martes, 26 de julio de 2011

FISION NUCLEAR Y RADIACTIVIDAD: la ciencia de las armas nucleares.

Señal de riesgo por radiación ionizante (Crédito: Wikipedia)

 (Esta entrada participa en la edición XXI del carnaval de la fisica cuyo anfitrión en este mes de julio es Cristian Ariza coordinando el evento desde su vaca esférica )


ADEVERTENCIA: La información aquí expuesta tiene fines exclusivamente acedémicos y forma parte de un trabajo de investigación en mi formación profesional, éste artículo no esta destinado de ninguna forma a otro uso que no sea el educativo, con el mismo mis objetivos son los de estudiar y entender como funcionan y están fabricadas las armas nucleares, especificamente una bomba de plutonio por fisión nuclear. Con el mismo NO fomento el uso de la teoría con fines bélicos y destructivos. Yo creo en la paz, el cariño, el perdón y el amor hacia todos mis semejantes y practico la filantropía como uno de mis principios básicos de ética y comportamiento social.



Introducción
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"…Lunes 6 de agosto de 1945, 08h16 una bomba nuclear como jamás antes había conocido la humanidad es lanzada sobre la tranquila ciudad japonesa de Hiroshima, todo objeto y ser viviente dentro del radio de alcance de 16km es calcinado a una temperatura de un millón de grados Celsius y arrasado a la velocidad del sonido,  más de cien mil personas y cuarenta mil edificios desaparecen del mapa en menos de una millonésima de segundo, tres días después una bomba de similares características nucleares es lanzada sobre el puerto de Nagasaki con el resultado de ochenta mil víctimas;  éste fue el resultado de tres años de trabajo por parte de físicos e ingenieros americanos y más de dos mil millones de dólares que fueron necesarios para la investigación, desarrollo y posterior uso de la energía nuclear con fines bélicos dentro del marco de la segunda guerra mundial. El 2 de septiembre del mismo año a bordo del USS MISSOURI una delegación japonesa hacía oficial la rendición de Japón poniéndole así fin a la segunda guerra mundial y evitando el uso de más armamento nuclear que en palabras de los emperadores japoneses de aquel entonces podría extinguir la raza humana de la faz de la tierra para siempre…”
 

Vamos a echar un vistazo “a vuelo de pájaro” y de forma muy general a un área compleja de la física moderna que usada con fines bélicos es sumamente destructiva y peligrosa dados sus efectos secundarios pero que en pro del desarrollo tecnológico e industrial es una fuente de energía muy grande y “limpia”. En este primer artículo me propongo explicar de la forma más simple, completa e interactiva posible como está constituida una bomba nuclear, como se detona, de donde se crea la enorme cantidad de energía que produce así como los elementos necesarios para inducirla, a futuro hablaré sobre “energías limpias y reactores nucleares” así como también del combustible atómico que impulsa a las sondas Voyager a los confines del sistema solar.
Antes de empezar es importante tener en cuenta que:
  • ·         No tocaré a fondo las formas de desintegración radiactiva de ciertos elementos
  • ·         No es mi objetivo el dar un sentido de argumentación a favor o en contra de la utilización de la energía nuclear con fines pacíficos.
  • ·         No promuevo el uso de la energía nuclear con fines militares
  • ·         Al ser éste un tema de interés social, toda la información aquí descrita puede ser utilizada con fines educativos y de divulgación pública, siempre escribiendo las fuentes de información.
Nuevo símbolo de advertencia de radiactividad adoptado por la ISO en 2007 para fuentes que puedan resultar peligrosas. Estandard ISO #21482 (Credito: Wikipedia)

Sin más empecemos…

Todo comienza con la ecuación más famosa y sencilla (en mi apreciación) en la historia de la física, descrita y publicada por el físico alemán de origen judío Albert Einstein a principios del siglo XX  su ecuación e = mc² (energía = producto de masa por el cuadrado de la velocidad de la luz) lo que nos dice es que la materia es una propiedad más de la energía, dicho en palabras más simples una pequeña cantidad de materia contiene una enorme cantidad de energía,  en la naturaleza su uso más frecuente se da en la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein, tema del que trataré en otra ocasión. 

Para entender de forma apropiada y coherente el funcionamiento de una bomba de fisión nuclear es necesario revisar algunos conceptos fundamentales que nos permitirán tener una idea más clara y precisa del concepto sobre el cual se sustentan las armas atómicas, el primero de ellos es el de RADIACTIVIDAD.

La RADIACTIVIDAD es una propiedad de algunos núcleos atómicos llamados radiactivos mediante la cual emiten radiaciones cuando se desintegran. Una radiación no es más que el fenómeno de propagar partículas (como fotones)  o energía a través del espacio. Son radiactivos los núcleos que se encuentran en la naturaleza con un Z (z significa número atómico) más grande que el correspondiente al plomo 82. Muchos de los elementos con Z más pequeño producidos por el hombre también son radiactivos, los núcleos radiactivos emiten espontáneamente una o más partículas para transformarse en un núcleo diferente. Estas radiaciones tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre las más conocidas.    

La ionización es un proceso químico o físico mediante el cual se producen iones, estos son átomos o moléculas cargadas eléctricamente debido al exceso o falta de electrones respecto a un átomo o molécula neutro. Debido a esta capacidad se les suele denominar radiaciones ionizantes, éstas radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas (rayos X o rayos gamma) o corpusculares (núcleos de helio, electrones, positrones o protones u otros) La radiactividad es una propiedad de los isótopos (átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en masa) que son "inestables" es decir, que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que, para alcanzar su estado fundamental, deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética. Esto se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X) o de sus nucleones (emitiendo rayos gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones, neutrones, protones o partículas más pesadas) y en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el uranio que, con el transcurrir de los siglos, acaba convirtiéndose en plomo. Dicho en términos más sencillos la radiactividad es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos inestables que son capaces de transformarse o decaer espontáneamente en núcleos atómicos de otros elementos más estables.

De los 1700 isótopos que se conocen sólo 260 son estables. El isótopo más estable que existe es el Hierro-56, debido a que su núcleo tiene la más alta energía de enlace por nucleón. Es un elemento tremendamente especial, ya que es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero que se produce a través de una fisión.

En el siguiente gráfico podemos apreciar la estabilidad de los isótopos dependiendo de su número másico y de su número atómico, un isótopo no es más estable cuando su número de protones y neutrones son semejantes sino cuando mas pesado es el átomo más neutrones hacen falta para contrarrestar las fuerzas repulsoras de tanta carga positiva; sin embargo, existe una tendencia y los que se alejan de esta tendencia son más inestables, los que están en el centro son más estables.

El color indica el periodo de semidesintegración de los isótopos radiactivos conocidos, también llamado semivida. Obsérve que un ligero exceso de neutrones favorece la estabilidad en átomos pesados (Crédito: Wikipedia)

En términos generales existen dos procesos que permiten al átomo aumentar la energía de enlace por nucleón en su núcleo atómico, estos son:

1.- Desintegración radiactiva estructural: Es aquella en la que el átomo varía su estructura interna para ser más estable, existen varios tipos:
Alfa.- emisión de partículas con dos protones y dos neutrones. Estas partículas son idénticas a núcleos de helio (4He) son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Son poco penetrantes, aunque muy ionizantes y muy energéticas  .
Beta.- hay dos tipos de desintegración, beta positivo y beta negativo. El beta positivo es una emisión de un positrón acompañado de un neutrino. El beta negativo es la emisión de un electrón acompañado de un antineutrino Es más penetrante, aunque su poder de ionización no es tan elevado como el de las partículas alfa. Por lo tanto, cuando un átomo expulsa una partícula beta, su número atómico aumenta o disminuye una unidad (debido al protón ganado o perdido)



Captura electrónica.- En la captura electrónica, un protón del núcleo captura un eletrón de las capas mas internas para convertirse en neutrón (necesita anular las cargas). Se libera un neutrino
Fisión:- En esta desintegración radiactiva, un átomo se divide en dos átomos más o menos la mitad de pequeños, liberando dos neutrones con cantidad de energía. Se puede provocar si un netutrón colisiona con un átomo. Y puesto que la reacción libera dos neutrones, esto permite las reacciones en cadena (ya que cada átomo puede activar a dos más, que a su vez activaran a dos más cada uno).

