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Acelerador de partículas

Como su nombre sugiere, los aceleradores de partículas son dispositivos diseñados para dotar a partículas subatómicas de velocidades muy altas, cercanas a la de la luz. Al ser tan grandes estas velocidades, la energía cinética de dichas partículas alcanza valores extremadamente elevados, lo que las hace útiles para colisiones con otras partículas o también con átomos. Los aceleradores de partículas se dirigen fundamentalmente a la investigación, en particular en el campo de la física teórica y de partículas. No obstante, sus aplicaciones derivadas son innumerables, desde la medicina hasta la obtención de energía, pasando por la desactivación de residuos nucleares y por su empleo con fines ecológicos. En lo referente a la energía, estos dispositivos se están utilizando en las investigaciones que se llevan a cabo para lograr energía de fusión controlable (de forma incontrolada, esta energía se usa en armamento nuclear). Para ello, los aceleradores producen haces de partículas con...

Acero

La aleación de acero, producto de mezclar el hierro con una pequeña cantidad de carbono, tiene numerosas aplicaciones industriales. El mundo moderno sería difícil de concebir sin su presencia en edificios, objetos domésticos, máquinas, instalaciones e infraestructuras de toda índole. El acero es una mezcla de hierro y carbono en la que este último se halla en proporciones comprendidas entre el 0,05 y el 1,7%. Es un material maleable y dúctil, muy elástico y frágil, de mayor tenacidad que el hierro. Puede obtenerse por diferentes métodos, entre los que destacan los procedimientos Bessemer, Siemens Martin, Thomas, fg. Los aceros pueden ser dotados de propiedades concretas mediante tratamientos térmicos, los cuales consisten en calentarlos y, posteriormente, enfriarlos más o menos rápidamente. Entre estos tratamientos pueden citarse el recocido, el temple, la cementación y la nitruración, donde se combina el calor con la acción del amoniaco y el revenido. El procedimiento Bessemer...

Actinio (Ac)

Elemento químico perteneciente al grupo de los actínidos, de símbolo Ac. Fue obtenido a partir de la pechblenda en 1899 por André Debierne. ALGUNAS CARACTERÍSTICAS. Número atómico (Z). 89. Masa atómica (A). 227 uma. Configuración electrónica. [Rn] 6d1 7s2. Densidad. 10,07 g/cm3. Punto de fusión. 1323 K. Punto de ebullición. 3473 K. Estado de oxidación. +3. Valencia. 3. Estructura cristalina. Cúbica centrada en caras.

Acuífero

Formación geológica porosa, permeable, capaz de almacenar agua y permitir la circulación de la misma. El agua que llega a un acuífero es la que se infiltra en el terreno sin quedar atrapada en su zona superior, o manto de alteración, sino que alcanza zonas más profundas. Para que se logre la acumulación del agua un acuífero debe estar limitado inferiormente por un sustrato rocoso impermeable. Por otro lado, su parte superior, el límite que alcanza el agua, se denomina nivel freático. Por encima de éste se ubica una zona vadosa, por donde las aguas superficiales penetran en el terreno. En función de la presión hidrostática existente en el interior de los acuíferos éstos pueden dividirse en libres y cautivos. En los acuíferos libres también conocidos como freáticos, no existe ningún tramo impermeable que separe la zona saturada de agua de la superficie del terreno. En consecuencia el nivel del agua puede ascender o descender libremente, dependiendo del régimen de recarga del...

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...

Adam G. Riess

Adam G. Riess nació en Washington, capital de Estados Unidos, el 16 de diciembre de 1969. Se licenció en Ciencias en el prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts y completó su doctorado en la Universidad de Harvard. Se especializó en el campo de la medida de una clase de supernovas llamadas de tipo Ia, como indicadores precisos de la distancia a escalas cósmicas. Miembro de la Johns Hopkins University y del Space Telescope Science Institute de Baltimore, empezó a trabajar junto a Brian Schmidt en el Equipo de Búsqueda de Supernovas, que observó que el Universo se encuentra en realidad en una fase de expansión acelerada. Esta conclusión, de importantes repercusiones en el modelo cosmológico vigente, fue compartida por otro eminente científico del campo de la Astrofísica, Saul Perlmutter. Los tres, Perlmutter, Schmidt y el propio Riess, recibieron en 2011 el Premio Nobel de Física.

