LA UNIÓN EUROPEA DA LUZ VERDE A LA CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL DE USO CIVIL, QUE TIENE EL NOMBRE DE GALILEO.

Actualmente existen dos sistemas de este tipo en funcionamiento. Por un lado está el norteamericano: GPS y por otro está el ruso: GLASSNOT. Tanto uno como otro son de uso militar por lo que lo pueden desconectar cuando quieran (por ejemplo, así hicieron en la guerra del golfo). Europa quiere tener un sistema fiable civil que no se pueda desconectar y con gran precisión.

Hay un tercero europeo, el EGNOS, que en el 2004 complementará al GPS y al GLASSNOT y dará precisión suficiente para usos de aviación. EGNOS corrige los errores que dan GPS y GLASSNOT a propósito, cuando no es de uso militar.

El Sistema de posicionamiento Global se basa en triangular nuestra posición teniendo en cuanta la distancia que nos separa de varios satélites.

Estrictamente hablando, para saber exactamente la posición de un punto en el espacio necesitamos cuatro satélites; pero en nuestro caso –que tratamos de saber la posición de cuerpos en la superficie de la TIERRA o muy próximos a la misma (aviones), con tres nos sirve, pues hay “soluciones a las ecuaciones” que son absurdas: debajo de la superficie, demasiado lejos de la superficie. Si mezclamos, por arriba de la superficie, no muy lejos de ella. Nos bastarían tres satélites. Pero, eso sería si se pudiera calcular la distancia con enorme precisión, lo que significaría que los relojes del receptor y de los emisores (satélites) fueran tremendamente precisos. Los de los satélites lo son: relojes atómicos. Los de los receptores no lo pueden ser por precio y tamaño. Para solucionar la impresión de los receptores se utiliza un cuarto satélite que permite corregir los errores. Por tanto, el sistema Galileo necesita que haya al menos cuatro satélites a la vista dl receptor para saber su posición:
Dicho así parece sencillo; pero no lo es, entre los problemas están:
-¿Cómo tener al menos cuatro satélites a la vista? Galileo lo hace con una constelación de satélites, en órbitas de 56 grados inclinadas sobre el ecuador. A una altura MEO (23 616 km sobre la superficie). Son 30, 27 en funcionamiento y 3 de reserva.

El segundo problema es que el receptor no puede tener una antena parabólica al menos, los manuales; los que van en barcos podrían llevar a la antena parabólica). Esto parece una tontería, pero no lo es. El satélite está demasiado lejos para que el receptor recoja sus señales se un modo adecuado. Para hacerlo se utiliza una técnica muy curiosa. Que voy a tratar de explicar: Supongamos que el satélite siempre transmite lo mismo, una y otra vez. Hasta aburrir.

El ruido, por definición, es aleatorio. Unas veces será positivo y otras negativos. Como resultado final, el ruido se anula; pero la señal que viene de los satélites, por débil que sea, no es aleatoria. Y se va sumando. Como se manda millones de veces, al final esa suma nos da una imagen de lo transmitido coherente.

Este es el segundo truco. El satélite emite y emite y emite... y el receptor lo recibe y guarda, recibe y guarda.... y cuando tiene muchos datos compara y decide qué le están transmitiendo que básicamente es qué satélite es y qué hora. Con el satélite que le envía su reloj sabe la distancia aproximada.

Con tres satélites sabe dónde está ubicado el receptor. Pero si hay errores (que siempre los hay). Por ejemplo: el efecto Faraday hace que la señal de radio viaje más despacio. Si viaja más despacio, la distancia que calcula el receptor es errónea.

Lo mismo ocurre si nos llega de un rebote.

Para corregir esos defectos, se utiliza un cuarto satélite.

Aquí hay otro truco muy interesante. Tres satélites nos dan un solo punto de ubicación en el espacio. Si el cuarto nos da el mismo punto, es que todo está bien: esa es nuestra posición; pero si da un punto diferente es que los relojes están mal. Entonces el ordenador del receptor, empieza a probar con pequeñas desviaciones del tiempo (de su tiempo). Si al aumentar la distancia del punto del cuarto satélite se aleja del de los tres satélites es que lo está haciendo mal. En vez de aumentar hay que disminuir.

Por ensayo y error, el receptor va modificando su reloj hasta que hay un solo punto con los cuatro satélites: el punto en el que estamos ubicados.

