Estudio de las propiedades mecánicas de la guadua mediante simulación de los parámetros microscópicos.

•octubre 13, 2007 • 15 comentarios

El título de mi trabajo de investigación doctoral es autodescriptivo. La idea es buscar las características microscópicas responsables de las características mecánicas de la guadua. La guadua es un material compuesto en el que existen fibras que se encuentran en una matriz. Existen estudios de la tensión macroscópica, usando elementos finitos muestran cómo varían las tensiones a lo largo de una barra cilíndrica.

bamboobike

La guadua se utiliza como material estructural en las construcciones. Recientes estudios (1) hablan de una resistencia a la compresión paralela a la fibra (módulo de elasticidad en la dirección del eje) de 56(10) MPa. Para la resistencia perpendiclar a la fibra el módulo elástico es del orden de 650 Pa. Como la naturaleza no busca la total homogeneidad, existe gran variabilidad entre estos datos. Uno de los usos posibles de este trabajo es determinar cuales características microscópicas son útiles desde el punto de vista humano, para poder determinar cómo incentivarlas (ya sea mediante técnicas de cultivo, de postprocesamiento o -por que nó- ingeniería genética)

Las diferentes especies de guadua corresponden a la familia Bambusoidae, es decir es familiar del bambú. Los bambues son muy útiles, entre sus aplicaciones se encuentran elementos estructurales, andamios (usados en la construcción del Taj-Mahal(4)), marcos de bicicletas de alto rendimiento (5), entre otros. Se menciona de la guadua (aunque no he encontrado estudios científicos) que es un material sismo resistente, citando como prueba el que muchas construcciones de guadua han sobrevivido a los temblores.

Referencias:

(1) “Resistencia a la compresión paralela de la fibra de guadua.” Cesar Gónzalez Quevedo, Caori Takeuchi Tan. Universidad Nacional de Colombia, 2006.

(2) “Young’s Modulus”. Varios – Wikipedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Young’s_modulus.

(4) http://en.wikipedia.org/wiki/Origins_and_architecture_of_the_Taj_Mahal

(5) http://www.calfeedesign.com/

MacGyver supersimétrico.

•mayo 29, 2007 • 4 comentarios

“Leon Lederman, ganador del premio Nobel y antiguo director del Fermilab, es un legendario MacGyver. Usó un cuchillo de bolsillo, cinta adesiva, y objetos de la lista de mercado de cualquier persona para confirmar que las interacciones que involucran la fuerza débil no muestran simetría especular perfecta, o paridad, como los científicos habían asumido. “

Cómo me gustaría tener la descripción de este experimento, y tal vez intentar implementarlo en el programa de física experimental de mi universidad. Realmente leyendo el artículo completo en symmetry, me he decepcionado:

“Intrigado por los experimentos de Madame Chien-Shiung Wu, Lederman llamó a su amigo, Richard Garwin, para proponer un experimento qu detectaría la violación de paridad en el decaiminto del mesón pi. Esa tarde de 1957 Lederman y Garwin corieron al laboratorio Nevis de Columbia e inmediatamente comenzaron a modificar el experimento de un estudiante de postgrado en algo que ellos pudieron usar. “Eran las 6 de la tarde de un viernes, sin explicaciones desarmamos el experimento del estudiante”, diría Lederman en una entrevista, “el comenzó a llorar, precisamente lo que debería hacer”

Más que la descripción de un benevolente MacGyver a mi me pareciese similar al Dr. Smith, el amargo director de la tira cómica PhD comics. El resto del artículo continúa explicando inteligentes soluciones a problemas de diseño que se han implementado en la construcción de diferentes aceleradores de partículas. El argumento es que la inventiva y creatividad de los físicos de partículas, su carácter de sacar las cosas adelante y un poco de genialidad, han podido solucionar grandes problemas técnicos. Uno de ellos usar una pastilla de aspirina que se disuelve fácilmente en agua, como parte de un interruptor que detectaría pequeñas filtraciones del líquido.

Interesante usar iconos televisivos para difundir un poco los experimentos físicos, pero a mi parecer las soluciones se quedan en la ingeniería: interesantes, importantes y valiosas, pero no son “experimentos de bolsillo de física de partículas”.

(1) Artículo en Symmetry

(2) PhD Comics

Ondas de presión, Ondas de presión, uno, dos, tres.

•mayo 28, 2007 • 1 Comentario

Desde hace algún tiempo me ha interesado la discusión que se ha generado con respecto a la física de altas energías. Es dificil no poner atención al LHC, un aparato de ocho billones de dólares (imagino que “american billions”: US 8 x 10^9), y el tiempo de muchos de los estudiantes de doctorado alrededor del mundo. En general el problema de la física de partículas (sobresimplificando) se resume en encontrar evidencia experimental acerca de las teorías que se han construido en los ultimos 20 años.

Más allá de la apasionante discusión académica en la que los físicos de hoy seguimos los pasos de Demócrito, Rutherford y Bohr buscando la verdad sobre la estructura de la materia y del universo, esta discusión ha sido aún más jugosa por el papel que han cumplido los blogs en generar polémica al respecto. Sigo con curiosidad morbosa las últimas incidencias en cosimic variance y not even wrong. Como yo no hago altas energías puedo observar parcialmente desde la borda las discusiones y explicaciones sociológicas a este problema. Así que un blog de ciencia puede aportar un poco de este metaconocimiento acerca de la física, que antes tal vez sólo se pudiera adquirir tomando tinto con los colegas espacial y temporalmente inmediatos.

Claro que no busco que el blog se quede en la discusión anecdótica. También buscaré “aterrizar” temas de física en los cuales yo sepa algo. Como dijera el director del museo interactivo de la florida: aún si se trata de un tema que no es su especialidad, un físico puede explicar al público en general, entonces ¿por qué no hacerlo?

Por ahora las normas son pocas, para publicar una entrada en este blog simplemente se deja un comentario en esta entrada, con el mail de contacto. Y a seguir hablando sobre física!

LINKS

Sobre el LHC:

(1) página en el CERN: Por qué los hoyos negros que se producirán no destruirán el planeta.

(2) artículo en “the new yorker”: Da una visión “desde adentro”, varios apuntes políticos y económicos. Tal vez lo único que no discute es la lucha de poder entre los físicos de partículas con los demás físicos… o no hay tal?

(3) artículo de wikipedia: bastante corto, realmente. ¿falla wikipedia en los artículos de ciencia?

 
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