2.- Desintegración radiactiva no estructural: en muchas de las reaciones de desintegración radioactiva estructural, es muy posible que uno de los nucleones quede en un estado excitado (similar a los electrones en los orbitales atómicos, excepto que con mucha mas energía). Este nucleón, para volver a un estado no excitado de energía, libera un fotón muy energético que es lo que se conoce como radiación gamma.

Gamma.- es la emisión de fotones de frecuencia muy alta. El átomo radiactivo se conserva igual, pero con un estado de energía menor. Se trata de ondas electromagnéticas. Es el tipo más penetrante de radiación. Al ser ondas electromagnéticas de longitud de onda corta, tienen mayor penetración y se necesitan capas muy gruesas de plomo u hormigón para detenerlas y por tanto es el tipo de radiación más peligrosa que existe para el hombre.

Esquema gráfico de emisión radiactiva de un nucleo.

La RADIACIÓN ES PELIGROSA PARA EL HOMBRE debido a que INTERACCIONA CON LA MATERIA. De los dos tipos de radiación la ionizante y la no ionizante la más peligrosa es la ionizante porque interactúa con la materia a diferencia de la no ionizante que no interactúa “mucho” con la materia

Imaginemos que estamos en un laboratorio que tiene esas típicas imágenes que he colgado en este artículo por todas partes. ADVERTENCIA, PELIGRO DE RADIACION IONIZANTE de pronto suena una alarma, se desata el pánico y empezamos a correr lo más lejos y rápido que nuestros pies nos lleven; el peligro es porque si es radiación ionizante, significa que tiene la suficiente “inercia” para que  cada vez que choca contra otro electrón en su camino para frenarse lo arrancará de su órbita, dejando un ión donde antes existía un átomo neutro. Un solo electrón puede producir cientos de miles de ionizaciones antes de frenarse ¿Qué pasaría si ese tipo de radiación nos alcanza? Bueno que cuando estos electrones impacten continuamente contra nuestras células; ionizaran átomos que forman proteínas, cadenas de nucleótidos, etc. rompiéndolos y muy probablemente terminaremos con cáncer.

La radiación gamma es “más difícil de detener” y las posibilidades de que nos alcance (dado el hipotético caso de alarma por radiación) son más altas, ésta radiación gamma es la más peligrosa de todas, puesto que al ser un fotón, por muy energético que sea tiene una baja probabilidad de interactuar con la materia, por lo tanto de llegarnos el daño que haga estará muy repartido.

LA BOMBA DE FISION NUCLEAR.
Bien hemos hablado muy ligeramente acerca de la radiactividad, y es hora de echar un vistazo a uno de los monstruos de la segunda guerra mundial.

El mecanismo de funcionamiento de esta bomba en palabras sencillas se basa en el hecho de dividir o fisionar la mayor cantidad de átomos en este caso de una masa sub crítica de plutonio (PU) ésta inicia cuando un átomo de PU-239 absorve un neutrón adicional, se bombardea con neutrones la masa crítica (cantidad mínimo de material necesario para que se mantenga una reacción nuclear en cadena) y ésta se fisiona liberando energía.


 
El plutonio se coloca en forma de una esfera, la cual puede o no ser hueca. La detonación se produce haciendo explotar una carga de un explosivo convencional que rodea la esfera, aumentando así su densidad (y haciendo colapsar la cavidad interna si es que la hubiera)

Esta bomba atómica debe almacenarse en configuración subcrítica hasta el momento en que se la desee detonar. En el caso de una bomba de uranio, basta con mantener el combustible en forma de piezas separadas, la dimensión de cada una de ellas es menor que el tamaño crítico tanto porque sean muy pequeñas o porque sus formas previenen alcanzar la criticidad. Para producir la detonación, las partes de uranio se juntan rápidamente. En Little Boy (asi llamaron a la bomba que estallo sobre Hiroshima) esto se realizó disparando una pequeña parte de uranio desde un cañón tipo arma de fuego hacia un agujero correspondiente ubicado en un pedazo mayor de uranio, un diseño conocido como bomba de fisión de tipo revolver.

También sería posible construir un explosivo de PU-239 con una pureza teórica del 100%. Pero en la realidad esto no es práctico porque el PU-239 "de calidad armamento" esta contaminado con pequeñas cantidades de PU-240, el cual posee una fuerte tendencia hacia la fisión espontánea. Por esta razón, en un arma del tipo revolver se produciría una reacción nuclear antes de que las masas de plutonio estuvieran en la posición adecuada para producir una explosión de magnitud. Aún teniendo en cuenta la impureza en PU-240, se podría en principio construir un arma tipo revolver. Sin embargo no sería un arma demasiado práctica, ya que debería ser muy larga para acelerar la masa de plutonio a muy altas velocidades para compensar los efectos mencionados anteriormente.


¿Cómo funciona?
un átomo muy pesado puede ser fácilmente inestable. La manera mas sencilla de desestabilizarse es reduciendo drásticamente su peso atómico, y para ello el camino mas rápido es la fisión. El átomo se parte en dos trozos grandes y varias partículas subatómicas, entre ellas varios neutrones. Existen varios elementos fácilmente fisionables, el Uranio-235 o el Plutonio-239 son los dos ejemplos más famosos, veamos como funciona una bomba nuclear con una esfera de plutonio:

1.- ESFERA DE PLUTONIO Se necesita un núcleo casi puro de PU-239, un isòtopo específico de plutonio para la mejor explosión. PU-239 El plutonio para armas nucleares se hace al bombardear uranio, específicamente U-238 con neutrones. El Uranio pasa por varios cambios para convertirse en PU-239 pero si el plutonio captura un solo neutrón demás se convierte en un isótopo más pesado PU-240 el problema es gave porque el PU-240  se fisiona con demasiada facilidad como para ser utilizado en una bomba, aún así sólo el 5% del núcleo del plutonio es PU-240 podría hacer que la bomba estallara de manera prematura o parcial.


2.-  IMPLOSIÓN.- Para lograr la fisión nuclear debe haber varias explosiones simultáneas, para esto se utilizan altos explosivos llamados "lentes" porque se les dá la forma para enfocar su onda de choque hacia el nucleo (para crear la implosión que comprime el PU-239 en la masa supercrítica necesaria para iniciar la fisión. Los lentes deben detonar al mismo tiempo exactamente creando una onda de choque que comprime la esfera de manera uniforme antes de estallar el dispositivo problemas potenciales: Es muy dificil calcular la implosión. Una carga eléctrica que viaja hacia los detonadores ubicados a distancias distintas debe llegar a cada lente en trillonésimas de segundo de diferencia entre cada uno, además la falla de un solo lente alteraría la longitud de onda de compresión evitando que la esfera se comprima simétricamente.

  
3.- REACCIÓN EN CADENA.- Para obtener una mejor explosión hay que dividir la mayor cantidad de átomos de plotonio, tras la implosión inicial el rebotador; una capa de metal rodeando la esfera regresa la onda de choque nuevamente hacia el centro para comprimir aún más el PU-239. Otra capa metalica llamada Reflector regresa los neutrones que escapan al núcleo de fisión de la bomba. El retardador, la capa final de un metal pesado como el tungsteno, evita que el dispositivo se desarme permitiendo la mayor fisión posible. un problema potencial aqui es que una bomba de plutonio dará los mejores resultados sólo si cada fracción de PU-239 está controlada. Si cualquiera de las capas falla (por ejemplo si el reflector deja pasar mcuhso neutrones o si el retardador no puede evitar que la bomba se deshaga antes de que la fisión esté completa) la explosión resultará relativamente pequeña.   
Esquema gráfico de una bomba nuclear.

En el siguiente video la distancia de la camara fue de 10km en el punto de estallido, véase el efecto que tiene esta bomba al estallar.
                                   