Con los 27 satélites se cubre casi toda la Tierra habitada (faltan los polos) y con una precisión de:

Entre 15 y 30 metros, en cualquier lugar (no es todas partes se alcanza la misma precisión) y con un receptor de mano.

1 metro en Europa y con receptores grandes.

Estará e funcionamiento en 2007.
http://www.esa.int/export/esaSA/ESAGKWU9EYC_navigation_0.html
http://www.esa.int/export/esaSA/navigation.html
http://ravel.esrin.esa.it/docs/galileo_world_paper_Dec_2000.pdf

Observación: esto son notas. Borradores para mis programas de radio.

fabian

posted by Fabian 1:31 a. m.

martes, marzo 26, 2002

UNAS CUANTAS CURIOSIDADES.
1.¿Por qué a las cosas muy novedosas y con gran trascendencia se las llama “revolución”? Por que lo de Copérnico fue una auténtica evolución con gran repercusión “mediática”, y su obra se llamaba: De Revolutionis orbium caelestium, aunque se acortó a “De revolutionis”. (que empezó a escribir en 1520).
2.¿Por qué se llama “baño María” al baño María? La atribución es dudosa, pero interesante. La alquimia no sólo la practicaban los hombres. Había una mujer –María la Judia—que era alquimista que vivió antes del siglo IV. Se le atribuye el invento de cocer con una temperatura constante y para eso metía un recipiente dentro de otro, en el que hervía el agua. Hoy sabemos que de ese modo el segundo recipiente siempre estaba a 100 grados centígrados.
3.¿Por qué a la semana (7 días) muchas veces se llama “ocho días” o a las dos semanas (14 días) se le llama 15 días?
4.Todos sabemos que el corazón es una bomba que impulsa nuestra sangre, ¿entonces por qué nos referimos a “cosas del corazón” para referirnos a sentimientos? La respuesta está en los filósofos griegos antiguos. Por ejemplo, Platón creía que los sentimientos estaban en el corazón. Galeno, sigue creyendo lo postulado de Platón. Es decir, es debido a la fama (en mi opinión inmerecida) de Platón, que hoy hablamos del corazón como soporte de los sentimientos.

posted by Fabian 12:54 p. m.

Luz verde para Galileo
Galileo es el sistema equivalente al GPS (Sistema de Posicionamiento Global) norteamericano.
A difrencia de aquel, el europeo es de uso exclusivamente civil y nunca podrá ser desconectado, como hicieron los EEUU durante la guerra del golfo.
http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_1894000/1894192.stm

posted by Fabian 12:52 p. m.

¿Por qué vuelan los aviones?
Empezamos recordando a los oyentes el efecto de la ducha en las cortinas de baño. Si el baño tiene cortinas, al abrir la ducha, las cortinas van hacia el chorro de agua. El agua atrae a las cortinas.
La razón de que ello ocurra se puede decir muy técnicamente: al aumentar la velocidad de un fluido (en este caso el agua), se crea el vacío. Al hacerlo el aire se ve arrastrado hacia el chorro de agua, y ésta atrae a la cortina. Ese efecto es llamado Bernouilli. (A veces también se le llama Venturi).
Se puede tratar de visualizar de un modo más intuitivo: el agua arrastra hacía abajo al aire de su alrededor. El aire arrastrado deja un hueco que debe ser cubierto por el aire de alrededor. Así se produce una corriente de aire hacía el chorro de agua... que atrae a las cortinas.
Vamos a hacer un segundo experimento con dos pelotas de ping-pong. Pegamos un hilo a cada una de las pelotas. Cada hilo lo atamos al lápiz, de modo que queden separados (los hilos) unos 10 cm y que las bolas estén a la misma altura. Nos encontramos con dos bolas colgando de un lápiz y que los bordes de las bolas están separadas unos cinco centímetros, ¿si soplamos, qué pasa? Las bolas se separan o se juntan.
Lo intuitivo es pensar que se separan, sin embargo lo que ocurre es que se juntan.

