelización de una marca
3,63
El color  del envase  atrae el interés
3,12
El envase sirve principalmente para  proteger el producto
2,71
El envase actúa como un “vendedor silencioso”
3,92
El envase puede decepcionante
3,73


Ahí se recogen muchas de las otras características que el envase ha ido adquiriendo en los últimos tiempos, los resultados hablar por si solos, pero hay destacar que la mayoría de la gente no cree que el envase sirva para proteger el producto, siendo una de las características principales. Pero no quiero hablar aquí de las propiedad protectora del envase, sino las que intervienen en el marketing.

Actualmente tenemos un mercado basado en el autoservicio, donde miles de productos se exponen en estantes y donde nosotros debemos elegir unos pocos de entre las miles de posibilidades que nos ofrecen y es aquí donde cobra importancia el envase del producto. Cada envase actuará como un pequeño vendedor que nos informará de algunas de las características del producto (caro, de calidad, barato, natural, artesanal…). Según la forma del empaquetado, de las ilustraciones, colores, formas, tipo de letra y otras muchas características, nos hará que, en un instante, nos formemos una opinión de ese producto y así elegiremos uno u otro. Por ejemplo cuando buscamos algún producto barato, como cualquier producto de marca blanca, sin querer vamos buscando un diseño simple y de color mayoritariamente blanco. Cuando buscamos un producto natural, sin querer buscamos el verde (porque es el color del campo, de la hierba fresca y de los árboles). Y si queremos un producto caro, buscamos colores oscuros y letras doradas. De alguna manera, en ese estante de miles de productos, hay señales que nosotros buscamos y localizamos para comprar. Así mismo se intenta aprovechar este hecho para conducirnos a la compra de un producto concreto y no otro de la competencia. Y justo aquí, la ciencia entra en juego.

Es muy interesante el tema de los productos caros, por eso vamos a ver el caso de un producto concreto. Si yo os preguntara por el mejor turrón del mundo o por el más caro, seguro que muchos me responderíais que el turrón 1880 y todos os equivocaríais, porque ni es el mejor ni es el más caro, de hecho, según está lista ni siquiera está entre los 10 mejores y tampoco es más caro que esos. Pero la caligrafía con la que está escrita el “1880” nos hace sentir que se trata de un turrón muy antiguo, con mucha tradición y además se asemeja a lingotes de oro, lo que, sin nosotros quererlo, nos hace pensar en calidad. Y además tiene un eslogan genial: “el turrón más caro del mundo”. En el siguiente video se muestra en el anuncio.


https://www.youtube.com/watch?v=4aXQ7N7AKZM

Aunque se salga un poco del tema de este post, fijaos en todas esas imágenes de personas triunfadoras, guapas, bien vestidas y peinadas, en sus áticos de lujos, con relojes y joyas espectaculares y lo que último que se muestra es el turrón, por supuesto. A todo esto se le viene llamando neuromarketing.

Retomando el tema de los envases, me gustaría resumir un artículo que me gusta mucho y que resumen muy bien cuáles son nuestras preferencias a la hora de elegir un producto u otro cuando estamos comprando (Ampuero y Vila, 2006). En este estudio se lleva a cabo una encuesta en la que los encuestados se les mostraba unas imágenes y tenían que opinar según una serie de calificativos, caro, barato, elegante, accesible, patriota… y al final se llega a una serie de conclusiones. Por ejemplo un producto caro, de calidad, dirigido a la alta sociedad debe ser de colores fríos y oscuros (principalmente negro) letras en Italica y en negrita , con líneas rectas verticales.

Producto de alta calidad. Fuente: Amazon.com

Los productos accesibles, están diseñados con colores blancos, con letra Sans serif, con líneas horizontales, círculos, curvas, ondas… (recuerda mucho a los productos de marca blanco o de distribución).

 
Producto accesible. Fuente: carrefour.com

Otro estudio parecido a este (Fiszman, Ares y Valera, 2011), se mostró las siguientes imágenes:

Fuente: Fiszman, Ares y Valera, 2011


E igual que en el estudio anterior, se hizo una encuesta y la encuesta se enseñaban yogures con las etiquetas anteriores y tenía que elegir adjetivos para cada uno, según la sensación que les producía. El resultado es el siguiente:

·         La imagen A fue asociada con un producto natural, hecho a mano.
·         La imagen B fue asociada con un yogur con aroma a flores e infusiones y una textura suave.
·         La imagen C fue asociada con calificativos referentes a la textura.
·         La imagen D fue asociada con un yogur probiótico.
·         La imagen E fue asociada con un producto dietético.
                                                                                                                                                
¿Conoces algún yogurt dietético y probiótico? ¿No os recuerda a algo las imágenes D y E? Fijaos en la siguiente imagen:

Fuente: flickr.com


Precisamente este logo, surgió a partir de este estudio. Se invirtieron 46,9 millones de € en publicidad y se convirtió en el producto más vendido de la marca. Es increíble hasta qué punto puede funcionar el “neuromarketing”.

