Las bacterias del cielo

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Durante el invierno, las temperaturas descienden, los días grises son más frecuentes y las nubes se vuelven las protagonistas de este periodo. Ahora, ¿qué vuelve especialmente interesante a las nubes? Pues que ellas contienen mucho más que simplemente vapor de agua. Las nubes son un aerosol, una mezcla de gas y partículas microscópicas de diversa naturaleza, como polvo, carbón, sal de mar u otros minerales que arrastrados por el aire, llegan hasta las capas superiores de la atmósfera.

Lo sorprendente es que dentro de las nubes también podemos detectar partículas de origen biológico, como bacterias.

Sabemos que las nubes se forman a partir de vapor de agua, el que al ganar altitud comienza a enfriarse y condensarse. Sin embargo, esta transición de vapor a líquido requiere de pequeñas partículas en suspensión, los llamados núcleos de condensación de nubes (NCCs).

Los NCCs son la fracción sólida de las nubes, las partículas microscópicas que mencionamos al comienzo. Pues bien, los microorganismos también pueden actuar como NCCs. El caso más conocido de NCC de origen biológico es el de Pseudomonas syringae, una bacteria que secreta una proteína que promueve la condensación y formación de hielo a temperaturas cercanas a 0ºC. Así el hielo formado por P. syringae rompe la pared celular de las plantas a quienes infecta, favoreciendo su proliferación al interior de ellas.

Aunque este fenómeno se produce a nivel terrestre, investigaciones que mezclan la microbiología y el estudio del clima han demostrado la existencia de bacterias en la tropósfera, la capa más baja de la atmósfera terrestre y que va desde los 20 km en el trópico hasta los 7 km en los polos. Aunque el rol que cumplen ahí aún no está claro, sabemos que existen en gran cantidad. Se han detectado hasta 100.000 células por m3 de aire, y en algunos casos representan hasta el 20% del total de micro-partículas en suspensión. Además, un porcentaje mayoritario de estas bacterias se encuentran activas biológicamente, y muchas de ellas parecen funcionar como NCCs.

Pero, ¿por qué esto es importante? Al actuar como NCCs las bacterias estarían participando de la formación de nubes, de las gotas de lluvia y de la nieve. Entonces nos tendríamos que preguntar, ¿cómo llegan hasta ahí? Las tormentas, huracanes y en general cualquier actividad, humana o natural, que implique el movimiento y remoción de tierra y polvo produce el desplazamiento hacia la atmósfera de NNCs, tanto biológicos como no biológicos. Sin embargo, actuar como NNCs no es el único papel de las bacterias en la formación de nubes, también son una importante fuente generadora de NCCs no biológicos.

Pelagibacterales es el grupo de bacterias más abundante en el océano, constituyendo un tercio de la comunidad microbiana que en él habita. Como parte de su metabolismo, Pelagibacterales degrada un compuesto producido por el plancton, liberando a su vez dimetil sulfuro (DMS) a la atmósfera. Este compuesto es el que da su olor característico al mar y también actúa como NCC, ayudando a la generación de las nubes. Para algunos científicos esto podría tener importantes consecuencias sobre el clima. Ellos proponen que el aumento de la radiación solar favorece el crecimiento del plancton, quien a su vez produce más del compuesto precursor utilizado por los Pelagibacterales. Como consecuencia habría un aumento del DMS atmosférico, lo que generaría más nubes, enfriando el ambiente. Esta hipótesis, conocida como CLAW, aún no se comprueba, pero tendría implicancias muy importantes para el clima, ayudando a la mejor comprensión de uno de los mecanismos que regulan la formación de nubes.

Aún se requiere bastante investigación para conocer que funciones cumplen las bacterias que se encuentran en la atmósfera. Por ahora sabemos de su presencia y que una parte significativa de ellas se encuentra activa. En el futuro sería muy interesante conocer cómo se adaptan a las condiciones extremas de radiación solar a las que se ven sometidas, cuál es la distancia que logran viajar, por cuánto tiempo y quá tipo de bacterias son las que mejor logran desplazarse por la atmósfera.

Fuentes

Klein AN, Bohannan B, Jaffe D, Levin DA, Green JL. Molecular Evidence for Metabolically Active Bacteria in the Atmosphere. Front Microbiol. 2016 7: 772.

DeLeon-Rodriguez N et al. Microbiome of the upper troposphere: Species composition and prevalence, effects of tropical storms, and atmospheric implications. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013. 110(7): 2575–2580.

Smith DJ, Griffin DW, Jaffe DA. The High Life: Transport of Microbes in the Atmosphere. Eos. 2011. 92(30): 249-250.

Sun J et al. The abundant marine bacterium Pelagibacter simultaneously catabolizes dimethylsulfoniopropionate to the gases dimethyl sulfide and methanethiol. Nat Microbiol. 2016. 1(8):16065.