Este experimento está muy bien desarrollado en el Parque de las Ciencias de Granada. Invito a nuestros oyentes andaluces a que se pasen por él. Merece la pena.
La razón es otra vez el efecto Venturi: el aire pasa entre las bolas a gran velocidad, se produce el vacío, el aire arrastra a las bolas hacia dentro.
El segundo experimento lo vamos a hacer con un folio de papel cebolla. Nos lo ponemos pegado al labio inferior. El folio, por su peso cae hacia abajo. Ahora soplamos con mucha fuerza. Lo intuitivo es pensar que como estoy soplando el folio se va hacia atrás. Lo que ocurre es sorprendente: el folio se levanta y se pone horizontal.
La razón es la misma que con la ducha, al soplar la velocidad del aire aumenta. Por el principio de Bernouilli la hoja se levanta. En forma intuitiva: al soplar, se lanza lejos el aire que está cerca de nuestra boca. Ese aire que FALTA debe ser llenado, y lo hace con el aire de los alrededores, el de arriba, de abajo y de los lados. El de abajo, al subir arrastra consigo al papel.
El ala de los aviones, está hecha de tal modo que obliga a que el aire se acelere por la parte superior. El ala es plana por abajo y abombada por arriba. Por arriba el aire tiene que recorrer más distancia que por abajo. El aire se acelera. Por efecto Berbouilli/Venturi se produce un vacío, que tiende a llenarse con el aire de todas partes y con el ala. El ala sufre una fuerza de “SUCCIÓN” (como la de la cortina, como la de las bolas y como la del folio) hacia arriba.
Podríamos decir, por tanto, que el avión vuela porque las alas están abombadas por arriba.
Y eso es así, eso es lo que cuentas en los libros... eso es lo que se lee en Internet, PERO planteo una pregunta: el avión de los hermanos Wright, fue el primero que se considera que voló. Al mediodía del 17 de diciembre de 1903, sobre las dunas de Kitty Hawk (Carolina del Norte), Orville Wright efectuó el primer vuelo con motor en una máquina más pesada que el aire.
El vuelo duró solo un minuto y el recorrido fue de apenas unos 250 metros. Pero resultó determinante para lo que vendría después: los Wright habían creado el aeroplano, uno de los inventos más trascendentales del siglo.
Si nos fijamos en las alas de su avión quedaremos altamente sorprendidos: eran simétricas. Tenían la misma forma por arriba que por abajo. Por tanto, todo lo que hemos dicho no era directamente aplicable. No había aceleración del aire, no tendría porque haber vacío... CON LO EXPLICADO HASTA AQUÍ –que es lo que figura en la mayoría de los libros--NO PODRÍA HABER VOLADO.
¿Por qué voló entonces el avión de los hermanos Wright? Pues por un tema muy sencillo que los libros se olvidan de mencionar: la fuerza del aire a gran velocidad.
EXPERIMENTO: Sacamos la mano por la ventanilla de un coche a bastante velocidad. Inmediatamente se nos impulsa hacia atrás. El viento nos empuja la mano hacia atrás. Si ahora inclinamos la mano, unos 45 grados respecto al suelo, con el pulgar para arriba. Es decir, el pulgar está más alto y más adelante que el resto de la mano: NUESTRA PALMA ESTÁ CONTRA EL VIENTO. En ese caso el aire choca con la mano y la empuja hacia atrás y hacia arriba. La inclinación hace que lo empuje hacia arriba.



