Cosas en General

Cuánta tensión, ¿no?

Hace ya un par de meses, cuando el curso estaba comenzando, tuvimos una clase de Electrotecnia en la que se explicaron diversas magnitudes: intensidad, voltaje, trabajo… y resistencia. Tal vez sea porque nunca he terminado de comprender muy bien qué son los voltios y los amperios, pero el caso es que los ohmios siempre me han parecido realmente interesantes, lo que me hizo prestar (más) atención a la explicación. Como ya sabía desde 3º de la ESO, la resistencia se rige por la siguiente fórmula:

Siendo l la longitud del elemento conductor, A su sección y ρ la resistividad. Cada material tiene una resistividad propia; así, dos cables con la misma longitud y sección, pero diferentes resistividades tendrán una resistencia eléctrica diferente.

Pues bien, resulta que la resistividad varía en función de la temperatura. Al igual que muchos de vosotros, yo ya había oído hablar de esto: la superconductividad es la aplicación más conocida de este principio. Sin embargo, no conocía la fórmula que relaciona la resistividad con la temperatura:

Donde α es el coeficiente de temperatura: una constante propia de cada material que define la relación entre temperatura y resistividad.
A raíz de esta fórmula, el profesor dejó en el aire que se puede saber de qué está hecho un material en función de su resistencia a diferentes temperaturas, comparando el α obtenido con los de otros materiales.
Pues bien, aprovechando esta fórmula, me propuse averiguar de qué material está hecho el filamento de mi bombilla. Aunque ya sabía que era tungsteno, nunca está de más comprobar que lo que pone en la etiqueta es cierto. Para ello empleé la fórmula anterior, sólo que despejé la resistencia, una magnitud que yo sí podía medir.

Pues bien, con la parte teórica ya dominada, sólo me restaba pasar a la práctica. Lo primero que hice fue medir con el multímetro la resistencia de la bombilla a temperatura ambiente (aproximadamente, 21ºC), y obtuve un valor de 94Ω. El siguiente paso resultó algo más difícil: tenía que lograr medir los ohmios de mi filamento con una temperatura sustancialmente diferente. Mi primera idea fue realizar esta medición con la bombilla encendida, pero me di cuenta inmediatamente de que, a no ser que no me importara electrocutarme o llevarme unas buenas quemaduras, no era una buena solución. Por lo tanto, decidí reducirr la temperatura en vez de elevarla. Dicho y hecho: conecté un par trenzado de cables a la bombilla con un poco de celo y blu-tack (todos deberíais llevar siempre un pegote en el bolsillo; nunca se sabe cuándo puede hacer falta), la metí en una caja, hice sitio entre los trozos de salmón, y p’adentro del congelador. Para poder hacer las medidas sin interferir en la temperatura dejé los cables colgando por fuera de la puerta y conectados al tester:

Casa domótica, versión low cost.

Junto con la bombilla metí un termómetro de alcohol para saber con precisión la temperatura a la que se encontraba mi congelador, ya que no estaba seguro de que el indicador integrado diera una medida veraz. No obstante, funcionaba perfectamente: -19ºC. Aunque no sé cuánto rato hay que esperar hasta que la temperatura de la bombilla quede estabilizada, sí que se puede ver en el multímetro la variación de la resistencia bastante ostensiblemente. Al cabo de un rato volví a la cocina (probablemente, a picar algo), y me di cuenta de que ya se había fijado la resistencia en 80Ω. Pues bien, con estos datos y la fórmula anterior despejé el coeficiente de temperatura:

Dato que, si lo comparamos con los que ofrece la Wikipedia, nos confirma que se trata efectivamente de tungsteno (mi amada enciclopedia dice que el coeficiente es 0.0045, pero mis mediciones no eran precisamente precisas, valga la redundancia).
Pues bien, ya hemos comprobado que el material de los filamentos se trata de tungsteno o wolframio, tal y como nos han enseñado desde pequeños. No es otra de esas mentiras, como la de que nada puede ir más rápido que la luz. Pero ahora que hemos obtenido este insidioso coeficiente, ¿qué podemos hacer con él? Como ya he dicho anteriormente, me planteé medir la resistencia del filamento con la bombilla encendida, pero no podría haberlo hecho debido al calor que desprende ésta. De todos modos, tampoco me habría servido de nada, ya que no tengo forma de meter un termómetro dentro de la envoltura para poder medir la temperatura del hilo. Sin embargo, conociendo el α de marras sí que es posible obtener ese dato.
“Pero tampoco conoces la resistencia en caliente”, diréis. Efectivamente, no la conozco, pero puedo calcularla con dos fórmulas, mucho más sencillas: la Ley de Ohm y la definición de Potencia:

Donde V es la tensión eficaz de la red eléctrica (230V) y P la potencia de la bombilla (en mi caso, 40W). Sustituimos, et voilà! Obtenemos la nada desdeñable resistencia de 1322.5Ω. Y ahora, ¿qué hacemos con esto? Pues de nuevo trasladamos los valores a la ecuación que relaciona resistencia con temperatura, y despejamos:

Una temperatura bastante respetable. A pesar de que este dato se aproxima mucho a la realidad (2800ºC, según esta web) no es plenamente correcto, pero de nuevo me escudaré en la poca precisión (casi nula) de mis mediciones. De todas formas, se trata de un error de menos del 7%, no está tan mal. Probablemente no se trate de un experimento que pueda demostrar concluyentemente nada, pero a grandes rasgos ilustra por qué el lugar más caliente de nuestras casas dista mucho de ser el horno pirolítico.
Moraleja: nunca toquéis una bombilla encendida.

A raíz de una interesante conversación sobre muestreo de señales que mantuve con Agustín terminé de encajar las piezas de un asunto que lleva mucho tiempo interesándome: el porqué de la capacidad de los CD-ROM. Ya que para comprender la explicación es preciso conocer algunos conceptos, los iré intercalando conforme vaya haciendo los cálculos.

Por un lado, la frecuencia máxima que puede captar el oído humano es de, aproximadamente, 20kHz. Por dejar un poco más de margen, a la hora de grabar un sonido la frecuencia se extiende hasta los 22kHz. Es decir, que en un mp3 existen sonidos que no somos capaces de oír, pero nuestro perro sí.

22 kHz = 22000 Hz

Según el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, fundamental en las telecomunicaciones, a la hora de muestrear una señal (esto es, tomar valores de la señal) es necesario que la frecuencia de muestreo sea el doble que la de la onda a reconstruir. Es decir, que si queremos muestrear una onda de 100Hz, la frecuencia de muestreo ha de ser de al menos 200Hz.

22000 Hz * 2 = 44000 Hz

El siguiente paso al del muestreo es el de la cuantificación y codificación, o conversión de los valores continuos en valores discretos. Básicamente, este proceso consiste en atribuir a cada valor medido un valor finito. Por poner una analogía, se trataría de algo similar a lo que ocurre con los colores: si bien en el arcoiris existen infinidad de colores, cuando queremos expresar esos conceptos empleamos el lenguaje, que asigna a cada color, con cierta precisión, una palabra. Pues bien, con el muestro del Audio para CD ocurre lo mismo: se codifica en 16 bits o, lo que es lo mismo, existirían 2¹⁶ colores diferentes de los que se podría hablar por medio del lenguaje.

44000 Hz * 16 bits = 704000 bits/s

Sin embargo, estamos considerando una única medición, cuando sabemos que los CD tienen audio en estéreo. Por lo tanto, en realidad se están realizando dos mediciones, una por cada canal (“altavoces” izquierdo y derecho).

704000 bits / s * 2 = 1408000 bits/s

Un byte son 8 bits, por lo que tras efectuar la siguiente operación obtendremos los bytes que ocupa un archivo de audio por cada segundo. Podríamos continuar sin esta división, pero por razones de comodidad es conveniente.

1408000 bits/s  /  8 = 176000 bytes/s

Ya que la cifra sigue siendo bastante elevada, procedemos a dividir la cantidad obtenida por 1000 para pasarlo a kilobytes / segundo. Algunos diréis que hay que dividir entre 1024, pero en ese caso estaríamos hallando los kibibytes. Son valores muy similares, pero la diferencia es significativa.

176000 bytes/s / 1000 = 176 kB/s

La siguiente operación sirve para hallar cuántos kilobytes son necesarios por cada minuto de grabación.

176 kB/s * 60 = 10560 kB/min

Aquí viene un punto interesante: un CD de audio tiene una capacidad máxima de grabación de 74 minutos, un número para nada estándar. ¿A qué se debe esto? Pues bien, originariamente el CD se enfocó a un público culto con cierto nivel adquisitivo que tendría preferencia por las obras de música clásica. Una de las piezas más trascendentales y, a la vez, de mayor duración de toda la historia de la música es la Novena Sinfonía de Beethoven. La interpretación más larga de esta obra tuvo una duración de 74 minutos, por lo que la elección de esta cifra tuvo un sentido simbólico a la par que práctico: una hora y cuarto supuso un aumento importante respecto del cassette estándar, y fue un reclamo para el comprador potencial que, como se ha dicho, tendría afición a los clásicos.