EL FIN DE LA SEUNDA GUERRA MUNDIAL Y EL INICIO DE LA GUERRA FRIA

Después de descubrir la capacidad de destrucción de las bombas nucleares las principales potencias del mundo se pusieron a crearlas. En un principio solo EE.UU., la U.R.S.S., Francia y el Reino Unido disponían de ellas, pero mas tarde la India, China o Israel entre otros empezaron los ensayos de explosiones nucleares.
Una bomba nuclear explotará diseminando por toda la atmósfera cientos de tipos distintos de isotopos radioactivos. La mayoría tiene una un tiempo de vida corto, y a los segundos o a los meses, ya han desaparecido. Sin embargo otros, tardan décadas, cientos o incluso miles de años en desaparecer. Durante la historia de la humanidad se han detonado unas 1500 bombas atómicas (mas o menos 30 de ellas en la atmósfera), liberando ingentes cantidades de Cesio-137 y Estroncio-90 (Cuando el Uranio se divide en dos, normalmente lo hace en Cesio-137 y Estroncio-90). Durante la década de los 60-70 se detonaron tantas bombas que saltó la alarma, en varios países nórdicos, los niveles de Cs-137 eran realmente preocupantes.

La tecnología evoluciona rápidamente; el 1 de Noviembre de 1952, los americanos prueban con éxito a “Mike”, la primera bomba termonuclear de la Historia. Fue detonada en las Islas Marshall, bajo el proyecto Manhattan.Una bomba termonuclear en lugar de fisionar material muy pesado,  fusiona material muy ligero, isotopos del Hidrógeno, por ejemplo, la energía liberada es mucho mayor. Sin embargo y aunque la reacción es muy energética, hace falta una gran cantidad de energía inicial, Para conseguir esa energía inicial se usa una bomba de fisión, que proporciona suficiente energía para iniciar la fusión.

Plutonio en planta nuclear japonesa
 Estoy conciente de que éste es un artículo que explica muy breve la teoria nuclear y uno de sus usos, aquí no hablo sobre reactores nucleares, contaminacion medioambiental y peligro para la salud de seres vivos asi como también una explicación más detallada acerca de la radiactividad, pero eso es materia de fisica nuclear, la cual con el tiempo complementaré en éste u artículos futuros.

Estoy abierto a cualquier pregunta, sugerencia o corrección que a bien tengan hacerme en éste u otros artículos de éste blog.



WEBGRAFIA Y BIBLIOGRAFIA

Imágenes: internet y wikipedia
Videos: youtube
referencias en: www.eltamiz.com
Fisica general de Frederick J Bueche (Ed Mc Graw Hill)
Fisica universitaria de Resnick - Hollyday
Dias que marcaron el mundo - Documental sobre los ataques nucleares en Hiroshima y Nagasaki (BBC - London)


jueves, 2 de junio de 2011

"RUNNING" PARA TODOS (mejora tu salud, tonifica tu cuerpo y baja de peso: la ciencia detrás del deporte)

Correr tonifica, elimina grasas, favorece al corazón, estimula la agilidad, pone más resistencia a la fatiga y mejora el equilibrio mental, una de las cualidades más buscadas hoy en dia por toda la humanidad.
Segun señalan los expertos una de las cualidades del running es que el cuerpo se pone en acción sin la necesidad de seguir ritmos ajenos, no exige tiempos, ni niveles; los objetivos son personales. Por eso es una de las actividades mas simples y completas a la vez.

Mas Placentero:
Desde siempre, correr fue una de las premisas para mantener un buen estado fisico y una mente relajada. Sus beneficios son múltiples, además está comprobado científicamente que al practicar cualquier tipo de deporte, incluso una caminata rápida, el cuerpo genera endorfinas. Esta sustancia conocida como "la hormona de la felicidad" actua como neurotransmisor que logra inhibir la transmisión del dolor, regula el apetito, libera las hormonas sexuales y por ende genera una genuina sensación de bienestar.

Buenos motivos
Según detalla el "Club Road Runners of America" son diez los principales motivos por los cuales "correr es bueno"
  1. Es el modo más efectivo para obtener una buena salud cardiovascular. Treinta minutos diarios, cuatro dias a la semana le otorgarán una muy buena aptitud física en el más corto plazo.
  2. Es el deporte aeróbico de más fácil acceso. Sin importar donde viva, a donde viaje, siempre encontrará un lugar donde pueda correr.
  3. Es fácil aprender y no cuesta. Todos saben como correr y es simple adquirir informaciónsobre entrenamiento.
  4. Es la mejor forma que existe para liberarse del stress.
  5. Es un buen ejercicio en cualquier programa de control de peso. Pocas otras actividades quemas calorías tan rápidamente.
  6. Correr es un método de entrenamiento flexible. Puede hacerlo a su propio ritmo, con o sin compañía y sea en el momento que a usted le sea conveniente.
  7. Lo hace sentir bien. Su salud , su autoestima y confianza se incrementarán con un entrenamiento regular.
  8. Ofrece oportunidades únicas a los que corren por diversión, de encontrarse con atletas reconocidos mundialmente.
  9. Se puede practicar en familia y a cualquier edad.
  10. Está en buena compañía. Millones de personas practican este deporte ya sea por diversión, para mejorar su estado fisico o para competir. Usted encontrará clubes de corredores en todas las comunidades.  
  
Consejos para un calentamiento adecuado antes de una competencia

¿Qué sabemos hasta ahora?
Antiguamente se pensaba que la ingesta de carbohidratos para retrasar la fatiga y mejorar el rendimiento durante el ejercicio, era una practica adecuada sólo si la duración del mismo era de dos horas o más; sonembargo los carbohidratos también pueden ser benéficos durante el ejercicio continuo de mayor intensidad con una duración de cerca de 1 hora y durante el ejercicio intermitente de alta intensidad.

                                           

Por lo general una rutina de ejercicios en el gimnasio nos toma entre 45 minutos y 2 horas si es que decidimos realizar actividades adicionales como Tae bo, baile, entre otras; por lo cual es necesario considerar una correcta hidratación con una bebida que no sólo reponga agua y sales minerales que perdemos por la sudoración, sino que aporte también una dosis mínima de carbohidratos necesaria para proporcionar energía al musculo en actividad, asegurando asi el retraso de la aparición de la fatiga y, obviamente, un mayor rendimiento, el cuál nos permitirá culminar la rutina de ejercicios sin problema, garantizando la pérdida de masa grasosa.
El colegio Americano de Medicina del Deporte asegura que para que una bebida pueda recibir el nombre de Bebida Rehidratante debe contener entre 6% y 8% de carbohidratos, 20 - 30 mEq (miliequivalentes) Sodio y de 2 - 5 mEq de Potasio.

                                          

Un calzado correcto para correr.

El calzado se recomienda para entrenar o competir principalmente dependiendo de la persona que lo utilice. Pare ellos es necesario determinar el peso del atleta, el peso del calzado y la distancia a recorrer. ¿Qué debemos tener en cuenta?

  1. PESO DEL ATLETA.- permite determinar el nivel de amortiguación necesario y el nivel de desgaste que sufrirá el calzado.
  2. ZONA DE DESGASTE.- dependiendo del tipo de pisada del corredor, la suela tendrá un desgaste específico.
  3. SISTEMAS DE AMORTIGUACIÓN.- se hallan ubicadas en la parte externa del talón debido a que es la zona del primer y mayor impacto. El material de adiprene está compuesto de Neroprene y Nitrón que brinda maxima absorción contra impactos.
  4. RECORRIDOS POR SEMANA.- permite estimar el nivel de desgaste que sufrirá el calzado.
  5. MEDIDA DEL CALZADO.- debemos contemplar medio punto adicional para evitar el roce de los dedos con la puntera del pie, aproximadamente 1cm.
  6. TECNOLOGÍA DEL CALZADO.- el conocimiento del calzado y su tecnología permite reucir el riesgo de lesiones, tener mayor comodidad y obtener un rendimiento deportivo superior.
  7. PIE DE ATLETA.- es necesario antes de elegir el calzado adecuado determinar si el atleta posee pisada supinadora, neutral o sobre pornadora.
Tipos de pisada

SOBREPRONACIÓN.
La característica del pie sobrepronador copnsiste en un derrumbamiento del pie hacia la zona de interna del mismo. Es bastante común de hecho es una amortiguación natural de la biomecánica corporal.