No sólo el etiquetado es importante, también la silueta del envase. Esto se trata en otro artículo (Arboleda y Arce-Lopera, 2015), donde se trata de averiguar hasta que punto podemos relacionar la silueta de una botella con el contenido y trata de averiguar que silueta es la más adecuada para cada tipo de bebida. Al principio del post os preguntaba por la silueta de unas botellas (precisamente obtenidas de este artículo) y aquí está el resultado:






La primera corresponde con una bebida para deportistas, la segunda una botella de agua (esta imagen no aparecía en el artículo, decidí introducirla yo mismo) y la tercera es la clásica botella de CocaCola. Puede que no hayáis sabido que bebida era cada silueta de botella, pero al menos os resultó familiar. Esa relación mental, “forma de la botella-bebida”, es la que se encarga de buscar una botella de agua entre miles de botellas distintas, seleccionando y acotando en base a la forma del envase (y también de los colores y muchos más factores).

Y hay muchísimo más de lo que se puede hablar sobre esto, pero creo que es suficiente por hoy. Como siempre, muchas gracias por leer el post, espero que os haya resultado interesante. Posiblemente en el futuro añada en forma de anexo, alguna cosa más que recientemente descubra y que me parezca que pueda ser de interés para vosotros. Cualquier comentario, pregunta o lo cualquier cosa, será bien recibida.

Muchas gracias.



 Fuentes:


AMPUERO, O. and VILA, N., 2006. Consumer perceptions of product packaging. Journal of
Consumer Marketing, 23(2), pp. 102-114.
ARBOLEDA, A., and ARCE-LOPERA, C., 2015. Quantitative analysis of product categorization in soft drinks using bottle silhouettes. Food Quality and Preference. 45 1-10.
BLOCH, P., 1995. Seeking the Ideal form: Product Design and Consumer Response. Journal of Marketing. Pg 16
GOVENDER, J., 2015. Packaging as a promotional tool for fast moving consumer goods. Corporate Ownership % Control. Pg 639
PIQUERAS-FISZMAN, B., ARES, G. and VARELA, P., 2011. Semiotics and perception: Do labels
convey the same messages to older and younger consumers? Journal of Sensory Studies, 26(3),
pp. 197-208.


jueves, 3 de diciembre de 2015

El Misterio de la Moneda Suspendida en Agua


Muy buenas! 

Hoy vamos hablar de la tensión superficial. Comencemos con una imagen:

Moneda posada sobre la superficie del líquido


¿Por qué pasa esto? Os aseguro que no es ningún truco, la moneda es real (de metal, como cualquier peseta antigua) y el agua es totalmente corriente. Tampoco hay que tener ningún tipo de habilidad especial para colocar la moneda de esa manera. Eso pasa porque “la ciencia lo permite”. La tensión superficial es la encargada que aguantar la moneda en la superficie del agua. Habréis escuchado muchas veces lo de la tensión superficial, parece que si hay agua de por medio en algún fenómeno, la tensión superficial estará implicada. Y lo cierto es que la tensión superficial del agua es enorme y gracias a ella, se dan sucesos curiosos como este. Sé que muchos de vosotros no os lo creéis, que es un truco, así que a lo largo de este post intentaré convenceros.

Lo primero es definir la tensión superficial: es la energía que hay que aportar a un líquido para aumentar su superficie. Es decir que la superficie de cualquier líquido presenta una resistencia a ser deformada. El hecho de que el agua forme gotas es debido a la tensión superficial, ya que la tensión superficial tiende a disminuir el área y la esfera es la forma geométrica que presenta un mayor volumen por unidad de superficie.

