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Acústica

Parte de la Física que se ocupa del estudio del sonido en todos los aspectos del mismo: producción, transmisión, percepción, almacenamiento en soportes materiales (discos, cintas, CDs, etc) y recuperación a partir de dichos soportes, lo que implica una reproducción del sonido guardado. Puede dividirse en las siguientes ramas fundamentales:. Acústica Física: estudia todos los aspectos señalados anteriormente (producción del sonido, transmisión, etc). Acústica arquitectónica: considera el comportamiento de un local frente al sonido. Es una rama fundamental en el diseño de salas de conciertos, teatros, cines, locales de conferencias, etc. Psicoacústica: analiza los efectos de la percepción acústica en el hombre. Bioacústica: estudia la producción, captación y utilización de sonidos por parte de los animales. Acústica subacuática: considera, básicamente, el comportamiento de los sonidos en el seno del agua. Acústica musical: relaciona el sonido con los instrumentos musicales que...

Alquimia

La alquimia es una disciplina seudocientífica, considerada antecedente de la ciencia química y que aglutinó los conocimientos sobre la materia y sus transformaciones desde la antigüedad hasta la conformación del pensamiento científico en los siglos XVIII y XIX. Los principios de la alquimia. En esencia, la alquimia se asocia a una corriente filosófica especulativa que aunaba los diversos intentos de descubrir las relaciones del hombre con el cosmos y la materia que lo integra. Uno de los pilares de los trabajos de los alquimistas fue el estudio de la transmutación de unas sustancias en otras, basándose en las nociones de materia y forma definidas por Aristóteles. Más concretamente, el objetivo del saber alquímico se centró en la obtención del llamado elixir o piedra filosofal, que debería permitir la conversión de cualquier metal en oro y plata. A esta sustancia ideal, también llamada panacea universal, se le asignaban asimismo propiedades de curación de todas las enfermedades. ...

Análisis dimensional

En ciencias se manejan dos tipos de magnitudes: adimensionales y dimensionales. Las magnitudes adimensionales son aquellas que no tienen unidades, al no estar ligadas a ninguna magnitud física. Tal es el caso, por ejemplo, de una magnitud surgida al comparar otras dos de la misma clase. Así, una magnitud de 1 centímetro y otra de 50 centímetros están relacionadas entre sí como:. es decir, en la proporción 1:50. Las magnitudes dimensionales, por el contrario, sí son expresables mediante unidades. En física, una vez definidas unas unidades fundamentales, todas las demás pueden expresarse como derivadas de las anteriores. Generalmente, las unidades fundamentales son la longitud (dimensión), la masa (dimensión M) y el tiempo (dimensión T). La expresión de las dimensiones de una magnitud derivada, en función de las de las fundamentales, se denomina ecuación dimensional de esa magnitud. La dimensión de la magnitud X se representa por . Las ecuaciones dimensionales de una magnitud...

Análisis dimensional

Análisis dimensional. Uno de los pasatiempos predilectos de los físicos consiste en sentarse a tomar un café y garabatear sobre un papel improvisado las ideas más peregrinas o sorprendentes que se les ocurren. Esta práctica, que algunos han llamado «cálculos de la servilleta», pretende bucear en un mar de números y fórmulas matemáticas para descubrir relaciones ocultas entre las magnitudes y los fenómenos de la naturaleza, escudriñar secretos que hasta entonces habían pasado inadvertidos. Científicos tan reputados como Enrico Fermi, impulsor del desarrollo del primer reactor nuclear, o Paul Dirac, uno de los «padres» de la mecánica cuántica, cultivaron con denuedo esta gimnasia tan recomendable. A menor escala, el análisis dimensional persigue un objetivo semejante: expresar las magnitudes físicas en un lenguaje simbólico que permita ahondar en su significado y establecer entre ellas relaciones, a menudo no tan aparentes, de un primer vistazo. Concepto de dimensión. La dimensión...

Biocarburantes

Carburantes logrados a partir de la materia orgánica, mediante determinados procesos biológicos. En primer término, hay que aclarar el significado de carburante, distinto al de combustible. Con este último nombre, se designa a cualquier sustancia capaz de arder. La madera, el papel, la tela, etc, son combustibles. Por el contrario, un carburante es una sustancia capaz de inflamarse cuando forma mezclas explosivas con el aire. La gasolina finamente nebulizada que se inyecta, mezclada con oxígeno, en los cilindros de los motores de explosión es un claro ejemplo de estos últimos. El origen de los biocarburantes nace del deseo de compatibilizar un desarrollo sostenido, imposible sin fuentes energéticas apropiadas, con el hecho indiscutible de que en un plazo de tiempo determinado, las reservas de combustibles fósiles, petróleo y carbón, se agotarán y con la realidad de que su empleo es causa de un fuerte deterioro del medio ambiente. Los biocarburantes presentan las siguientes...