NEUTRO
Significa que los tobillos no tienden a girar ni hacia el interior ni hacia el exterior del pie; cuando uno corre.

SUPINACIÓN
Significa que los tobillos tienden a girar hacia la parte exterior del pie, cuando se produce el impacto originado por un arco de pies sumamente pronunciado y elevado generando roces continuos con los dedos externos de los pies.

Alimentación del corredor
Si mantiene una dieta saludable y equilibrada estará obteniendo todos los nutrientes que necesita para hacer ejercicio regularmente. Los carbohidratos y las grasas son dos de las fuentes de energía ampleadas al correr. Los carbohidratos proceden de las féculas y proporcionan a los musculos la glucosa que necesitan. Durante períodos de ejercicio prolongado, la grasa también se emplea como fuente de energía Cuanto más tiempo pase haciendo ejercicio. mayor será la contribución de grasa como combustible. Las proteínas son una fuente de energía menor, pero fundamentalmente es que ayudan a reparar y desarrollar los músculos.
                                       
El día de la carrera...
Hay algunos factores calves que ayudan a obtener su mejor rendimiento en ese dia. Uno de los más importantes es no comer ni beber nada antes o durante la carrera que no haya probado en lso entrenamientos.

Antes....
Si vas a correr más de 90 minutos por ejemplo, una maratón o media maratón, se recomienda seguir un programa de reposición de carbohidratos en los tres días anteriores a la carrera. Esto implica reducir el entrenamiento y aumentar la cantidad de féculas en su dieta. La noche previa a la carrera, se debe comer algo rico en carbohidratos con proteinas sin grasa, como por ejemplo pasta o salmón. Este menú jnto con la reposición de carbohidratos es importante para aumenrar al máximo las reservas de energía en los músculos.

Duante...
En una carrera de mas de 90 minutos probablemente necesite comer algo durante la carrera para mantenerse en marcha, como por ejemplo fruta o frutos secos, barras energéticas. Beber lo suficiente cuando se está corriendo es fundamental. El agua sin más está bien pero también se puede usar bebidas isotónicas (gran capacidad de rehidratación)

Después....
Intente comer algun fécula (Una fécula es un carbohidrato que se encuentra en las semillas, tubérculos y raíces de algunas plantas, como el maíz, la papa, mandioca, etc.) dos horas después de terminar la carrera. Los músculos pueden reponer la energía el doble de rápido durante este período. También necesitará volver a hidratarse después de la carrera pues es muy importante asegurarse de que se está bien hidratado con agua o bebidas a base de extractos. 

Lo principal es ocnseguir el equilibrio correcto entre una alimentación variada y unos ejercicios.
  • El pescado, la carne, los huevos y las legumbres son una buena fuente de proteínas. También en su dieta se debe incluir lacteos como leche, queso y yogurt
  • Tomar al menos cinco raciones de frutas y verduras al día. Las variedades congeladas y secas y en conserva también cuentan como frescas.
Técnicas de elongación y flexibilidad.

Primero es importante diferenciar entre un trabajo de elongación y flexibilidad.  La flexibilidad es la capacidad que tenemos de ejecutar movimientos de nuestras articulaciones y músculos donde se manifiesta gran amplitud articular y estiramiento muscular debido a la baja resistencia de las estructuras musculares y articulares.  Generalmente nos referimos a un trabajo de elongación cuando realizamos un movimiento por debajo del nivel máximo de amplitud articular o estiramiento muscular, es decir apuntamos a mantener un ángulo de movimiento.  Un trabajo de flexibilidad, en cambio, apunta a incrementar los angulos de movimiento, es decir por encima del nivel máximo de amplitud articular y estiramiento muscular. Obviamente esto no quiere decir que forcemos más allá de cierto límite ya que podemos ocasionar lesiones. Un trabajo de flexibilidad no debe ser realizado sin un calentamiento previo.
Una movilidad óptima de las articulaciones es un requisito indispensable para el perfeccionamiento técnico de la carrera.  Una movilidad insuficiente limita la manifestación de las cualidades de fuerza, coordinación, velocidad y deteriora el rendimiento del entrenamiento.
A contiuación detallamos algunas técnicas que pueden ser aplicadas para un trabajo de elongación o flexibilidad.
En el siguiente gráfico se exponen los ejercicios más importantes a desarrollar en esta fase. La duración no sobrepasa los 4 minutos.


Lesiones más frecuentes

Las lesiones más frecuentes son aquellas que se producen por la repetida tensión a la que se ven sometidas las estructuras oseomusculares y articulares de las extremidades inferiores, producidas por el impacto contra la superficie que se realiza en cada zancada. También tiene una gran influencia en la generación de lesiones la forma de correr, el tipo de superficie por la que habitualmente se entrena y, sobre todo, la forma con la que el pie entra en contacto con el suelo, es decir, la pisada.

Periostisis.
La periostisis es la inflamación del periostio, que es la membrana que recubre el hueso. Es producida por el continuo impacto y tracción que los músculos generan sobre el hueso en el que se insertan provocando una vibración continua que provoca la inflamación de la membrana ósea. La más común entre los corredores es la periostisis tibial, producida por el periostio de la tibia y generada por los musculos tibiales.      

Cómo combatir estas molestias
Antes que aparezcan las primeras molestias, siempre será más eficaz un buena prevención. Ésta se consigue fortaleciendo los músculos que se ven implicados, así como estiramientos de los mismos antes y después del entrenamiento. En el caso de la periostitis tibial es conveniente fortalecer los músculos peroneos, flexores y extensores de los dedos del pie, gemelos y soleo.

Rodilla del corredor.
La rodilla del corredor o síndrome de estrés rotuliano está caracterizada por un dolor en la cara anterior de la rodilla asociada al roce que se produce entre la rotula y el fémur. La causa más común es la mala alineación de la rótula, y el desgaste del cartilago articular. Puede deberse a la excesiva pronación en la pisada, a correr por superficies irregulares y a acortamientos estructurales en las extremidades inferiores.
 
La mala alineación en la rótula puede deberse a descompensaciones musculares entre los musculos anteriores (cuádriceps) y los posteriores (isquiotribiales) Lo más común es el acortamiento de estos últimos por hipertonía muscular.

Como medida preventiva se deberán fortalecer los cuádriceps realizando ejercicios isométricos con la pierna estirada completamente: los ejercicios que impliquen una flexoextensión no sirven.
También se debe profundizar en el esiramiento de los isquiotibiales por el posible acortamiento de éstos y de los cuádriceps a su vez. Si éstos problemas persisten se deberá realizar un estudio biomecánico, y dinámico de la pisada en la marcha, a fin de evaluar las posibles irregularidades que pueden provocar estas dolencias, llevando a un tratamiento más específico para la corrección de la mala alineación de la rodilla y la pierna.

y finalmente...
Consejos para evitar lesiones.

Las lesiones en los atletas están a la orden del día. Al ser un deporte "traumático" hay que tener algunas cosas en cuenta para evitar que las fastidiosas lesiones aparezcan.