Aerogel

Material sintético sólido, poroso y ultraligero obtenido a partir de un gel, en el cual se ha sustituido el componente líquido habitual por un gas. De esta forma se obtiene un compuesto sólido microporoso de tipo gel cuya fase dispersa es gaseosa. Los aerogeles presentan características especiales por su densidad extraordinariamente reducida y su baja conductividad térmica. En sus distintas variedades reciben varios nombres coloquiales, como humo azul o humo helado. Las formas más habituales son la sílice microporosa, las zeolitas y el vidrio microporoso. La primera forma sintetizada de aerogel se debió a Samuel Stephens Kistler en 1931. Este tipo de materiales que, pese a su apariencia, son sólidos y rígidos, con un tacto similar al poliestireno extruido, en realidad no se parecen estructuralmente a los geles, aunque conservan su denominación por la fuente a partir de la cual suelen extraerse. Los aerogeles muestran un conjunto de propiedades físico-químicas interesantes para la...

Agencia Espacial Europea (ESA)

La Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) es una organización internacional dedicada a la investigación espacial y a la tecnología relacionada. Fue fundada en 1975 como fusión de dos organizaciones preexistentes: la Organización Europea para la Investigación del Espacio y la Organización para el Desarrollo del Lanzador Europeo. Incluye entre sus miembros a los principales países de Europa occidental, entre ellos Alemania, Bélgica, España, Francia, Italia, los Países Bajos, el Reino Unido y Suecia. En algunos de sus proyectos interviene Canadá como socio preferencial. La ESA tiene su sede en París y su principal centro tecnológico y de investigación en Noordwijk, Países Bajos. El Centro Europeo de Operaciones Espaciales, por su parte, está localizado en Darmdstadt, Alemania, y tiene como funciones principales el control, vigilancia y recogida de datos de los satélites de la organización. Los proyectos de la ESA se organizan en cinco grandes campos de actividad. El...

Agresión a la ozonosfera

Degradación producida por efecto de diversos factores contaminantes sobre la capa de ozono. El oxígeno es un elemento fundamental para la vida, ya que gracias a él pueden tener lugar las reacciones de oxidación que originan la energía necesaria para los procesos vitales. Se presenta en dos estados alotrópicos: el oxígeno molecular y el ozono. El oxígeno molecular, O2, es el oxígeno presente en el aire y es el empleado por los seres vivos para su respiración. Resulta, por tanto, un ingrediente indispensable para diversas reacciones metabólicas. El ozono, O3, está constituido por la unión de tres átomos de oxígeno. Ya en 1785, el holandés Van Marum observó que el oxígeno sometido a la acción de descargas eléctricas poseía un olor especial y era capaz de empañar el mercurio. Este hecho, también comprobado por Cruikshank en 1801 con el oxígeno preparado por electrólisis, sólo fue explicado por el alemán Schoenbein, al reconocer en 1840 que el mencionado olor característico se debía a...

Agua

Compuesto químico formado por oxígeno e hidrógeno, de fórmula molecular H2O. Fue Cavendish quien en 1781 obtuvo agua, mediante la combustión del hidrógeno y, finalmente, Antoine-Laurent Lavoisier quien demostró que los componentes de aquélla eran únicamente hidrógeno y oxígeno. En 1890 Morley estableció su fórmula, como consecuencia de los análisis efectuados sobre ella. El agua pura es, a temperatura ambiente, un líquido inodoro, insípido e incoloro, cuya densidad crece de forma anómala en el intervalo de 0 ºC a 3,98 ºC, temperatura a la que alcanza el valor máximo, de 1g/cm3, que puede presentar. Tiene un elevado calor específico (vale la unidad), lo que la hace invariable frente a grandes cambios térmicos, convirtiéndose así en un magnífico regulador de las temperaturas. Sus calores latentes de cambio de estado son, análogamente, muy altos. Su geometría molecular es angular, con enlaces que teóricamente, forman 90º entre sí, aunque las determinaciones experimentales los...

Agua (hidrología)

El agua se halla presente en la Tierra en sus tres fases: vapor, líquido y sólido. La mayor parte, el 97,2% ocupa los mares y océanos y es, por tanto, agua salada. El 2,8% restante está en los continentes y corresponde al agua dulce. Este porcentaje se encuentra repartido de forma que el 2,15% es el hielo de los polos y los glaciares y la nieve de las cumbres montañosas, el 0,62% es el agua almacenada en depósitos subterráneos y el 0,017% lo constituye el agua de los ríos, los lagos y los pantanos. En términos de cifras absolutas, se estima que el total del agua presente en el planeta es de 1.400.000.000 km3. En cuanto al agua existente en forma de vapor, se halla en la atmósfera y representa sólo el 0,001% de la cantidad total. La mayor parte se encuentra sobre los trópicos, y el porcentaje disminuye a medida que aumenta la latitud. Este vapor cumple dos funciones importantes: actúa como regulador de la temperatura atmosférica y constituye la fuente para las precipitaciones que...