A mí siempre me ha resultado difícil entender esa definición e interpretarla, así que para entender bien este fenómeno, echemos un vistazo a nivel molecular. La siguiente figura representa moléculas de agua:


Cada círculo representa una molécula de agua y las flechas negras representan fuerzas. Como todos sabemos, el agua es líquida y lo es porque existen fuerzas que mantienen las moléculas unidas, y eso es precisamente lo que representan las fechas: las fuerzas que unen moléculas. En el seno del líquido, cada molécula presentan fuerzas en todas las direcciones, resultando una fuerza neta de cero. En la superficie del líquido, al no haber moléculas por encima, sólo existen moléculas a los lados y hacia abajo y esto hace que las moléculas se mantengan unidas unas a otras y hacia abajo. Si quisiéramos sacar una molécula de la superficie, la tensión superficial ofrecería una resistencia, si quisiéramos “empujar las moléculas hacia dentro” también ofrecería una resistencia. En general, cualquier cambio que aumente la superficie del líquido, la tensión superficial se opondrá.

Veamos con ayuda de un dibujo, qué pasa a nivel molecular cuando coloco la moneda encima del agua:






Al colocar la moneda encima de la superficie, los enlaces de las moléculas se estiran sensiblemente, pero se mantienen unidas. Esas fuerzas son los suficientemente fuertes para aguantar el peso de la moneda sin romperse. ¿Realmente son lo suficientemente fuertes para aguantar el peso? Pues veámoslo con "números".

La tensión superficial del agua a 20⁰C es 0,073 N/m(ó J/m) y la tensión, en este caso para la generada por la moneda, tiene la siguiente expresión:


ϒ=Tensión, N/m
F=Fuerza peso (que es función de la masa de la moneda), N
l=perímetro de la moneda, m
ΔX=Desplazamiento ocasionado hacia abajo en la superficie del agua, m
ΔS=Superficie de la deformación ocasionada, m2

Es posible calcular la tensión que ocasiona la moneda en la superficie del agua. Para ello, hay que tener en cuenta las siguientes características:

·         La moneda pesa 1,16 gramos así que si multiplicamos por la fuerza de gravedad tenemos la fuerza peso:


·         El desplazamiento vertical que genera la moneda al posicionarse en el agua es de 2 mm


·         La superficie del agua deformada que se produce al posicionarse la moneda en el agua se calcula teniendo en cuenta, el perímetro de la moneda y la geometría de dicha deformación. Haciéndolo de la manera más exacta posible (pero siempre cometiendo algún tipo de error al medir) es:

Con esto tenemos que la tensión superficial generada por la moneda es la siguiente:


Como veis, la tensión generada por la moneda es menor que la tensión superficial del agua, así que por tanto, el agua es capaz de aguantar la moneda en la superficie. 

Si se sobrepasa la tensión superficial del agua, por ejemplo con una moneda demasiado pesada, la moneda se hundirá. Para explicar cómo pasa esto, miraremos otra vez a nivel molecular



Si la moneda pesara demasiado, las fuerzas que mantienen unidas a las moléculas de agua se romperían y dejarían paso a otras moléculas de agua del seno del líquido y muchas de estas se colocaría encima de la moneda, dejándola sumergida. Como la densidad de la moneda es mayor que la del agua, se hunde y se deposita en el fondo.

Para saber si la tensión superficial del agua es alta o baja tenemos que comprarla con otros fluidos.

Tensión superficial de distintos líquidos


Podéis ver que el agua tiene una tensión superficial mucho más alta que lo demás fluidos. En la naturaleza este hecho es muy importante. Por ejemplo hay animales que viven encima del agua, como este insecto que tantas veces hemos visto en un río o incluso en nuestra piscina:


Gerris lacustris

La imagen siguiente muestra un clip, que también se mantiene en la superficie del agua.


Clip posado en agua

Me gusta esta imagen, porque se ve como la superficie del agua se deforma hacia dentro, como si se tratase de una cama de algodón súper blanda. Al igual que el clip o la moneda otros muchos objetos pueden flotar, alfileres, cuchillas de afeitar, ciertas arandelas…

Os animo a que lo intentéis en casa, podéis intentarlo con una moneda. Si después de varios intentos, la moneda no se queda en la superficie del agua, no os extrañéis, porque la moneda seguramente será muy pesada. También podéis probar con clips o alfileres, que nunca dan fallo (utilizad un tenedor para ayudaros).

Y con esto doy por finalizado el post. Espero que os haya quedado un poco más claro lo que es la tensión superficial y cómo funciona. Espero vuestros comentarios, sugerencias, preguntas y cualquier apunte.

Un saludo! Gracias por leer!!