Calor y Termodinámica

Para adentrase en estos dos conceptos, es necesario, previamente, establecer la idea de temperatura. Todos los cuerpos se hallan constituidos por partículas, las cuales nunca están en reposo, sino que se encuentran realizando diversos tipos de movimiento (traslación, rotación y oscilación). La temperatura de un material es una medida de la agitación de las moléculas o átomos que lo componen, es decir de su energía interna. Es tanto más alta cuanto mayor sea el movimiento molecular y se determina con unos aparatos llamados termómetros. Cuando dos cuerpos a diferente temperatura se ponen en contacto, hay una transferencia de energía interna del de mayor temperatura hacia el de menor. Ese flujo de energía se denomina calor y la rama de la Física que lo estudia se denomina calorimetría. El calor es, por tanto, una forma de energía y, como tal, convertible en otras formas. Una conversión muy empleada es su transformación en energía mecánica, capaz de accionar un motor de explosión,...

Dinámica y Estática

El estudio de estas dos ramas de la Física exige el conocimiento previo de la llamada Cinemática o Cinética, que es otra rama de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos, prescindiendo de las causas que lo han originado. En Cinemática se definen tres conceptos básicos, que son la trayectoria, la velocidad y la aceleración. La primera es la línea recorrida por un cuerpo cuando se mueve; la velocidad es una magnitud vectorial, cuyo módulo es la variación del espacio con respecto al tiempo; y la aceleración aparece siempre que se produzca alguna variación en el vector velocidad. La Dinámica es la rama de la Física que estudia los efectos que causa una fuerza cuando es aplicada a un cuerpo. En 1678, Newton, en la línea científica iniciada por Galileo, enunció sus tres leyes que constituyen el fundamento de la denominada Física Clásica, en general, y de la Dinámica, en particular. Simplificando, la primera ley afirma que todos los cuerpos tienden a mantenerse eternamente con...

El estudio de la química

La química es la ciencia cuyo ámbito de estudio cubre las características y propiedades de las sustancias, así como los intercambios de materia que se establecen entre ellas. Se trata probablemente de la disciplina experimental cuyo campo de acción se va expandiendo en mayor medida con el devenir del tiempo, dado el creciente número de nuevas sustancias y materiales sintetizados por el hombre. Fármacos, plásticos, plaguicidas o fertilizantes de la más diversa índole se incorporan continuamente a las distintas áreas de la actividad humana, mejorando las prestaciones de los empleados con anterioridad. Así sucedió en tiempos relativamente recientes con materiales como los cristales líquidos, cuyo uso permitió el paso de los voluminosos monitores de televisión y computadoras de sobremesa a las pantallas planas, que, entre otras cosas, hicieron posible el desarrollo de las computadoras portátiles. El paso siguiente en esta línea de evolución lo conforman los plásticos conductores,...

El saber científico

Desde un punto de vista etimológico, el concepto de ciencia halla su origen en el de scientia, que procede de scier y quiere decir «saber». Así, en rigor, la ciencia está íntimamente ligada al saber y al conocimiento objetivo, que está dirigido por unas reglas concretas y un método preciso. Sin embargo, popularmente también se llama ciencia al hecho de saber algo indeterminado acerca de las actividades más diversas, como «la ciencia del amor» o «la ciencia del saber estar». Por ello, para realizar una caracterización cabal del concepto de ciencia lo primero que debe hacerse es diferenciar su sentido etimológico y académico de su significado vulgar y general. El origen de la ciencia moderna occidental se encuentra en la Grecia clásica, donde se llevaron a cabo las primeras caracterizaciones sistemáticas de la actividad científica. En su Metafísica, Aristóteles (384-322 a.C.) realizó una clasificación de las actividades humanas relacionándolas con el saber y con el grado de...

Electricidad y magnetismo

La palabra electricidad deriva del vocablo griego elektron = ámbar, debido a que los griegos, en el siglo VII a.C., habían observado que cuando una barra de este material se frotaba con un paño adquiría la propiedad de atraer cuerpos ligeros. No obstante, este hecho pasó inadvertido hasta que, en el siglo XVIII, Alessandro Volta ideó un dispositivo, llamado pila voltaica, capaz de generar un fenómeno, la corriente eléctrica, cuya naturaleza no se supo descifrar, hasta que en el siglo XIX se abordó el estudio de la estructura atómica. El estudio del átomo demostró la existencia en su interior de tres tipos de partículas fundamentales a las que, respectivamente, se denominó electrón, protón y neutrón. Si tomamos dos electrones y los situamos a una distancia no demasiado grande, veremos que entre ellos aparece una fuerza repulsiva que tiende a alejarlos y lo mismo sucederá si el experimento se verifica con dos protones. Si, por el contrario, enfrentamos un protón y un electrón,...