  1. Escoge el calzado adecuado.- según la distancia que corras y el terreno y el zapato será distinto. Mas o menos amortiguación para pronadores, supinadores o corredores universales, ademas talla decuada.
  2. Cuidado con el sobreentrenamiento.- mucho volúmen de entrenamiento genera un estrés excesivo en huesos, músculos y ligamentos. Si hace poco empezaste a correr no se debe tener prisa y peor aún cometer el error de empezar con sesiones muy largas. El principio de progresión de menos a más es el mejor fisioterapeuta para cuidar las lesiones. Dar tiempo al cuerpo de asimilar los entrenamientos y respetar los descanzos es importante pues la mayor parte de las lesiones son causadas por microtraumas por un exceso de entrenamiento, el lema es "no por correr mas tiempo se entrena mejor"
  3. No olvidar los ejercicios de fuerza y estiramiento.- estirar antes y depués del entrenamiento de carrera es importante para prevenir lesiones y recuperar antes, dá al músculo ese punto más de flexibilidad para evitar que se rompa cuando vamos al límite. La fuerza, además de hacernos mejorar tiempos, hará nuestros músculos y ligamentos más fuertes protegiéndoles así de posibles lesiones.
Fuentes:

miércoles, 25 de mayo de 2011

Modelo matemático de crecimiento microbacteriano.

Ésta entrada participa en la edición 2.4 del carnaval de matemáticas EN SU NUEVA WEB SITE cuyo anfitrión es en esta ocación el blog de Clara Grima en sus SEISPALABRAS 

Ahhh... la vida, la hermosa y maravillosa vida nos depara a veces momentos y circunstancias tan especialmente dificiles y complejas, lo digo porque hace tres meses mi abuela sufrio un terrible accidente de transito que le degeneró en una terrible infección que por poco le cuesta la amputación de su miembro, muy tristes todos la familia unida en momentos tan dificiles como éste fue una mañana en el hospital cuando hablando con el infectólogo que estudio las bacterias y la forma de combatirlas me surgió la siguiente pregunta:
¿habrá algun modelo matemátio para determinar el crecimiento y vida de estas bacterias?
la respuesta: SI

A veces se me ocurre unir las matemáticas a hechos tan aparentemente desconectados como una terrible infección en mi amada abuelita... empecé a investigar de acuerdo a los datos del buen infectólogo extranjero que trató a la abuela y finalmente es asi damas y caballeros de esta comunidad científica que he preparado la exposicion en detalle de la progresión geométrica y logaritmica de la vida de estas bacterias.

El articulo esta escrito en Word (debo aprender como todo buen matemático a editar mis trabajos en LyX de LaTeX como mi buen amigo Diego Jarrin me insiste) sinembargo es un trabajo bastante bueno y albergado en Scribd, me molesta un poco no contar con las herramientas matemáticas adecuadas para escribirlo directamente en el blog.
Espero sea de su completo agrado y despierte la curiosidad y el interés pués pienso que la ciencia cuando no despierta curiosidad es como un poema que en oidos de una hermosa princesa no despierta sentimiento alguno.

Modelo Matematico de Crecimiento de Bacterias

NEE-01 PEGASO(1er satélite ecuatoriano) y la Ley de Gravitación Universal

Esta entrada participa en la edicion XIX del carnaval de la fisica cuyo anfitrión es SCIENTIA

La razón principal de esta entrada es dar a conocer a la comunidad y a la blogosfera a través del carnaval de la fisica en su edición XIX que las estrellas se pueden alcanzar y amparados y sustentados "en hombros de gigantes" Ecuador como nación está dando sus primeros pasos en materia astrofisica y aeroespacial creando varios proyectos mediante la EXA (agecia espacial civil ecuatoriana, aceptada y acreditada ya internacionalmente) entre ellos el NEE-01 PEGASO el 1er satélite ecuatoriano desarrollado integramente en Ecuador, pero ¿como se coloca un satélite en órbita? ¿que ecuaciones gobiernan los movimientos y las trayectorias de estos objetos que flotan sobre nuestras cabezas y que gobiernan las telecomunicaciones y la tecnologia actuales? inquietantes preguntas que me parecen facinantes de responder y estudiar pues conocer la mecánica newtoniana, la ley de gravitación universal, y el exponer acerca de nuestro primer satélite ecuatoriano constituye para mi un honor y la piedra angular de ver mis sueños hacerce realidad....

Cuando los sueños se hacen realidad...

¿COMO COLOCAR EN ÓRBITA UN SATELITE?

El 4 de octubre de 1957, un cohete ruso llevó al espacio una esfera de metal: el Sputnik 1. Éste no cayó a la Tierra, ni se perdió en la vastedad del espacio. En un aparente desafío a la fuerza de gravedad, el satélite permaneció cerca del planeta girando a unos centenares de kilómetros de la superficie. Tres meses después se incendió.
A pesar de las apariencias, en realidad los satélites no desafían la fuerza de gravedad. De hecho, siempre están cayendo hacia la Tierra, del mismo modo que la célebre manzana de Isaac Newton, cuya caída le permitió descubrir las leyes de la gravedad. La diferencia esencial entre las manzanas y los satélites es que éstos se mueven a gran velocidad; a unos 30 000 km/h, y a mucha mayor altitud. Esto significa que conforme el satélite va cayendo hacia la Tierra, la superficie de nuestro planeta se curva y se aleja al mismo tiempo de él. Como resultado de este fenómeno, el satélite nunca llega a tocar la superficie terrestre: está en órbita.
Cuando un cohete lanza un satélite, debe imprimirle la velocidad horizontal necesaria para que su trayectoria de caída siempre eluda la Tierra.
Cuando existe una combinación adecuada de impulso ascendente y horizontal, los controladores terrestres pueden colocar un satélite en una órbita de cualquier tamaño y forma, desde la circular hasta la muy elíptica. Cuanto más fuerte sea el impulso ascendente, más larga será la órbita; y a mayor impulso horizontal, más elíptica será ésta también.
Para colocar en órbita elíptica un satélite, desde la Tierra se le imprime el impulso necesario para contrarrestar la fuerza de atracción del planeta; de este modo, el satélite se aleja de la curvatura terrestre. Pero la gravedad de nuestro planeta está constantemente ejerciendo fuerza sobre el satélite y a fin de cuentas éste reduce su velocidad y empieza a caer. Sin embargo, la inercia lateral del satélite lo hace eludir la Tierra y al ir cayendo acelera nuevamente, de manera que cuando ha terminado una órbita, el satélite viaja a una velocidad suficiente para contrarrestar la atracción terrestre y comenzar una segunda órbita elíptica.

Velocidad de escape y órbitas satelitales
La velocidad de escape desde la superficie de la Tierra es 11.2 km/s, lo que equivale a 40320 km/h. La velocidad de escape no depende de la masa del proyectil; tampoco depende de la dirección del lanzamiento.
Un móvil situado fuera de la atmósfera (satélite artificial) animado de un impulso tangencial puede dar lugar a diferentes clases de órbitas según sea la importancia de este impulso como se ve a continuación:
  1. V  < 7.9 Km/seg.- Elipse con caida pues sus focos (puntos de la elipse) estan muy cercanos
  2. V = 7.9 Km/seg.- La órbita es una circunferencia el objeto colocado dará vueltas al rededor de la tierra indefinidamente de no impedirlo el freno que oponen a su marcha pequeñas àrticulas y gases y el mismo rosamiento con la atmósfera. A ésta velocidad se le llama circular.
  3. 7.9 < V < 11.1 [Km/seg].- La órbita es una elipse de eje mayor tanto mas largo cuanto mas su velocidad se aproxima a 11.1 Km/seg y el objeto se moveria en torno a la tierra.
  4. V >= 7.9 Km/seg.- La órbita es una parábola y si la velocidad es mayor formará una hipérbola. A la V = 11.2 Km/seg se le denomina parabólica puesto que ambas curvas (parábola e hipérbola) son curvas abiertas y el objeto impulado con tales trayectorias jamás regresa a la tierra. 