Podíamos verlo como un problema de ACCIÓN Y REACCIÓN. Nuestra mano desvía hacía abajo una cierta cantidad de aire. La acción es que el aire va hacía abajo. La reacción es que la mano va para arriba.
Pues eso es lo que pasaba con el avión de los hermanos Wright. Sus alas eran iguales por arriba que por abajo, pero estaban inclinadas contra el viento (el viento que produce su propia velocidad), de modo que al coger velocidad echaban aire para abajo y, por reacción, se veían empujadas hacia arriba.
La velocidad la cogen porque la hélice tiene la forma de Bernouilli. Es decir está plana en la zona que apunta hacia la cola y abombada en la parte que apunta hacia delante del morro. Al girar, el vacío se produce en dirección al frente. Además hay una cierta inclinación que produce la acción-reacción: se manda aire hacia atrás, lo que obliga a reaccionar al avión yendo hacia delante. (Las hélices de los barcos hacen lo mismo pero en el agua. Las hélices que aprovechan tanto la acción-reacción como Bernouilli –las modernas--, son más eficaces que las antiguas de palas, que sólo aprovechaban la acción-reacción ).
Concluyendo, ¿por qué vuelan los aviones?
Durante el despegue, las alas están inclinadas contra el viento, de modo que lanzan aire hacia el suelo, y por reacción sufre una fuerza hacia arriba. Y esto con independencia de la forma de las alas; si además, las alas tienen la forma “bernouilli” hay un empuje adicional por el vacío.
Una vez acabado el despegue, el efecto que funciona fundamentalemente es el de la forma de las alas que produce el vacío y las alas se ven empujadas hacia arriba.
Sólo con el primer efecto, el avión no puede mantenerse volando mucho tiempo: eso es lo que le paso a los hermanos Wright. Con sólo el segundo efecto, es muy difícil despegar. Por eso hay que hacer uso de los dos. Por eso, las alas de los aviones son de forma variable, y durante es despegue son más grandes y se posicionan más contra el viento.
En todo momento se usan los dos efectos, pero en el despegue predomina acción-reacción y en vuelo estabilizado predomina Bernouilli.
En los barcos veleros ocurre lo mismo.
A pesar de la canción aquella de Espronceda: La canción del pirata:
Con diez cañones por banda,
viento en popa, a toda vela,
no corta el mar, sino vuela
un velero bergantín.
A pesar de la canción, y a pesar de lo que nos dice nuestra intuición, el barco no navega mejor con el viento a popa.
¿Cómo navega mejor el barco? El barco navega mejor cuando el aire le viene por los costados, un poco mas de 90 grados. En ese caso, las vela se hincha y toma la forma del ala del avión. El viento debe acelerar por la parte abombada. Se produce el vacío Bernouilli y el barco va como la seda.
Cuando el viento sopla por detrás (viento en Popa), las velas se inflan y el viento retrocede. Por acción-reacción, el barco avanza. Pero el modo de avanzar por acción-reacción es pero que el de Bernouilli. Por eso, el barco va mucho mejor –en contra de lo que parece intuitivo—con el viento lateral, ligeramente por detrás.
En el barco:
Viento en popa: acción-reacción.
Viento lateral: Bernouilli.

José de Espronceda
Canción del Pirata
Con diez cañones por banda,
viento en popa a toda vela,
no corta el mar, sino vuela,
un velero bergantín:
bajel pirata que llaman,
por su bravura el Temido,
en todo mar conocido
del uno al otro confín.
La luna en el mar riela,
en la lona gime el viento,
y alza en blando movimiento
olas de plata y azul;
y ve el capitán pirata,
cantando alegre en la popa,
Asia a un lado; al otro, Europa;
y allá a su frente, Estambul.
«Navega, velero mío,
sin temor;
que ni enemigo navío,
ni tormenta, ni bonanza,
tu rumbo a torcer alcanza,
ni a sujetar tu valor.
Veinte presas
hemos hecho
a despecho
del inglés,
y han rendido
cien naciones
sus pendones
a mis pies.»
Que es mi barco mi tesoro,
que es mi Dios la libertad,
mi ley la fuerza y el viento,
mi única patria la mar.
«Allá muevan feroz guerra
ciegos reyes
por un palmo más de tierra;
que yo tengo aquí por mío
cuanto abarca el mar bravío,
a quien nadie impuso leyes.
Y no hay playa
sea cualquiera,
ni bandera
de esplendor
que no sienta
mi derecho
y dé pecho
a mi valor.»
Que es mi barco mi tesoro...
«A la voz de ¡Barco viene!
es de ver
cómo vira y se previene
a todo trapo escapar;
que yo soy el rey del mar,
y mi furia es de temer.
En las presas
yo divido
lo cogido
por igual;
sólo quiero
por riqueza
la belleza
sin rival.»
Que es mi barco mi tesoro...
«¡ Sentenciado estoy a muerte!
Yo me río;
no me abandone la suerte
y al mismo que me condena
colgaré de alguna entena,
quizá en su propio navío.
Y si caigo,
¿qué es la vida?
Por perdida
ya la di,
cuando el yugo
del esclavo
como un bravo
sacudí.»
Que es mi barco mi tesoro...
«Son mi música mejor
aquilones;
el estrépito y temblor
de los cables sacudidos,
del negro mar los bramidos
y el rugir de mis cañones.
Y del trueno
al son violento
y del viento
al rebramar
yo me duermo
sosegado,
arrullado
por la mar.»
Que es mi barco mi tesoro,
que es mi Dios la libertad,
mi ley la fuerza y el viento,
mi única patria la mar.

posted by Fabian 12:46 p. m.