Fuentes:

es.wikipedia.org
www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/tension/introduccion/introduccion.htm
www.flickr.com

martes, 24 de noviembre de 2015

¿La Vida? Una pregunta sin solución

¿Qué es la vida?

Esta pregunta puede parecer sencilla de responder, pero no lo es. De hecho esa pregunta lleva atormentando a biólogos, filósofos y teólogos durante siglos. La vida no es algo tangible que se pueda tocar o ver, no un trozo de hierro, del cual sabemos su peso, densidad, estructura y otras muchas propiedades. Además hay ciertos fenómenos de la naturaleza que cumplen con ciertas características de la vida (como veremos más adelante), pero que de ninguna de ellas lo es. Podemos distinguir entre lo que está vivo y lo que es inerte. Nuestra mascota, las bacterias o los líquenes están vivos y que las rocas o el fuego no. Pero mucho cuidado, saber distinguir entre lo que está vivo y lo que no, no implica que sepamos definir las características de la vida.

Fuente: pixabay.com


Veamos cuales son las características principales de la vida.
  • Los organismos vivos nacen.
  • La vida se replica: Es la estrategia que tiene la vida para sobrevivir y perdurar.
  • Los organismos vivos crecen: Los perros crecen, los árboles crecen. Parece una característica de la vida.
  • La vida se alimenta para generar energía y poder realizar todas las funciones vitales.
  • Las cosas vivas excretan materia que ya no necesitan.
  • La vida además tiene un sistema para almacenar información, necesaria para pasar la información de una generación a otra.
  • La vida evoluciona a lo largo del tiempo adaptándose al medio.
  • Los organismos vivos finalmente mueren.

Fuente: flickr.com
Pero a veces las cosas no son tan sencillas como parecen. Existen fenómenos en el mundo “no biológico” que cumplen algunas de esas características. Por ejemplo un tornado tiene una forma compleja, es un gigantesco embudo de aire, que sopla en espiral hacia arriba y tiene un comportamiento muy difícil de prever. La extremada organización de un cristal de pequeño tamaño, puede crecer hasta enormes cristales (como la geoda de Nica, que tiene cristales de metros de longitud). Los ordenadores pueden replicar información, incluso hoy en día tenemos programas que evolucionan por sí mismos, aprenden de sus propios errores adquiriendo complejidad en el tiempo. Una estrella nace, crece, se reproduce (o más bien propicia el nacimiento de otra) y muere.
Fuente: pixabay.com

El fuego es capaz de metabolizar materia orgánica para alimentarse y obtener energía para propagarse. De hecho la reacción química es exactamente la misma que la que ocurre en nuestro propio cuerpo, en las células concretamente (oxidando materia orgánica). El fuego se alimenta y también excretan (cenizas, CO2…), se mueve y muere. Pero el fuego no es un organismo vivo.

Pero el tema se complica un poco más. Hay ciertos seres vivos que les falta alguna de las anteriores  funciones vitales, como los virus. Los virus no son capaces de reproducirse por ellos mismos, necesitan de una célula para replicarse. ¿Pero esto significa que los virus no son organismos vivos? Pues hay algunos científicos que piensan que no se podrían considerar como organismos vivos. Otro caso mucho más llamativo, es el mulo, que es el animal resultante del cruce de una yegua
y un asno. La mula o el mulo, no puede reproducirse, pero nadie pensaría que un mulo no es un ser vivo. Y como el mulo hay muchos otros híbridos estériles entre dos especies diferentes, como el ligre (híbrido entre un león y una tigresa) o el cebroide (híbrido entre una cebra y un équido).


Fuente:wikipedia.com


Entonces, hay casos en el mundo “no biológico” que cumplen ciertas características de los seres vivos y hay seres vivos que no cumplen todas las características de la vida, incluso la más básica, que es morir (recordad la Turritopsis nutricula de mi primer post, o ciertas células que tampoco mueren). En mi opinión, está claro que esa definición no es válida; no puede servir para algunos y no para otros y mucho menos aplicarse a sucesos “no vivos”. Esto ocurre porque la definición de vida es solo una definición humana y por mucho que intentáramos afinar en la definición seguiría siendo humana y lo único que haríamos es aplicar nuestra experiencia (y nuestra experiencia es aún bastante limitada).