Casi todos los satélites de comunicaciones, que retransmiten mensajes de televisión y telefónicos, están en órbitas circulares sobre el ecuador, a una altura de 35 800 km. Un satélite colocado en una órbita de este tipo gira alrededor de nuestro planeta a la misma velocidad que la de la rotación de la Tierra, de manera que siempre se encuentra encima del mismo punto de la superficie de nuestro planeta.
Las compañías de telecomunicaciones prefieren usar estos satélites que han sido llamados "geoestacionarios", pues parecen estar "estacionados" en el mismo punto debido a que pueden emplear antenas fijas para enviarles señales a los satélites y recibirlas desde ellos, en lugar de tener que seguir un objeto móvil por el espacio.
Aunque se supone que el satélite en órbita debería de permanecer para siempre en el espacio, en muchos casos no sucede así. Si la órbita de un satélite lo acerca unos centenares de kilómetros a la superficie de la Tierra, la atmósfera que todavía hay a esta altitud origina fricciones, o sea un "rozamiento" sobre el satélite. Finalmente, esta fricción acaba por reducir la velocidad del satélite, el cual entra en la atmósfera terrestre y se incendia.

NEE-01 PEGASO, EL PRIMER SATELITE ECUATORIANO DESARROLLADO Y ENSAMBLADO INTEGRAMENTE EN ECUADOR


Desde hace años atras Ecuador inició una nueva etapa en sus desarrollo cientifico y tecnológico al contar con su primer astronauta certificado en Rusia, el Comandante Ronnie Nader lider de varios proyectos llevados a cabo entre la EXA (Agencia Espacial Civil Ecuatoriana) y la FAE (Fuerzas Armadas del Ecuador) con la ayuda de varias personas que han participado de una u otra forma en cada uno de estos proyectos (para mayor información visitar aqui)

hablando un poco acerca de la nave...

El  NEE-01 PEGASO es una nave tipo nano satélite, modelo cubesat 1U, mide 10cm por 10cm  por 75cm con sus paneles solares desplegados; tiene forma cúbica y pesa 1.2 kilogramos. Este satélite lleva a bordo una cámara  con la cual podrá tomar fotos y enviar video en vivo desde la órbita terrestre. Su lanzamiento al espacio está previsto para fines del año 2012 a bordo de un cohete ruso.

El satélite ha sido diseñado y construido completamente en el Ecuador sin asistencia extranjera durante un año por un equipo de la EXA integrado por Ronnie Nader, Sidney Drouet, Manuel Uriguen, Héctor Carrión y Ricardo Allú. El proyecto ha durado en total más de 2 años desde su concepción en Abril del 2009.
Además del video, el satélite transmitirá una señal constante que actúa como radiofaro, la cual es audible y consiste en su identificación y el himno nacional del Ecuador.

La misión primaria del satélite consiste en probar las tecnologías básicas y avanzadas que le permitan a la EXA construir satélites más grandes y potentes en el futuro y la misión secundaria es proveer de una plataforma espacial dedicada a la educación secundaria y universitaria.
El satélite enviará dos señales que serán receptadas y decodificadas por la estación terrena HERMES-A de la EXA en Guayaquil  y transmitidas a los estudiantes por medio de Twitter y Facebook. La primera señal contiene preguntas sobre ciencia y tecnología y la segunda contiene una imagen relacionada con la pregunta, si los estudiantes responden la pregunta exitosamente pueden tener acceso a la cámara a bordo del satélite y verán la tierra desde el espacio en vivo, tal como los cosmonautas la pueden ver en sus misiones espaciales.
Los estudiantes más avanzados podrán tener acceso a la señal pura vía Internet para intentar decodificarla por sus propios medios. EXA proveerá el software necesario sin costo.


...PER ASPERA AD ASTRA...!
(por el camino de piedra... hacias las estrellas)


Fuentes:

viernes, 25 de marzo de 2011

SIR ISAAC NEWTON (1643 - 1727) "A HOMBROS DE GIGANTES"

(Esta entrada participa en XVII edición del carnaval de la fisica que se realiza en VEGA 0.0, la primera participación del blog Ciencia por Barcedavid en el carnaval de la fisica) 

 
...De naturtaleza tímida, reacio a publicar sus resultados para asi evitar controversias y criticas de sus contemporaneos que lo marginaban emocional y afectivamente, uno de los cientificos mas grandes en la historia de la humanidad, sus obras son un portento de la mente humana; nos dejó un legado que se continua hasta ahora, sus teorías sirvieron de base a modernos estudios cientificos, éste es un breve tratado de la vida y obra de Sir Isaac Newton.
  
Un poco a cerca de su vida...

El 5 de febrero de 1676 Isaac Newton escribió una carta a su más acérrimo rival, Robert Hooke que contenia la frase "si he logrado ver mas lejos ha sido porque he subido a hombros de gigantes" (actualmente se cree que esta frase hacía alusión a la estatura bajita de Hooke) presentada a menudo como un homenaje a los descubrimientos cientificos de sus predecesores Galielo, Copernico y Kepler, esta frase se ha convertido en una de las más citadas de la historia de la ciencia. En efecto; Newton reconocio las contribuciones de aquellos hombres, algunas veces en público otras veces en escritos privados. Pero en su carta a Hooke, Newton se referia a las teorías ópticas especialmente al estudio de los fenomenos de las láminas finas a los que Hooke y Descartes habian aportado importantes contribuciones.

Isaac Newton era considerado el padre del estudio del cálculo infinitesimal, la mecánica y el movimiento planetario, y de la teoria de la luz y el color, pero se aseguró un lugar en la historia al formular la fuerza de la gravitación universal y escribir las ecuaciones de las leyes del movimiento y de la atracción en su obra cumbre: PHILOSOPHIAE NATURALIS PRINCIPIA MATHEMATICA     (principios matemáticos de la filosofia natural)
conocido generalmente como Los Principia. En este libro convergen las contribuciones científicas de Copernico, Galielo, Kepler entre otros en una gran sinfonia dinamica. Los Principia, el primer libro de fisica teórica del mundo es unánimemente considerado como la obra mas importante de la historia de la ciencia y el fundamento cientifico del mundo moderno.

  Nweton escribió los tres libros que forman parte de los Principia en tan solo 18 meses y sorprendentemente entre graves crisis emocionales como las debidas a su competición con Hooke, su rencor llegó a tales extremos que suprimió del libro todas las referencias a Hooke aunque no podemos descartar que el mismo sentimiento hacia su colega hubiera sido una de las fuentes de inspiración de los Principia.

Podria escribir e investigar toda la vida de Newton y sus vivnecias no dejarian jmas de sorprendernos, pero he recopilado algunas de las mas trascendentales las cuales presento a continuación;

Datos interesantes...

