jueves, 1 de diciembre de 2016

¡El vidrio no es sólido!

  Corría una larga y tediosa clase de Mecánica de los Medios Continuos cuando el profesor, viendo nuestras caras de muertos en vida decidió hacer una pausa en su explicación del Tensor de Esfuerzos Viscosos para atraer nuestra atención con un dato realmente interesante, el vidrio es un líquido
  
  - Pero, ¿qué me estás contando?¿No te has dado un golpe con un vidrio nunca? De líquido tiene bien poco. Si fuera líquido, ¿cómo es que no se "cae" de las ventanas?

  Paciencia querido lector, vamos a estudiar poco a poco esta afirmación para ver si es verdad. Como muchos otros descubrimientos matemáticos, primero llegó la evidencia y luego se encontró la explicación. Los primeros vidrios "bien hechos" son más o menos del siglo XVII, no sé la fecha exacta pero no es relevante. Algunos de esos vidrios siguen en pie en edificios de la época, como iglesias. El caso es que si se sacan de su sitio se puede medir sin ningún tipo de duda que son más anchos por debajo que por arriba. 

  Hay gente que cree que esto es un mito, e intenta demostrar que es mentira con argumentos que desmontan esta evidencia, diciendo que "se hacían ya en la época más anchos por debajo". Si bien esto no es verdad en general, sí que muchos de los vidrios de la época se hacían más anchos por debajo. Pero eso se hacía para los vidrios de gran tamaño para que aguantaran la tensión, ya que la técnica de fabricación no estaba muy avanzada. No obstante la mayoría eran pequeños y "rectos" en su fabricación, por lo que este argumento no es válido en general, pero ya llegaremos al por qué ocurre esto.

  - ¿Y ya está? Pues no me quedo convencido de que sea un líquido. Parece más lógico pensar que si no sabían fabricarlos muy bien, se hicieran más anchos por debajo siempre.

  Ahora, querido lector, es cuando entramos en la física. Los sólidos tienen una serie de propiedades que los diferencian de otras fases, como líquido, gas o plasma. Dos de ellas son que tienen un punto un fusión y que tienen una estructura cristalina. El punto de fusión es la temperatura a la que el sólido comienza a pasar a estado líquido. Por mucho que subamos la temperatura un sólido permanece sólido hasta llegar a su punto de fusión, ni una millonésima de grado antes comienza el cambio de fase. Esto no ocurre en el vidrio, cuando se sube la temperatura no permanece "sólido", va "derritiéndose" y cada vez es "más líquido". Además no presenta una estructura repetida (que en Física llamamos cristalina) ni en su totalidad ni en dominios (pequeñas zonas dentro del material), presenta una estructura desordenada como ocurre en los líquidos.

  Ya hay motivos de sobra para no dudar, pero vamos a ir aún más allá. Si tenemos una cuchara con agua y la giramos el agua cae. Bien. Si hacemos lo mismo con aceite también cae. Bien. Si hacemos los mismo con miel también cae. Bien. Los líquidos caen porque pueden fluir, no tienen una forma definida, pero no todos caen igual. A la miel por ejemplo parece que le cuesta más caer que al agua. Esto se debe a que hay un rozamiento entre las capas del líquido que llamamos viscosidad, y que depende de cada líquido. En la miel la viscosidad es mucho más alta que en el agua, por lo que sus capas están más "pegajosas", y por este rozamiento le cuesta más caer. Si llevamos este planteamiento al límite, un líquido con una viscosidad exageradamente alta, casi infinita, tendría tanto rozamiento entre sus capas que si giramos la cuchara no caería, conservaría su forma, ya que la gravedad no tendría poder suficiente para vencer este rozamiento. Ampliando aún más el ejemplo, si hiciéramos una plancha de este material y lo pusiéramos en vertical, su viscosidad exagerada haría que conservara un aparente estado sólido, ya que se resistiría a fluir. Supongo que ya habréis llegado a la conclusión de que este fluido hipotético es en realidad el vidrio, y tenéis razón. Aún así, al tener una viscosidad exageradamente grande, pero no infinita, debería fluir algo si pasa tiempo suficiente. Esto explica por qué los vidrios antiguos se ensanchan por debajo, porque un par de siglos es tiempo suficiente para que se aprecie su fluir. 