Agua lacustre

Al igual que ocurre en los océanos y ríos, el agua de los lagos no es pura. Contiene una gran variedad de sustancias disueltas y en suspensión. Basándose en el contenido de sales de sus aguas, los lagos se dividen en salados, con un alto contenido salino; salobres, con un contenido medio de sales, y dulces, con escaso contenido salino, inferior al 5%. El lago Leman, entre Suiza y Francia, constituye un caso extremo de lago de agua dulce, dado que su contenido salino no alcanza los 0,18 gramos de sales por kilogramo de agua. En el extremo opuesto, el Gran Lago Salado, en Utah, Estados Unidos, cuenta con una salinidad seis veces superior a la del agua marina. Las sustancias que más abundan en la composición de los lagos salados son los cloruros y los sulfuros. Se puede realizar otra clasificación de los lagos, en esta ocasión atendiendo a su contenido de oxígeno disuelto y de nutrientes, en especial nitratos y fosfatos. Ambos valores condicionan la presencia de organismos en sus...

Aguas continentales

Se conoce como aguas continentales a la parte de la hidrosfera correspondiente al agua almacenada en los continentes. Del total de agua dulce presente en la hidrosfera, sólo el 21% resulta apto para el consumo de los seres vivos. El resto se encuentra en estado sólido y forma los casquetes polares, los glaciares y las nieves perpetuas. En realidad, a ese 21% todavía habría que restarle cierta cantidad, pues parte del agua dulce de los continentes se encuentra mezclada con agua salada en las marismas o almacenada en depósitos subterráneos profundos y de difícil accesibilidad. Entre las aguas continentales superficiales destacan los ríos y los lagos. Los primeros tienen su origen en manantiales naturales, fruto de una surgencia de agua subterránea o del aporte realizado por el deshielo de nieves y glaciares. Avanzan siempre hacia zonas bajas, siguiendo la pendiente del terreno, y desembocan en el mar o en otro río de mayores dimensiones. Su corriente en la zona alta del curso es...

Aguas oceánicas

Se conoce como aguas oceánicas a la parte de la hidrosfera correspondiente al agua de los mares y los océanos. Estos cubren casi las tres cuartas partes de la Tierra, con una profundidad media de 3.800 metros. Resulta evidente, por tanto, que representan el mayor depósito de agua del planeta. Aunque se diferencie a los mares y océanos mediante distintos nombres, en realidad forman una capa continua, sin verdaderas separaciones entre ellos. El agua de los océanos constituye la principal fuente del ciclo hidrológico. Se evapora por la acción del Sol, forma nubes y regresa a la superficie, sobre zonas diferentes del océano o bien en regiones continentales, en forma de lluvia. Posteriormente el proceso de escorrentía devuelve el agua al océano. Esto quiere decir que, aunque la cantidad de agua presente en los océanos permanece constante, no se trata en realidad siempre de la misma agua, sino que la materia líquida se encuentra sujeta a una continua renovación. Los océanos cuentan con...

Agujero de ozono

Disminución de la concentración de ozono sobre la Antártida detectada en el año 1985, fenómeno que tiene una especial incidencia entre los meses de septiembre y diciembre, durante la denominada primavera antártica. Desde entonces la desaparición del ozono en dicho lugar se ha vuelto cada vez más acusada, al mismo tiempo que una disminución semejante, si bien de menores proporciones, ha sido encontrada también sobre el polo norte. El fenómeno reviste una notable gravedad, puesto que el ozono es responsable de filtrar la radiación ultravioleta procedente del Sol, radiación que si alcanzara en su totalidad la superficie terrestre, ocasionaría graves daños a las formas de vida que en ella habitan. Se estima, por ejemplo, que un adelgazamiento de un 10% de la ozonosfera podría conllevar un incremento de un 25% en el número de afectados por cáncer de piel. El fenómeno es conocido popularmente como "agujero de ozono", si bien debe señalarse que tal denominación resulta equívoca. Lo que...