Elementos químicos

Se denominan elementos químicos o cuerpos simples aquéllas sustancias que están formadas por una sola clase de átomos. Todos ellos –con la excepción de los que son gaseosos a temperatura ambiente, los cuales son diatómicos– son monoatómicos. Su descubrimiento ha sido paulatino, según la Química ha ido avanzando, y, entre ellos, pueden diferenciarse dos clases: los naturales y los que se han logrado artificialmente. Desde el siglo XVIII, se intentó una clasificación de todos los elementos conocidos hasta el momento. En una primera taxonomía, se les distribuyó en dos grandes grupos: metales y no metales. Los primeros tenían dos propiedades específicas: ser buenos conductores del calor y de la electricidad y presentarse, a temperatura ambiente, siempre en estado sólido, con la excepción del mercurio, que, en esas condiciones, se halla en estado líquido. Por su parte, los no metales carecían de estas características. Esta clasificación no era satisfactoria, ya que, por ejemplo, en el...

Fuerza, energía y trabajo

Las fuerzas son entes que, al ser aplicados sobre un cuerpo, alteran la velocidad de éste, es decir modifican su estado de reposo o movimiento, o bien lo deforman. Tienen carácter vectorial. Todos los cuerpos, según demostró Newton en su Principio de Gravitación Universal, se atraen entre sí con una fuerza que es directamente proporcional a la cuantía de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros. Un caso particular de esta fuerza es la atracción que ejerce la Tierra sobre cualquier cuerpo situado dentro del campo gravitatorio. Dicha fuerza atractiva se denomina peso. La importancia de las fuerzas dentro de la Física es absoluta, ya que su existencia y su distribución son fundamentales tanto en Estática, como en Dinámica. Cuando una fuerza, de módulo F, recorre un espacio, de longitud e, se denomina trabajo, W, al escalar:. W = F . e . cos. siendo el ángulo que forma F con el espacio recorrido. Por otra parte, se denomina energía a...

Física

Ciencia que se ocupa del estudio de los fenómenos físicos, es decir de aquellos que se verifican sin cambio en la naturaleza de los cuerpos que intervienen en ellos. Siendo más precisos, se puede decir que el objeto de la física es el estudio de la materia en sus diversos estados, de la energía, de las variaciones de espacio y tiempo y de las interacciones que se ponen de manifiesto por la acción de las fuerzas. Etimológicamente, el término deriva del vocablo griego Physis, que significa naturaleza. Su origen se remonta a los tiempos antiguos y, sin duda, se halla ligado al deseo del hombre de poder explicarse los fenómenos del mundo que le rodeaba. Tras una primera fase en que esos fenómenos se justificaban por la acción de poderes ocultos, el mundo griego, basado en el racionalismo, desechó esta interpretación y propuso a cambio otras basadas en el ejercicio de la razón. Sin embargo, en la mayoría de los casos, se utilizaba la filosofía como fuente de conocimiento, ignorándose el...

Genómica

Rama de la Biología que estudia el conjunto de cromosomas de una especie, denominado genoma y que es responsable de las características generales de la misma. Desde tiempos remotos, se había observado que, frecuentemente, los hijos presentan rasgos físicos y psíquicos semejantes a los de sus progenitores. Por este motivo, en el mundo científico se planteó el interrogante de descubrir los mecanismos mediante los cuales se verificaba esa transmisión de peculiaridades. Tras una serie de pintorescas teorías propuestas en determinadas épocas, las primeras ideas coherentes y científicas fueron elaboradas en el siglo XIX por un fraile agustino, Gregor Mendel y sentaron las bases de la herencia genética. Sus trabajos, basados en la experimentación con unas determinadas plantas, los guisantes de jardín, cristalizaron en las llamadas leyes de Mendel, en las que, partiendo del concepto de fenotipo, se obtenía el genotipo que lo originó, a la vez que elaboraban las normas que rigen la...

Historia de la química

La química es la ciencia cuyo ámbito de estudio cubre las características y propiedades de las sustancias, así como los intercambios de materia que se establecen entre ellas. Se trata probablemente de la disciplina experimental cuyo campo de acción se va expandiendo en mayor medida con el devenir del tiempo, dado el creciente número de nuevas sustancias y materiales sintetizados por el hombre. Fármacos, plásticos, plaguicidas o fertilizantes de la más diversa índole se incorporan continuamente a las distintas áreas de la actividad humana, mejorando las prestaciones de los empleados con anterioridad. Los primeros atisbos de una actividad asimilable a la química en la historia de la humanidad pueden situarse en la conquista del fuego y en el descubrimiento de los medios para conservarlo y activarlo, así como en el desarrollo de las primeras técnicas metalúrgicas. En civilizaciones antiguas como la china, la india y la egipcia, la progresión de esas técnicas discurrió en paralelo a...