  • Isaac Newton nació el dia de la navidad de 1642 (según el calendario juliano usado por entonces en Inglaterra, que viene siendo el 4 de enero de 1643 con respecto a nuestro calendario gregoriano) el mismo año de la muerte de Galielo; en la ciudad inglesa de Woolsthorpe en el Lincolnshire. Su madre no tenia muchas esperanzas que sobreviviera ya que nacio muy prematuro. 
  • El Padre biológico de Newton (también llamado Isaac) falleció tres meses antes de su nacimiento y su madre Hannah Ayscough se volvio a casar, ahora con Barnabas Smith un rico clérigo de North Witham, pero en la nueva familia el pequeño Isaac Newton no tenia espacio asi que lo enviaron al cuidado de su abuela Mergery Ayscough, el sentimiento de este abandono junto con la tragedia de no haber conocido a su padre persiguio a Newton el resto de su vida, despreciaba a su padrastro; en su diario en anotaciones en 1662 Newton examinando sus pecados recordó "haber amenazado a mi padre y mi madre Smith con quemarles a ellos y a su casa"
  • Toda su vida Newton tuvo violentas explosiones de rencor no solamente contra supuestos enemigos sino tambien contra amigos y familiares pero simultaneamente manifesto tempranamente el tipo de aptitudes que definirian los grandes exitos de su vida interesandose en modelos mecanicos y en dibujos arquitectónicos, construyendo relojes mecanicos, cometas llameantes, relojes de sol, molinos en miniatura (movidos por ratoncitos) ademas de dibijar detallados esbozos de animales y barcos.
  • A los 5 años asistió a la escuela Skillington y Stoke pero fue considerado uno de los peores estudiantes siendo calificado en los informes de sus maestros como "distraido" y "vago" a pesar de su curiosidad y su demostrada pasión por aprender no consiguió aplicarse en las tareas escolares.
  • Cuando el joven Issac Newton tuvo 10 años, Barnabas Smith murió y Hannah heredo una considerable suma, Isaac y su abuela empezaron a vivir con Hannah, un hermanastro y dos hermanastras. Como el rendimiento de Newton en la escuela era tan precario, Hannah decidió que sería mejor que trabajara en la granja y lo saco de la escuela gratuita de gramática de Grantham. Desafortunadamente para ella Isaac tenia menos aptitudes para llevar la propiedad de la familia que el que tenia por los deberes escolares. El hermano de Hannah, William que era clérigo decidió que sería mejor para la familia que el distraido Isaac volviera a la escuela para terminar su educación.
  • Newton regresó a las labores estudiantiles pero esta vez vivió con el director de la escuela libre de gramatica Jhon Stokens cosa que supuso un cambio de rumbo en su educación. Se dice que de alguna manera un golpe en la cabeza que le propino un matón del patio le iluminó y le permitio corregir el rumbo negativo de sus perspectivas escolares mostrando ahora aptitudes intelectuales y curiosidad, entonces Newton empezo a prepararse para continuar sus estudios en una universidad, la Trinity College, el alma mater de su tio William en la Universidad de Cambridge
  • En Trinity Newton recibia una ayuda para pagar el coste de su educación a cambio de hacer diversos trabajos como servir mesas y limpiar habitaciones para la facultad pero en 1664 fue admitido como becario lo que le garantizó apoyo económico y le permitió liberarse de las tareas domésticas. Cuando la universidad cerró sus aulas a causa de una epidemia de fiebre bubónica en 1665, Newton se retiró al Lincolnshire, en los 18 meses que paso en casa a causa de la epidemia se dedico por su cuenta a la mecánica y las matemáticas, y empezó a concentrarse en óptica y gravitación. ese "annus mirabilis" (año milagroso) como Newton lo llamó fue uno de los períodos mas productivos y fértiles de su vida, pues es en ese período en que cuenta la leyenda, le cayó una manzana sobre su cabeza despertandole de una siesta bajo un arbol y animandole a definir las leyes de la gravitación. Fue el mismo Newton que escribió que la caida de una manzana habia "ocacionado" su irrupción en el estudio de la gravitación y se cree que fue entonces cuando realizó todos sus experimentos con péndulos "Estaba en la flor de mi vida de investigador (recordó Newton, años después) y las matemáticas y la filosofía me apasionaban como nunca lo han hecho desde entonces
  • Un acontecimiento en Cambridge ejerció una profunda influencia sobre el futuro de Newton: la llegada de Isaac Barrow, que habia sido nombrado profesor Lucasiano de matemáticas. Barrow reconocio las extraordinarias aptitudes matemáticas de Newton y cuando dimitió de su cátedra en 1669 para dedicarse a la teología recomendó como sucesor en la cátedra al joven Newton de 27 años.
  • Al inicio en su cargo como profesor Lucasiano de matemáticas, Newton habia hecho grandes progresos en sus estudios de matemáticas puras, pero compartía su trabajo con muy pocos colegas. Ya en 1666 habia descubierto métodos generales de resolver problemas de curvatura, lo que él denominó TEORIAS DE FLUXIONES Y FLUXIONES INVERSAS  este descubrimiento provocó una agria disputa con los partidarios del matemático y filósofo alemán Gottfried Wilhelm Leibniz que más de una década después publicó sus descubrimientos de cálculo diferencial e integral ambos llegaron mas o menos a los mismos resultados matemñaticos pero Leibniz publicó su trabajos antes que Newton asi que los partidarios Newtonianos acusaban a Leibniz de haber visto los manuscritos del profesor lucasiano unos años antes y el apasionado debate entre ambas partes fue conocido como "DISPUTA DE LA PRIORIDAD DEL CALCULO" no conluyó hasta la muerte de Leibniz en 1716, los argumentos de Newton que a menudo se ampliaban hasta tocar las teorías sobre Dios y el universo asi como las acusaciones de plagio, amargaron y empobrecieron a Leibniz (los investigadores modernos creen que ambos llegaron al mismo resultado por caminos diferentes y la discución carecía de sentido).
  • Hacía 1666 Newton ya habia emnpezado a proponer teorías del movimiento pero todavia no era capaz de explicar adecuadamente la mecánica del movimiento circular, aun asi Newton se propuso descubrir la causa de que las órbitas de los planetas en su movimiento al rededor del sol fuera elípticas (Kepler quien formulo sus tres ecuaciones que describían con precisión el movimiento de los planetas al rededor del sol no pudo explicar la razón de sus orbitas a lo que dijo que estaban relacionados magnéticamente). Aplicando su propia ley de la fuerza centrífuga a la tercera ley de Kepler del movimiento planetario (ley de las armonias) dedujo entonces la ley del inverso de los cuadrados que establece que la fuerza de gravedad entre dos objetos cualesquiera es inversamente proporcional al cuadrado de la diatancia entre sus centros. Newton reconocia asi que LA GRAVITACION ES UNIVERSAL que una sola fuerza la misma que hace que una manzana caiga al suelo es la misma que hace que la luna gire al rededor de la tierra.
  • A comienzos de la decada de 1670 las discuciones mantenidas en los cafés de Londres y otros cenáculos intelectuales sostenían que la gravedad emanaba del sol en todas direcciones y disminuia con un ritmo inverso al cuadrado de la distancia diluyendose mas y mas amedida que aumentaba la superficie de la esfera. Robert Hooke (recordemos, acerrimo rival de Newton) declaró que habia deducido la ley de Kepler de las elipses a partir de la idea de que la gravedad era una fuerza de emanación pero que no develaria su deducción a Halley ni a Wren (Hooke, Halley y Wren eran miembros de la Royal Siciety en donde Christopher Wren era el célebre arquitecto de la catedral de San Pablo en Londres) hasta que estuviera a punto de hacerla pública; Furioso Halley fue a Cambridge y contó a Newton las pretenciones de Hooke y le planteó el siguiente problema: ¿Cuál sería la forma de la órbita de un planeta alrededor del sol si éste fuera atraido hacia aquel por una fuerza inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros? y respondiendo inmediatamente la respuesta de Newton fue categórica y asombrosa SERIA UNA ELIPSE; dijo casi sin inmutarse y añadio que habia resuelto ese problema 4 años atras pero que la demostración la habia extraviado en algun rincón de su despacho
  • A petición de Halley, Newton paso trabajando tres meses rehaciendo y mejorando la demostración de ese problema, durante 18 meses en que escribio su obra cumbre solia absorverse tanto en su trabajo que olvidaba comer, para Halley, el profesor Lucasiano de matemáticas habia triunfado donde todos los demas habian fracasado asi que financió personalmente la publicación de la voluminosa obra como una obra maestra y un regalo a la humanidad. Donde Galileo habia demostrado que los objetos son estirados hacia el centro de la tierra, Newton logró demostrar que esa misma fuerza de gavedad afectaba las órbitas de los planteas, la trayectoria de la luna al rededor de la tierra, la subida y bajada de las mareas en la tierra, la caida de una manzana, entre otras.  
  • El libro primero de los Principia abarcaba en su totalidad  las tres leyes de Newton del movimiento: 
  • 1) Todo cuerpo sigue en su estado de reposo o de movimiento uniforme rectilineo, a menos que sea obligado a cambiar dicho estado por fuerzas externas
  • 2) El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza que actua sobre el cuerpo y tiene lugar en la dirección en que se aplica la fuerza.
  • 3) A cada fuerza de acción se le opone una reacción igual  a las acciones mutuas entre dos cuerpos, siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos.
  •  El libro segundo empezó como una prolongación del libro primero, no estaba incluido en el plan original de la obra, es escencialmente un tratado sobre la mecánica de fluidos y permitió a Newton exhibir su talento matemático, hacia el final del libro Newton concluyó que los vórtices invocados por Descartes para explicar los movimientos de los planetas no resisten un análisis detallado ya que los movimientos se pueden realizar en un espacio libre y sin vórtices "PORQUE ASI ES" escribió Newton "Puede ser comprendido en el libro primero y lo trataré mas detalladamente en el libro siguiente" concluyó.   
  • El libro tercero subtitulado "sobre el sistema del mundo" Newton concluía sobre mediante una aplicación al mundo fisico de las leyes del movimiento del libro primero que "hay una fuerza de gravitación que tiende hacia todos los cuerpos, proporcional a la cantidad de materia que contiene cada uno de ellos" Demostró luego que su ley de garvitación universal lograba explicar el movimiento de los 6 planetas conocidos así como los de las lunas, cometas, precesión de los equinoccios y mareas. La ley establece que dos porciones cualesquiera de materia son atraidas mutuamente con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas y asi fue como Newton mediante una sola colección de ecuaciones habia logrado unir a la tierra con todo lo que podia ver en los cielos. En las dos primeras "REGLAS PARA FILOSOFAR" del libro tercero Newton escribio: NO DEBEN ADMITIRSE MAS CAUSAS A LAS COSAS NATURALES QUE AQUELLAS QUE SEAN VERDADERAS Y SUFICIENTES PARA EXPLICAR SUS FENOMENOS.... POR ELLO, EN TANTO SEA POSIBLE HAY QUE ASIGNAR A LAS MISMAS CAUSAS A LOS EFECTOS NATURALES DEL MISMO GÉNERO.
  • Los Principia fueron celebrados con moderación al ser publicados en 1687 pero la primera edición solo constó de unos 500 ejemplares sinembargo el némesis de Newton, Robert Hooke habia amenazado con aguar la fiesta que Newton hubiera podido disfrutar. Cuando apareció el libro segundo Hooke afirmó públicamente que las cartas que habia escrito en 1679 habian proporcionado ideas científicas vitales para los descubrimientos de Newton, sus pretenciones aunque dignas de atención a Newton le parecieron abominables, fue entonces cuando juró retrasar o incluso abandonar la publicación de libro tercero. Al final cedió y lo publicó no sin antes eliminar cuidadosamente cualquier mención al nombre Hooke.
  • El libro mas leido de Newton fue OPTICKS (del cuál también retrasó su publicación) su importante estudio de la luz y el color, incluso despues de la muerte de Hooke. En 1693 sufrió otra crisis nerviosa y dejo de investigar, dejó de asistir a la Royal Society hasta la muerte de Hooke en 1703 y entonces fue elegido presidente y reelegido cada año hasta su propia muerte en 1727 
  • Newton empezó el siglo 17 ocupando el cargo oficial de director de la Real Casa de la Moneda donde usando su experiencia en alquimia determinó métodos para establecer la integridad de la moneda nglesa. Como presidente de la Royal Society continuó batallando con determinación contra sus supuestos enemigos, prolongando su eterna disputa en especial con Leibniz sobre su rivalidad acerca de quien habia inventado el cálculo.
  • Fue nombrado Caballero por la reina Ana en 1705 y vivio para la segunda y tercera edición de los Principia.
  • Sir Isaac Newton falleció en marzo de 1727 tras accesos de inflamación pulmonar y gota, tal como se lo propuso no tuvo rival en el campo de las ciencias exactas, tampoco se conoce oficialmente alguna relacion sentimental con alguna mujer. 
  • El poeta Alexander Pope, contemporaneo de Newton expresó con gran elegancia el regalo del pensador a la humanidad: LA NATURALEZA Y SUS LEYES YODAN EN LA NOCHE, DIOS DIJO: " ¡¡SEA NEWTON!! " Y TODO SE HIZO LUZ.
  • Pese a sus mezquinas disputas y su innegable arrogancia hacia el ocaso de su vida Sir Isaac Newton fue considerablemente modesto al enjuiciar sus exitos: NO SE QUE PARECERÉ AL MUNDO, PERO TENGO LA IMPRESION DE HABER SIDO TAN SOLO COMO UN NIÑO JUGANDO EN LA COSTA, DIVIRTIENDOME EN BUSCAR AQUI Y ALLA UN GUIJARRO MAS LISO O MAS HERMOSO QUE DE ORDINARIO MIESTRAS EL GRAN OCEANO DE LA VERDAD YACE ANTE MI COMPLETAMENTE POR DESCUBRIRSE.         
DATOS CURIOSOS