Las dudas que surgen observando la tierra son enormes, así que imaginaos toda una vía Láctea o todo el universo. Solo en la vía Láctea se estima que existe entre 200 y 400 millones de estrellas y cada una con su posible sistema solar y con sus propios planetas orbitando y en cada planeta, sus propias peculiaridades. La definición de vida nos viene grande. El ser humano lleva tiempo intentando averiguar si existe o no vida en otros planetas, y es curioso que estemos buscando vida en otros planetas cuando no sabemos lo que es la vida, así que en realidad estamos buscando algo que se parezca a lo que conocemos o simplemente algo "extraño". 

Leyenda: flickr.com

Pero cuidado con pensar que nunca lo sabremos, como viene pasando a lo largo de la historia, lo que antes parecía imposible, hoy nos parece algo cotidiano. Seguro que algún día se resuelve este misterio, aunque pasen siglos para ello.

¿Vosotros que pensáis? No quiero dejar cerrado este tema, me gustaría saber vuestras opiniones. Este tema se puede abordar desde muchos puntos de vista, biólogico, químico, filosófico…y cada uno de ellos enriquecería enormemente este post.


Muchas gracias! Hasta la próxima!

Fuentes:


  • Vida en el universo. Una introducción a la astrobiología. Lewis Dartnell. Ed. Alianza.
  • Astrobiología. Sobre el origen y evolución de la Vida en el Universo. Álvaro Giménez, Javier Gómez y Daniel Martín. Ed. Catarata
  • wikipedia.com


miércoles, 18 de noviembre de 2015

¿Diesel o Biodiesel?

Hola.

La idea de este post surge a partir de la sugerencia de algunos de vosotros, para intentar responder algunas de las preguntas que os han surgido. Hoy os quiero hablar del biodiésel y quiero hacer una comparación con el diésel tradicional. Por supuesto, no puedo hablar sobre todo lo relacionado con estos combustibles, pero estaré encantado de resolver dudas o cuestiones que me planteéis, así como ampliar información de algún tema concreto.

Bien, pues empecemos!

El biodiésel es un combustible que se obtiene a partir de aceites vegetables y grasas animales, siendo el aceite de girasol, de colza, de soja, de coco y de palma, son los más utilizados para producir biodiésel. 

Fuente: www.flickr.com. Campo de cultivo de colza que tan familiar nos resulta.

Por tanto, es un combustible de origen vegetal que muchos consideran como renovable.
La reacción que se produce es una reacción de transesterificación, en la que los triglicéridos reaccionan con un alcohol de cadena corta:




Como veis en esta reacción, el triglicérido (el aceite vegetal) reacciona con el alcohol y produce biodiésel (éster metílico) y glicerina (que tiene innumerables usos en la industria alimentaria). Aproximadamente cada kilogramo de aceite vegetal, se obtiene un kilogramo de biodiésel. La glicerina es un producto con muchas utilidades y esto es un hecho que hay que destacar porque no se genera ningún subproducto, lo cual no genera ningún residuo y no se produce ningún tipo de vertido perjudicial para el medioambiente. Y esto es la primera ventaja del biodiésel.

Pero, ¿qué más ventajas presentan el biodiésel? Hay muchas ventajas y en mi opinión la más importante es la significativa reducción de la contaminación que supone utilizar biodiésel con respecto al diésel convencional, porque es importante señalar que el diésel es el combustible que más contamina, mucho más que la gasolina. El diésel emite menos CO2, pero mucho más NO2, partículas en suspensión y compuestos orgánicos volátiles, causando una contaminación muchos más grave. En este sentido, el biodiésel presenta una ventaja importante. Así que no os compréis un coche diésel con la idea de contaminar menos.

¿Y qué hay con respecto a la energía aportada? Consultando varias fuentes he encontrado que de media el poder calorífico (la cantidad de calor desprendido en la combustión completa del combustible) del biodiésel es de 37,5 MJ/kg, mientras que para el diésel es  43,0 MJ/kg, ligeramente superior. Esto quiere decir, que si usáis biodiésel, en vez de diésel, la potencia de vuestro coche bajará un 13%, y esto puede ser un problema, ya que algunos coches diésel antiguos ya de por sí, carecen de potencia.



El precio depende mucho de la gasolinera y de la zona, pero para que os hagáis una idea, el precio medio del biodiésel es 0,756 €/L y para el diésel de 1,030€ (datos de Madrid, España, 17-11/2015). El biodiésel supone un ahorro muy considerable, y más hoy con los precios de los carburantes que tenemos en España. Pero no hay tantos puntos de venta de biodiésel, como los hay de diésel, por lo que sería necesario desplazarse para encontrar un punto de abastecimiento de biodiésel.