10560 kB/min * 74 min = 781440 kB

Finalmente, sólo resta obtener los megabytes por medio de otra división, para así obtener el valor que se corresponde con el que aparece en esta tabla.

781440 kB / 1000 = 781.4 MB

Y de este modo hemos obtenido la capacidad máxima de un CD-ROM, o lo que ocuparía un archivo .wav de 74 minutos en nuestro disco duro.

Simplemente épico

Ya sabéis que no soy especialmente aficionado a postear vídeos, pero las pocas ocasiones en que lo hago es porque lo merece. Y este vídeo se lo ha ganado.

Compuesto e interpretado por tres músicos con mucho tiempo libre y un serio problema de adicción a la Red, esta pieza contiene más de 40 memes de Internet, algunos de ellos con solera (Gary Brolsma (el Numa Numa Guy) o “la chica del puerro”, que como ya sabemos se trata de Loituma), o que han dejado una huella realmente profunda (el simpático Nyan Cat, los populares rage comics, el keyboard cat…).

Por otro lado, aunque sin alejarme mucho del tema, cada vez se me hace más evidente que estos memes, además de ser meros iconos del humor en Internet, lo que están consiguiendo es unir, en muchos aspectos, a los usuarios.

Frente a los ya plenamente integrados emoticonos (rara es la conversación por chat en la que no aparece un o cualquier otro smiley), los memes son empleados por un colectivo más reducido de gente mayoritariamente joven. Personalmente, conozco septuagenarios que ponen emoticonos en sus SMS, pero a partir de cierta edad rara vez se emplean memes para transmitir emociones.

Quizá en 20-30 años todos estos símbolos formen parte de la cultura popular del mismo modo en que en nuestra época seguimos escuchando los viejos vinilos. Pero lo que está claro es que fenómenos como el trollface o los LOLcats están marcando una época y una generación. Y, como ya empieza a oírse por ahí, es probable que este vídeo acabe convirtiéndose ¡en el “himno nacional” de Youtube!

Y estos ya empiezan a estar pasados de moda...

Lo sé, la forma en que voy a comenzar esta entrada ya está muy trillada (más de lo que debería), pero realmente es lo que ha ocurrido: estas últimas semanas he estado bastante ocupado, y apenas he tenido tiempo para escribir. Hay varias cosas acerca de las que os voy a hablar que necesitarían una entrada propia, pero si lo hiciera así estaría hasta dentro de un par de meses redactando. Dicho esto, allá van las buenas nuevas:

Empecemos con lo friki. El fin de semana del 17 y 18 de septiembre se celebraron las XV Jornaícas del manga y anime de Zaragoza. Aunque no me apasionan los cómics japoneses, el ambiente que hay es fantástico: la mayoría de la gente va disfrazada de algún personaje de una serie o videojuego (a esto se le conoce como cosplay), así que por no desentonar me llevé mi ya famosa “camiseta del altavoz” y un gorro de Yoshi. Además de pasar un buen rato con algunos amigos de la asociación que organizó este evento estuve cogiendo ideas para mi cosplay de Sauron (el Señor de los Anillos). Hace unos meses os hablé de este peculiar disfraz que estaba haciendo, aunque acababa de comenzarlo y no lo tenía nada claro. Sin embargo, a día de hoy me queda una hora de trabajo en el yelmo, y a finales de la semana que viene quiero tener terminado el resto de la armadura. Para que veáis que no os engaño, os dejo con esta foto:

Pasando a cosas algo más serias, el sábado 24 fui a Madrid con Pepe a la OSHWCon, un congreso de hardware libre, electrónica y robótica. La intención original era ir a alguna charla, ya que se trataban temas interesantes. No obstante, pensamos que podríamos aprovechar la ocasión para enseñar el Osciloduino a un público más selecto. Dicho y hecho: adaptamos una fuente de alimentación para que suministrase la tensión requerida por nuestro invento, y salimos hacia la capital del Reino con un pequeño laboratorio que conseguimos meter en una maleta (para que os hagáis una idea, si hubiese pretendido viajar con eso a Estados Unidos, aún estarían interrogándome). Tras un cómodo viaje en AVE y un cuarto de hora de taxi llegamos al centro de FP que acogía el evento, a un minuto de que diera comienzo la primera charla, que versaba sobre impresión 3D. Después fuimos a la llamada “zona de cacharreo”, una sala en la que aquellos que tenían alguna creación podían enseñarla al que estuviera interesado. Allí conocí a bastante gente, aunque con algunos de los cuales ya había entablado contacto por Twitter. Allí sacamos el Osciloduino, el portátil, el generador de ondas, la fuente de alimentación, la documentación y los panfletos, y esperamos a que fuese llegando gente. Mientras tanto los chicos de Complubot nos estuvieron enseñando el Arduino Lottie Lemon, que hasta unas horas después no se presentaría oficialmente en España. En cuanto a nuestra Tengo que decir que nos esperábamos que llamase la atención, pero poco más. En absoluto creímos que pudiese pasar lo que pasó: a los que se acercaron les encantó, se quedaron alucinados por nuestra pequeña caja de puros con pantalla. Varias personas hicieron fotos o vídeos con el osciloscopio como protagonista y, aunque es algo anterior, Bricogeek publicó una entrada sobre él.

Tras este pequeño momento de crecimiento del ego fuimos a otra charla, algo más técnica, sobre FPGAs (hasta entonces nunca había oído hablar de ellas) que me resultó bastante interesante, aunque de momento superan mis conocimientos. Como ya era mediodía, fuimos a comer a un bar cercano y regresamos a tiempo para la tercera charla, esta vez sobre robótica y educación, a cargo del responsable de Complubot. Iba con la idea de enterarme de cómo montar (por última vez) un club de robótica en el colegio, pero no dijeron nada que no supiera. De todos modos, en el turno de preguntas pregunté al ponente qué se podría hacer para que los alumnos de Bachillerato se interesaran por el tema, y su respuesta fue tajante: “matarlos a todos”.

A continuación volvimos a la zona de cacharreo para aprovechar los últimos minutos antes de la siguiente charla. Como no teníamos mucho tiempo, decidimos que lo mejor sería sacar sólo el Osciloduino, y enseñarlo sin encenderlo. Pues bien, acabamos teniendo que montar el garito rodeados de unas 15 personas, todos impresionados por nuestro prototipo. Incluso a David Cuartielles, el co-fundador de Arduino, le encantó. Muy ilusionados por la acogida recibida, fuimos a la última charla, esta vez de David, en la que habló sobre Arduino en general. Cuando terminó, nos despedimos de toda la gente nueva que habíamos conocido, y nos fuimos a coger un taxi para volver a Zaragoza. Sin embargo, cuando estábamos ya en la calle, un chico nos persiguió para pedirnos ¡que fuésemos a la Carlos III de Madrid a hablar sobre el osciloscopio! Como podréis imaginar, todo esto ha hecho mella en nosotros, y hemos decidido lanzarnos al antes hipotético segundo prototipo. Para diciembre esperamos que esté listo, pero eso es otro tema y de momento es confidencial.

Por otro lado, la semana pasada me operaron, y es por eso por lo que no he podido escribir durante los últimos días. Aprovecho para deciros que me toca pasar por quirófano de nuevo la semana que viene, así que estaré otros tantos días sin publicar mucho, pero no os preocupéis, no es nada grave.

Y así es como debería quedar

Y finalmente, os anuncio que he conseguido montar en mi colegio un grupo de “robótica” (por designarlo con algún nombre), aunque me temo que será bastante efímero No obstante, estoy plenamente convencido de que nuestro primer proyecto, una impresora 3D, estará acabado a tiempo antes de Navidades. Somos pocos (de momento, tres y nuestro profesor), aunque todos echamos ganas, que al final es lo que cuenta. El modelo que hemos elegido es la RepRap Prusa Mendel, principalmente porque es la más barata y la más rápida de construir. De momento no hay nada claro, salvo que ya hemos comprado toda la electrónica, pero en cuanto tenga más detalles os informaré.

En general, eso es todo en lo que ando metido ahora. Tengo alguna que otra entrada en el horno, pero supongo que las dejaré para después de las Fiestas del Pilar, ya que necesito documentarme para terminarlas.

No me lo he leído todavía, pero debe de ser una maravilla

Que todos soñamos es un hecho. Sin embargo, muchos de nosotros no recordamos la mayoría de nuestros sueños, ya sea porque nunca lo hacemos o porque no coincide la hora del despertador con una fase REM.

