¿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.

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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

¿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:

Fuente: www.esru.strath.ac.uk/

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.

Fuente: www.flickr.com

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.antoniolima.web.br.com

www.wikipedia.com

www.biodiéselspain.com

www.diéselogasolina.com

www.preciodiésel.net

www.abc.es

http://nuffieldbioethics.org/

Biocarburantes líquidos: biodiésel y bioetanol. Juan Manuel García Camús y José Ángel Gargñia Laborda

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!

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

C_d=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)  C_d={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