Otra pregunta que podríais haceros es si puede utilizarse biodiésel en vuestro coche diésel. Es decir, si podéis sustituir el diésel por el biodiésel. Pues la respuesta es afirmativa, el biodiésel es el único carburante alternativo para los motores diésel. Además trata el motor mejor, lo lubrica y lo limpia.

Hay diferentes ventajas e inconvenientes de utilizar uno u otro, depende de vosotros juzgar cuál es mejor. Siempre es bueno pedir consejo a vuestro mecánico de confianza, porque coches hay muchos y también biodiésel  distintos y él sabrá deciros qué hacer.
Espero vuestras preguntas y vuestro comentarios. Me gustaría mucho que aportarais a este tema, ya que muchos de vosotros seréis aficionados a los coches, científicos, ingenieros… y vuestra opinión merece mucho ser leída por todos.


Fuentes

www.preciodiésel.net
http://nuffieldbioethics.org/
Biocarburantes líquidos: biodiésel y bioetanol. Juan Manuel García Camús y José Ángel Gargñia Laborda

viernes, 13 de noviembre de 2015

El curioso caso del "cumpleaños coincidente"

Hola amigos.

El post de hoy es muy sencillo, pero muy interesante. Os quiero hablar sobre una curiosidad de probabilidad de que siempre me ha llamado la atención y realmente nunca ha dejado de sorprenderme y estoy seguro de que a vosotros también os interesará. De hecho, al final de este post, os diré una manera fantástica de ganar una apuesta a tus amigos y dejarlos alucinados. En esta entrada encontraréis algunas formulas que quizás os resulten extrañas o tal vez familiares, dependiendo de vuestra formación, pero el objetivo no es explicar esas fórmulas, así que no voy a hablar de ello en profundidad. Así que sin más rodeos, empecemos.

La cuestión básica es calcular de manera exacta cuál es la probabilidad de que haya dos personas que cumplan años en un grupo determinado de personas el mismo día. Imaginaos que queréis saber cuál es probabilidad de que dos personas cumplan años en el mismo día. Primero hay que calcular la probabilidad de que NO cumplan años el mismo día y esto es:

La expresión expuesta es muy sencilla, el cociente representa dicha probabilidad,  porque hay 364 días posibles sobre 365 que no coincida. Por tanto la probabilidad de que SI cumplan en el mismo día es 1 menos ese resultado: 2,74%. Muy poca probabilidad, ¿verdad? Claro, es obvio. ¿Y qué pasaría con tres personas? Para calcularlo, hay que entender que la probabilidad de que ocurran dos sucesos independientes (independientes porque una posible coincidencia no influye en que pueda existir otra) es el producto de los mismos:

Prácticamente igual. ¿Y con cuatro?

Poca variación. Y con esto llegamos a la fórmula general para n personas:


Y por tanto la probabilidad de que SI coincidan es la siguiente:





Esta expresión no tiene mucho interés para lo que quiero contaros, pero es la expresión formal y es la que se usa para calcular la probabilidad que buscamos. Ya vimos lo que pasaba con dos y tres personas, que la probabilidad de que existan entre ellos dos personas que cumplan años en el mismo día era muy baja. Pero veamos más valores:

Para 15 personas → p=25,3%
Para 23 personas→ p=50,7%
Para 30 personas → p=70%

Fijaos en lo que acaba de pasar. En un grupo de personas de 30 individuos hay, un 70% de posibilidad de que haya dos personas que cumplan años en el mismo día. Sigamos:

Para 40 personas → p=89,1%
Para 60 personas → p=99,4%

¡Más del 99% si el grupo es de 60 personas! ¿No os parece extraño? Pues creedme que así es, no hay trampa ni ninguna clase de truco, es pura matemática: En un grupo de 60 personas hay una probabilidad del 99,4% de que haya dos personas que cumplan años en el mismo día. ¿Qué os parece?

Aquí os presento esta gráfica que muestra cómo varía dicha probabilidad con el número de personas y podéis ver que el crecimiento es muy pronunciado llegando al 100% a partir de 60 personas.

Personalmente he hecho la prueba con grupos de 35 personas aproximadamente, y siempre he ganado la apuesta sin ninguna excepción. Os animo a que lo intentéis vosotros y comprobéis si esto es cierto o no. Si para vosotros es imposible reunir un grupo tan numeroso, podéis hacer lo siguiente: si estáis en un grupo de 6 personas, podéis decir a cada una de ellas que escriba 7 fechas (día y mes) al azar en un papel y cuando estén todos, repasadlas todas. Estoy completamente seguro de que habrá alguna repetida. Por tanto, ganaréis la apuesta.