Agujero negro

Un agujero negro es un cuerpo compuesto por una masa muy elevada y enormemente compactada en un punto de volumen cero, de tal forma que toda materia o radiación que penetre más allá de una superficie límite, conocida como horizonte de sucesos, no puede escapar de él. El concepto de agujero negro fue propuesto como posibilidad teórica en la hipótesis de la relatividad general de Albert Einstein, a partir de la cual se expusieron los detalles de su estructura y sus propiedades. Aunque no existen pruebas indiscutibles de su existencia, en la escala cósmica los astrónomos han detectado un buen número de objetos que podrían ser agujeros negros. Tales objetos, evidentemente, no pueden observarse directamente, ya que no emiten luz, pero se revelan a través de las intensas fuerzas gravitatorias que engendran en su entorno. Se ha postulado, con una base teórica firme, que buena parte de las galaxias, incluida la Vía Láctea, podrían tener su núcleo central ocupado por un agujero negro. ...

Ahmed H. Zewail

Ahmed H. Zewail (1946-2016), químico egipcio doblemente nacionalizado estadounidense, galardonado con el Premio Nobel de Química en 1999 por sus investigaciones en una rama nueva de esa disciplina científica denominada femtoquímica. Nacido el 26 de febrero de 1946 en la población de Damanhur (Egipto), se formó académicamente en la Universidad de Alejandría, donde consiguió la licenciatura en Química, trasladándose posteriormente a los Estados Unidos para doctorarse en la Universidad de Pensylvania en 1974. Zewail completó su trayectoria científica mediante la realización de diversas investigaciones en la universidad californiana de Berkeley (EE.UU.) que se prolongaron durante dos años y que le abrieron las puertas del Instituto de Tecnología (CalTech), organismo en el que oficializó su ingresó y en el que ocupó la cátedra Linus Pauling de Química Física desde 1990 hasta su muerte. Ahmed H. Zewail ideó una técnica de pulsos mediante la que se pueden determinar las uniones o...

Ahorro de alumbrado

Mejora del sistema de producción artificial de luz, a fin de evitar el despilfarro energético. La necesidad del hombre de poder ver en la oscuridad le llevó a concebir procedimientos de creación de luz por medios artificiales. El primer sistema que ideó fue el empleo del fuego en antorchas; luego, éstas se vieron sustituidas por las lámparas que empleaban diversos combustibles, como alcohol, petróleo o gas, pero la verdadera revolución en el alumbrado artificial se logró en 1879, cuando Thomas Alva Edison inventó el alumbrado por incandescencia. Este sistema se basa en hacer circular la corriente por un filamento metálico. Como consecuencia, dicho filamento se calienta y termina por ponerse al rojo blanco, en cuyo momento emite luz. Debido a la alta temperatura a que se ve sometido, para evitar su combustión, debe hallarse en el interior de una ampolla, y en el seno de un gas inerte. En este sistema de producción de luz, un tremendo porcentaje de la energía eléctrica que se...

Ahorro pasivo de energía

Mejora de las condiciones de utilización de los recursos energéticos, a fin de evitar su despilfarro. El indudable hecho de que las fuentes de energía masivamente empleadas en la actualidad no son inagotables ha movido a los gobiernos de todas las naciones desarrolladas a promover entre sus respectivos ciudadanos una política de ahorro energético, encaminada a reducir al máximo el gasto de los recursos existentes. Esta economía de la energía puede efectuarse de dos maneras: activa y pasiva. La primera consiste en prescindir del uso de cualquier dispositivo que consuma energía. En este sentido, se adoptarían actitudes como, por ejemplo, el abandono del transporte privado, sustituyéndolo por el público, lo que supone para muchas personas una disminución de su calidad de vida. El ahorro pasivo, por el contrario, no implica prescindir de comodidad alguna, sino más bien de no hacer gastos innecesarios, no sólo en lo referente a la energía, sino que puede extenderse a otros recursos de...

Aire

El aire es la mezcla de gases transparente, inodora, incolora e insípida que rodea la Tierra. Se trata del material del que la atmósfera terrestre se encuentra formada. El 99% de su composición está constituido por nitrógeno y oxígeno. De estos dos gases, el nitrógeno, que se halla presente en un porcentaje mayor, es un gas estable y resulta inerte para los seres vivos. El oxígeno, presente en un 21%, es el que cuenta con una verdadera importancia. Este gas resulta fundamental para la respiración de los seres vivos. Es, por tanto, indispensable para la vida. No obstante, el oxígeno también depende de los seres vivos. Una de sus fuentes de producción es el proceso de fotosíntesis que realizan los vegetales, los cuales toman de la atmósfera luz solar, agua y dióxido de carbono, y vierten en ella oxígeno a modo de desecho. El 1% restante de la composición del aire está integrado por otros gases, agua −en estado sólido, líquido y gaseoso− y partículas sólidas en suspensión, que pueden...