Industria alimentaria

Incluida entre las actividades industriales cuyo objetivo es la satisfacción de las necesidades más primarias de la sociedad, la industria alimentaria engloba el conjunto de procesos de obtención de los productos que proporciona la explotación de los recursos vegetales y animales destinados al consumo humano. Una vez obtenidos tales recursos, la industria de la alimentación comprende las numerosas técnicas y operaciones de transformación, elaboración, conservación y envasado de los distintos alimentos, así como los correspondientes mecanismos de distribución y comercialización. Evolución de la industria alimentaria. En una primera fase, la producción y el consumo de alimentos se establecía sobre la base de un ciclo que vinculaba directamente las fuentes de los productos, es decir, las granjas, las tierras de cultivo, las huertas y frutales o los centros de producción pesquera, con los mercados en los que estos se distribuían. Los procedimientos de conservación empleados en esta...

Industria farmacéutica

La industria farmacéutica es el sector de actividad industrial que se ocupa de la elaboración de todo tipo de principios activos de efectos medicinales, incorporados en una amplia diversidad de formatos, tales como comprimidos, cápsulas, preparaciones líquidas para inyección o para administración en gotas nasales, óticas u oculares, jarabes, pomadas, óvulos, supositorios, lociones, pomadas, aerosoles, parches transdérmicos, etc. También queda incluida en su marco de actuación la elaboración de vacunas. Se trata de un sector tecnológicamente avanzado, que alcanza cifras de producción que constituyen un porcentaje significativo en las economías de los países más desarrollados en este ámbito. En él convergen la investigación de nuevos fármacos, su producción y los aspectos relacionados con su mercadotecnia y su comercialización. Evolución de la industria farmacéutica. La elaboración de medicamentos sobre una base industrial empezó a gestarse en las primeras décadas del siglo XIX,...

Industria petroquímica

A partir de la década de 1860 comenzaron a construirse, sobre todo en los Estados Unidos y Rusia, unas instalaciones destinadas a la destilación del petróleo crudo y a la obtención de las diversas sustancias que éste contiene, siendo por aquel entonces el llamado gas de alumbrado, el queroseno posteriormente utilizado como combustible de los aviones, el derivado de petróleo más empleado. Nacía así la industria petroquímica, llamada a convertirse en uno de los grandes sectores de la moderna producción industrial. En las plantas petroquímicas se procede a la separación de los componentes del petróleo crudo a través de diversas técnicas. La más empleada es la destilación fraccionada, realizada a escala industrial en elevadas columnas de fraccionamiento en las que se calienta el crudo del que se van extrayendo sus integrantes, del más ligero al más pesado. Se destilan así metano, propano, butano, gasolina, queroseno, gasóleo, aceites lubricantes y asfaltos de diferentes densidades. ...

Industria química

La industria química comprende el amplio espectro de actividades destinadas a la obtención mediante procesos químicos de sustancias y materiales comercializados a gran escala. Ámbito de cobertura de la industria química. La aplicación generalizada de procedimientos químicos en la industria moderna hace que la industria química tenga un notable grado de implantación en otras áreas como la metalurgia, la siderurgia, la fabricación de medicamentos o la industria armamentística. No obstante, la industria química se centra en la elaboración de materiales específicos como plásticos, barnices y pinturas, fertilizantes, insecticidas y plaguicidas, detergentes, perfumes, fibras sintéticas y otros materiales de síntesis. En este último contexto, la industria química afronta en la primera década del siglo XXI una serie de retos relacionados con los denominados nuevos materiales. Se trata de estructuras como los nanomateriales, de dimensiones moleculares; los materiales inteligentes, que...

IUPAC

La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, conocida por sus siglas en inglés, IUPAC, es una organización transnacional fundada en 1919, a la que se reconoce como el estamento más autorizado para la regulación de la nomenclatura y la terminología química, los procedimientos estandarizados de medición en el marco de esta ciencia y las decisiones que, de un modo u otro, requieran de pautas de unificación para la creación de un referente en la investigación química a nivel mundial. La Unión, que cuenta con más de cuarenta organizaciones nacionales de otros tantos países adheridas a ella, se distribuye en ocho divisiones, encargadas de la regulación y gestión de cuestiones referidas a la nomenclatura y las magnitudes relacionadas con las estructuras químicas, la fisicoquímica y la biofísica, la química inorgánica, la orgánica y biomolecular, la química de polímeros, la analítica, la ambiental y la sanitaria.