Espero que os haya interesado, os animéis a probar este sencillo experimento y que me contéis cómo os ha ido. Un saludo!


martes, 3 de noviembre de 2015

Eficiencia de los Coches

Hola amigos.


Hoy quiero hablar sobre la eficiencia energética de los coches, que ahora es un tema que está muy de moda, por el tema de la polución y el ahorro de combustible. Creo que os sorprenderá saber que los coches de combustión interna, gasolina o diésel, son tremendamente ineficientes. He buscado las fuentes de dichas pérdidas y en la siguiente tabla he querido resumiros cuáles son esas pérdidas y cuál su magnitud.





Fuentes: rc.opelgt.org/indexcw.php.    R. A. Ristinen, J. J. Kraushaar.“Energy and the Environment"


Decir que estos datos son muy aproximados, depende del tipo de coche, del modo de conducción y también de la fuente, pero son bastante intuitivos y dan un idea bastante acertada de lo que ocurre realmente en la mecánica de un coche.

En primer lugar, hay que resaltar que del 100% de la energía aportada por los combustibles fósiles, entre un 58% y un 62% se pierde por disipación térmica (ya sea por el agua de refrigeración o por el aire), es decir, más de la mitad de la energía que aporta la gasolina o el diesel se pierde calentando el aire del ambiente, ¿no te parece curioso? Luego hay otras pequeñas pérdidas que, aunque parezcan insignificantes, juntas suponen unas pérdidas adicionales superiores al 22%. Con esto nos queda que la energía efectiva del motor, la que hace que el coche se mueva, es del 13%-20% y el resto, se pierde.

Pero esto no es todo, cuando el coche está en movimiento se generan una serie de fuerzas en contra del movimiento que hay que vencer, ¿cómo? Invirtiendo más energía. Las fuerzas de las que estamos hablando, son principalmente la resistencia al viento y la resistencia de giro de las ruedas. Restando todas estas pérdidas a lo que nos quedaba antes, con suerte nos quedará un 6% que podremos utilizar para encender el aire acondicionado o si queremos subir cuestas o acelerar…

La ciencia y la ingeniería está avanzando mucho en la última época, pero por desgracia poco se puede hacer con ese 6%. En primer lugar porque el máximo rendimiento teórico de un ciclo Otto(motor de gasolina) es menor del 60%, y en segundo lugar porque siempre va a haber pérdidas caloríficas, de rozamiento, de combustión…, eso es algo que las leyes de la naturaleza ha impuesto y con el que tendremos que vivir siempre; siempre habrá aire en nuestro camino. Con todo eso, tendremos un eficiencia de 20% máxima y nada más.

A pesar de todo esto, sí que se está avanzando para hacer los coches más eficientes (salta a la vista si comparamos el rendimiento de los coches actuales con los viejos clásicos de los 50, por ejemplo). Parte de este avance ha sido posible mejorando el rodamiento, el aislamiento y también mejorando la aerodinámica de los coches y, por consecuente reducir la energía gastada para vencerla.



Fuente: www.flickr.com

Realmente el Ford Mustang del 66 parece realmente anti-aerodinámico y el Corvette Z06 parece todo lo contrario.



Fuente: www.flickr.com.  rc.opelgt.org/indexcw.php, 
R. A. Ristinen, J. J. Kraushaar. “Energy and  the Environment" 1998


Y en esta última figura se muestran algunos modelos de coches con sus coeficientes de resistencias aerodinámicas (Cd) ordenados de mayor a menor, y curiosamente también se han ordenado la época de los coches de más antiguo a más moderno, demostrando que efectivamente está habiendo un avance: el Dodge Polara Wagon presenta el doble de resistencia aerodinámica que el Citroën C4, lo que hace que la energía que destina a vencer la resistencia aerodinámica disminuya considerablemente.

Y para terminar, vamos a ver cómo afecta este coeficiente y la velocidad, en la potencia que se necesita para vencer la resistencia aerodinámica. Para ello tenemos que utilizar una expresión que nos relacione ese gasto energético con la velocidad y el coeficiente aerodinámico. La expresión es la siguiente:




P=Potencia necesaria para vencer la resistencia aerodinámica
v=Velocidad
F=Resistencia aerodinámica
ρ=Densidad del aire
S=Superficie del coche expuesta
Cd=Coeficiente de resistencia aerodinámica

Fijaos que la potencia depende del cubo de la velocidad, esto quiere decir que a velocidades bajas no variará la potencia de manera importante, pero que a velocidades altas, se disparará. Veámoslo con números.