De entre el trabajo matemático de Newton, profundo y poderoso, se pueden distinguir algunos temas centrales. Estos son los desarrollos en serie de potencias, en especial el desarrollo del binomio, algoritmos para hallar raíces de ecuaciones y de inversión de series, relación inversa entre diferenciación e integración y el concepto de fluentes y fluxiones como variables que cambian en el tiempo. Sir Isaac Newton, descubridor de la ley de gravedad, previó que el fin del mundo llegará en 2060. Newton estuvo muy interesado también en óptica, dinámica, alquimia, cronología de la historia y en la interpretación de las sagradas escrituras.
  • También se dedico al estudio de la alquimia y las profecías apocalípticas; intentando así descifrar los conocimientos en los manuscritos que él consideraba, eran secretos.
  • En uno de esos manuscritos trata de calcular la fecha o el año en que nuestro mundo llegaría a su fin y para ello hace uso de las revelaciones del profeta Daniel en el Antiguo Testamento.; para ese propósito también utiliza textos hebreos de la liturgia judía y fragmentos de la obra de Maimonides, filósofo y médico cordobés.
  • Miembros de la Universidad Hebrea donde los documentos de Newton fueron expuestos por primera vez al público, declararon que en ellos Newton muestra una de sus facetas más desconocidas y es la de querer extraer material científico basándose en textos de la Biblia y el Talmud; exhibiendo una aproximación meticulosa, tal como lo hacía en sus trabajos científicos y se acerca a la ciencia con fervor religioso.
  • Newton deduce así que el fin del mundo se producirá en el año 2060, de los muchos textos antiguos que estudió se centró en la Cábala, ( la explicación de la Tora ) es decir los 5 libros que conforman el Pentateuco según el cristianismo, utilizó también un libro traducido al latín, “El zohar” que explica y ayuda a decodificar la Torá, el ejemplar del Zohar utilizado por Newton está expuesto hoy día en la universidad de Cambridge.
  • según sus investigaciones en la Torá se halla codificado que el fin del mundo vendrá 1260 años después de iniciado el imperio de Carlomagno, y puesto que Carlomagno fue coronado como emperador en el año 800 d.c. (800+1260=2060) queda claro que el fin del mundo según Newton será en esa fecha
  • Los documentos de Newton provienen de una subasta realizada en 1936 en Londres. El lote contenía un millón de palabras sobre alquimia y tres millones sobre teología y profecías bíblicas. La mayoría de los pergaminos fueron comprados por dos personas: el economista británico John Maynard Keynes (que los legó al King's College de Cambridge) y el orientalista Abraham Shalom Ezekiel Yahuda, que se los dio en 1951 al recién nacido Estado de Israel; de allí pasaron al centro educativo en 1969; se dieron a conocer en 2003, pero nunca antes habían sido expuestos al público. 
FRASES CÉLEBRES DE SIR ISAAC NEWTON

  • PUEDO CALCULAR EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS CELESTES, PERO NO LA LOCURA DE LA GENTE.
  • SI HE HECHO DESCUBRIMIENTOS INVALUABLES HA SIDO MAS POR TENER PACIENCIA QUE CUALQUIER OTRO TALENTO
  • SI HE CONSEGUIDO VER MAS LEJOS HA SIDO PORQUE HE SUBIDO A HOMBROS DE GIGANTES
  • LOS HOMBRES CONSTRUIMOS DEMASIADOS MUROS Y NO SUFICIENTES PUENTES
  • LA NATURALEZA ES SUFICIENTEMENTE COHERENTE Y CONFORTABLE CONSIGO MISMA
  • LO QUE SABEMOS ES UNA GOTA DE AGUA, LO QUE IGNORAMOS ES EL OCEANO.
    bibliografia: * A hombros de gigantes (edición de Stephen Hawking) * Fotografias: internet