Pues bien, desde hace unas semanas estoy probando una técnica que descubrí por casualidad que sirve para recordar los sueños. Era la típica noche de verano en que no hace mucho calor, así que decidí no abrir la cama. Pero conforme fueron pasando las horas, la temperatura bajó, y alrededor de las 6a.m. me desperté, miré el reloj y me tapé. A lo largo de las noches siguientes hice lo mismo, hasta que me percaté de algo muy curioso: siempre que me despertaba a mitad de noche era en medio de un sueño, el cual recordaba vívidamente. El pequeño problema era que luego me volvía a dormir y por la mañana lo había olvidado, pero sí que recordaba el hecho de que había tenido el sueño.

Basándome en todo esto, he perfeccionado la técnica hasta conseguir recordar todos los detalles de los sueños que tengo. El procedimiento es bien sencillo: en cuanto me despierto porque tengo frío me encuentro con el sueño metido dentro de la cabeza, así que cojo una libreta que tengo al lado de la cama y apunto las ideas principales. Luego abro la cama, me meto dentro, y sigo durmiendo. Al día siguiente puede que recuerde parte del sueño, o no, pero ya no importa porque está a buen recaudo.

¿Esto a qué se debe? Si queréis que os sea sincero, no tengo ni idea. No obstante, tengo una teoría: según el artículo de la Wikipedia sobre la fase REM,

la temperatura corporal no está bien regulada y se aproxima a la temperatura ambiente.

Si de las 5 a las 7 de la mañana es cuando comienza a hacer fresco, basta con que entremos en fase REM para que la temperatura corporal descienda hasta un punto en que nos despertamos. Y como es en la fase REM en la que se producen las ensoñaciones más elaboradas, siempre nos despertaremos en mitad de un sueño.

Que tengamos ganas de tomar apuntes en mitad de la noche es otro tema.

Cosas que tiene hacer limpieza de disco duro. Un servidor, a la derecha (no del todo)

O, más bien, primera: miedo. Aunque sé que dentro de nueve meses miraré atrás y pensaré “vaya, no ha sido tan difícil”, ahora mismo estoy un poco asustado. Quizá no sea tanto de las asignaturas o de Selectividad como del tiempo que preveo tendré que dedicar en casa al estudio, pero lo que es cierto es que, en cuestión de contenidos, este curso pinta interesante. En los 5 días que llevamos de clase (unas 2-3 clases por asignatura) ya hemos hecho el equivalente de un mes de 1º.

Otra razón que hace este curso más temible es el número de asignaturas que realmente exigen trabajo diario. El año pasado, seré sincero, no estudié ni un sólo día para francés (4h), ni para inglés (3h), ni para religión (1h), y apenas para Lengua (4h) y Física y Química (4h). Es decir, que para un 53% de las clases se podía estudiar el día de antes del examen, una técnica que desapruebo totalmente y no recomiendo a nadie; aquél que lo haga será merecedor del mayor de los oprobios. Que conste que no he dicho en ningún momento que yo haya hecho eso, simplemente es un consejo del FROM. Sin embargo, este año puedo pasar sin estudiar a diario únicamente dos asignaturas: Religión e Inglés. Un simpático 13% que, comparándolo con las horas de desgaste de codos algunos mastodontes de este año como Lengua, Física, Matemáticas, Electrotecnia o Filosofía, se queda un poco empequeñecido.

Pero no todo es negro, al contrario: Dibujo Técnico se presenta interesante, y en Electrotecnia tengo puestas muchas esperanzas. Por cierto, esta mañana he donado el Generador de Van de Graaff al colegio para usarlo en las clases y que la Autoridad dejara de echarle miradas asesinas al entrar en mi cuarto. Física también ha empezado con buen pie: hoy hemos aprendido a integrar; aunque yo ya sabía cómo hacerlo, no conocía la explicación teórica. La verdad es que el proceso de razonamiento me ha parecido muy bonito, y me ha alegrado la mañana.

En cuanto a Selectividad, los que tiran hacia el sector biomédico están que se tiran de los pelos: al fin y al cabo, necesitan más de un 12, generalmente, para entrar en las carreras que quieren. Sin embargo, los de Ingenierías estamos muy tranquilos sabiendo que prácticamente con aprobar entramos donde queremos.

En resumen, los próximos meses prometen ser extenuantes, pero creo que el esfuerzo merecerá la pena.