 Consideremos los siguientes valores:  ρ=1,225 kg/m3  (valor medio), S=2,10 m2 (valor medio)  Cd={0,6 , 0,4 , 0,2} y  0≤v≤200 km/h. Y el resultado es el siguiente:




Merece la pena que observes detenidamente esta gráfica. En primer lugar queda clarísimo lo que comentábamos antes, a velocidades bajas no se incrementa la potencia, pero aproximadamente a partir de 100-120 km/h, el incremento de potencia es enorme y también el del consumo. Si te preocupa el medioambiente no subas de esta velocidad. Y con respecto al coeficiente aerodinámico, vosotros mismos veis el resultado, creo que no hace falta comentar nada.


Se podría continuar hablando sobre la eficiencia energética de los coches, hay muchos temas que me dejo en el tintero, pero con esto doy terminado este post. Si alguno está interesado en este tema y quiere que indague en él, lo único que debe hacer es dejar un comentario. Acepto ideas de todo tipo relativo a este tema, como por ejemplo “eficiencia en coches híbridos”, “eficiencia comparada entre coches de gasolina y diésel”… Estoy a vuestra disposición para cualquier cosa.

Espero vuestras comentarios. Un saludo!



Fuentes:

http://www.fueleconomy.gov/
rc.opelgt.org/indexcw.php
R. A. Ristinen, J. J. Kraushaar. “Energy and the Environment" 1998
www.wikipedia.com

viernes, 30 de octubre de 2015

¿Un ser vivo que no muere?


En mi primer post me gustaría hablar de la mayor de las preocupaciones para muchos, algo que seguro que todos y cada uno ha pensado y reflexionado alguna vez. Me refiero a la vida, a la muerte y sobre todo a la inmortalidad. Todos tenemos claro que tenemos que morir alguna vez, cada animal, cada microorganismo y cada planta debe morir. De hecho una de las expresiones más famosas es: “lo único seguro es la muerte”. Pues te sorprenderá saber que es FALSO. Sí, siempre hemos estado equivocados, existe un ser vivo que no muere… ¿Qué te parece? Yo me quedé “muerto” cuando me enteré.
Pues resulta que existe una pequeña medusa de apenas 50 mm de longitud, que es capaz de rejuvenecer (literalmente) cuando alcanza su etapa de vejez. El nombre de esta medusa es Turritopsis nutricula y actualmente está invadiendo invadiendo poco a poco el mundo. Según Piarino S., et al. 1996. esta medusa “puede transformase de nuevo en hidroideos (se refiere a la categoría taxonómica a la que pertenece organismo) coloniales (su etapa de vida donde aún no es fértil), escapando así a la muerte y convertiéndose potencialmente en inmortal”. Pero, ¿cómo hace eso? Pues, como muchos otros enigmas de la ciencia, no se sabe. Pero parece ser que ciertas células musculares conservan sus capacidad de replicar el ADN, aunque no se sabe exactamente cómo.

Foto de Turritopsis nutricula: Fuente: flickr.com
Pensad que si estábamos equivocados con respecto a esto, de qué no podremos dudar. Una reflexión interesante que deriva de este tema, reside en saber si tenemos claro lo que significa la palabra “vida”. Puede ser que no sepamos lo que significa que algo esté vivo, porque la definición de vida la hemos impuesto nosotros según nuestro punto de vista, adaptando nuestra experiencia cotidiana, quizás sea algo más grande que no podamos comprender. De hecho la astrobiología, trata este tema y que, supongo que hablaremos en sucesivos posts.
Me gustaría saber qué pensáis sobre todo lo comentado en este primer post, espero vuestros comentarios, preguntas, reflexiones...Seguro que más de uno tiene algo interesante que decir.

Un saludo! Hasta el próximo Post


Fuentes:
www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=763239
www.wikipedia.com
www.abc.es/20090129/nacional-sociedad/medusa-inmortal-extiende-todos-200901290005.html
PIRIANO S., BOERO F., ESCHBACH, B., and SCHMID V., 1996. Reversing the Life Cycle: Medusae Transforming into Polyps and Cell Transdifferentiation in Turritopsis nutricula (Cnidaria, Hydrozoa). Viol. Bnll. 190: 302-3 12.