  Otra propiedad interesante de la viscosidad es que por norma general disminuye con la temperatura, y por eso el vidrio "se hace más líquido" cuando vamos aumentando la temperatura, su viscosidad baja y le permite fluir mejor. De este efecto se aprovechan los sopladores de vidrio, lo calientan hasta que se puede moldear (hasta que su viscosidad no es tan alta), y luego lo enfrían para "solidificarlo"(subiendo su viscosidad hasta que ya casi no puede fluir, que es como se encuentra a temperatura ambiente).

  Detalles como este son los que te asombran y te enganchan a la Física. Si te ha resultado sorprendente, ¡no olvides plasmar tus impresiones en los comentarios!

miércoles, 12 de octubre de 2016

¿Me han secuestrado?

  Los que lean este blog habrán notado que he estado desaparecido durante cerca de un año, salvo por una o dos entradas. La razón es bien sencilla, he huido de Sevilla. Este blog va sobre un estudiante de de Física, y como tal, voy a contaros qué se me pasó por la cabeza para dejar aquel infierno. 

  Veía que mis compañeros de Sevilla no sufrían tanto como yo, más de uno se puso a estudiar un mínimo de 6 horas todos los días en su casa y seguían sin sufrir como yo, y a pesar de que los que tenían talento real para la Física obtenían los mismos resultados (más o menos) que yo, seguían sin sufrir como yo. La siguiente pregunta era obvia, ¿el problema entonces era yo?

  Se me hizo evidente que no iba a lograr nada más en aquella universidad cuya única preocupación es sacar dinero y amargar estudiantes con talento, así que decidí irme. Pero no iba a permitir que me hicieran dejar de estudiar lo que yo quería, así que decidí irme a otra ciudad a estudiar Física. Un nuevo problema llegó a mi mente, si el problema era yo, el cambio no iba a solucionar mis situación, pero aún así decidí arriesgarme y contestar a la pregunta antes mencionada.

  Después de analizar varias opciones llegué a la conclusión de que mi mejor opción era ir a estudiar a la Universidad de Córdoba (UCO). Y allí acabé, en una ciudad desconocida, en una casa desconocida y en una facultad desconocida.

  Desde la primera clase se hizo patente que estaba en otro mundo. Los profesores eran humanos e incluso buenas personas en general, hasta te hacían reír de vez en cuando. Los contenidos eran más numerosos que en Sevilla, pero lo explicaban de forma que te enterabas, no con ese halo de que eres indigno para aprender Física del que se sienten orgullosos en Sevilla. Las asignaturas estaban bien planteadas, la plataforma virtual se usaba como es debido, podías hablar con los profesores y siempre te ayudaban, etc. Además me fui enterando de que muchos de mis profesores estudiaron en Sevilla y se fueron por los mismo que me pasaba a mí. Y por si fuera poco, en general son muy buenos profesores e investigadores, con reconocidas investigaciones sobre la óptica o el plasma. Uno de mis profesores consiguió la semana pasada resolver una ecuación que se planteó en 1996 y no se había resuelto todavía en el marco de la cuántica, que por cierto es una de las especialidades en Sevilla.

  Poco a poco se acercaban los exámenes y mi miedo se hacía más sólido, la respuesta a la pregunta se acercaba. Mi primer examen me lo repartieron boca abajo y no podía estar más nervioso. Cuando pude, le di la vuelta y vi... preguntas sobre lo que me habían enseñado. No había preguntas que no tenían que ver con la materia o hechas para pillar, eran preguntas (difíciles, eso sí) sobre lo que habíamos dado en clase. No me lo podía creer. Fueron pasando los exámenes y la diferencia se hizo cada vez más notable. A pesar de que los exámenes eran sobre más materia y más difíciles que en Sevilla, estoy orgulloso de decir que no he bajado del Notable. He pasado de matarme de estudiar para aprobar por los pelos un par de asignaturas a no estudiar apenas, pero entender mucho, y obtener muy buenos resultados. Sólo un profesor no ha sabido hacer su trabajo, y ni de lejos me ha dado tantos problemas como los de Sevilla, pero eso da para otra entrada.
  
  Al fin tuve mi respuesta, el problema no era yo. Supongo que la moraleja de todo esto es que no debes rendirte si haces lo que te gusta, y mucho menos porque unos [omito palabras malsonantes] intenten que fracases.