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La inesperada vida en una cueva subglacial/ «Dicen del mundo…

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La inesperada vida en una cueva subglacial

/ «Dicen del mundo algunos que ha de perecer en fuego; otros, que en hielo», dice el poeta estadounidense Robert Frost. No es difícil tomar esta metáfora del odio como factor desolador de las relaciones humanas y llevarla a lo que pensamos sobre las capacidades de los seres vivos. Seguro nada puede sobrevivir en un fuego intenso; seguro nada puede sobrevivir en un hielo perpetuo. «[…] Para la desolación, el hielo es eficaz y no haría falta nada más», termina Frost.

Si uno visita la Antártida, de inmediato puede pensar que Frost lleva algo de razón. En este continente de mínimas temperaturas, la vida es sumamente rara tierra adentro. Casi toda el agua del entorno está congelada; no está  fácilmente disponible para los organismos vivos. Los nutrientes son escasos y, vaya, son parte del hielo. En suma, se pasa sed, hambre, y tanto frío como seguramente el que debe hacer en alguno de los círculos del infierno.

Mas la vida existe ahí, especialmente en forma microscópica. Y ahora estamos empezando a saber que es abundante y diversa. La pura presencia de muchos tipos de microorganismos es un indicio para algunos científicos que los páramos blancos de la Antártida, junto con otras zonas del mundo donde abunde el hielo, debe considerarse un nuevo bioma. El hábitat de los organismos que prosperan en el frío. El bioma glacial.

Las regiones del planeta con capas de hielo o glaciares conforman al 10% de la superficie terrestre. En una gran parte de la biósfera, las temperaturas son menores a 5°C y eso es seña de que una gran parte de los microorganismos del planeta están adaptados al frío, según argumentan Alexandre Anesio y Johanna Laybourn-Parry, del Centro de Glaciología de la Universidad de Bristol, Reino Unido. Ellos, que pugnan por que los glaciares y los hielos sean reconocidos como parte de la biósfera, escribían en 2012 en la revista Trends in Ecology and Evolution [Tendencias en Ecología y Evolución], que las comunidades de microorganismos glaciales son poco conocidas pero parecen ser auténticos ecosistemas en miniatura. Y los hielos de la Antártida son un buen ejemplo.

Debajo de una extensa cubierta helada, la Antártida es un continente geológicamente activo. El calor de las capas internas de la tierra es suficiente para derretir la base de muchos glaciares. A lo largo del continente, existen numerosos lagos “subglaciales”, como se les ha llamado. El más conocido es el lago Vostok, localizado en la parte oriental de Antártida y el sexto lago más grande del mundo, medido por volumen de agua. Los científicos suponen que este cuerpo de agua enterrado  (o mejor dicho, “englaciado”)  se conecta con varios otros por medio de un sistema de escorrentías y ríos. Debido a la posible contaminación por los métodos de excavación, hasta el momento no ha sido posible asomarse directamente al agua del lago, aunque en la columna de hielo que lo sepulta se han encontrado varios indicios de microorganismos.

Sin embargo, los lagos subglaciales no son los únicos sitios que pueden albergar vida en ese desierto frío. En la superficie de los hielos se pueden crear pequeños cuerpos de agua miniatura dentro de agujeros formados por sedimentos que hacen que el hielo se derrita, por diferencias en la temperatura de fusión. Ahí se han encontrado bacterias fotosintéticas. Se han hallado además comunidades enteras bacterianas en el agua estival dentro de glaciares de alta montaña. E incluso la nieve es hogar de microorganismos. Ahora, parece que se puede añadir otro hábitat a la lista: las cavernas geotermales.

En una isla cercana al continente antártico, se alza el Monte Erebus, el volcán activo más al sur que se pueda encontrar. El calor proveniente del interior de la tierra no sólo encuentra vías de salida en el cráter de ese volcán, sino también en forma de cavernas de hielo que se forman por los gases calientes que emanan desde abajo. Son túneles blancos que asemejan un fotograma fijo del movimiento de una ola embravecida. La temperatura es sorprendentemente alta, lo suficiente para entrar en ellos con bermuda y playera y sentirse cómodo, aunque sin lugar para asolearse.

Mas no fue así como entraron vestidos Ceridwen Fraser, investigadora de la Universidad Nacional de Australia, y su equipo cuando fueron a tomar muestras a las cuevas aledañas al monte Erebus. Con las precauciones de quien trabaja en la zona de hielo perpetuo (entiéndase, al menos una chamarra), su equipo de investigadores de Nueva Zelanda y Estados Unidos buscaba una de las señales más inequívocas de presencia de vida en un sitio: moléculas de ADN. Para encontrarlas, basta tomar una muestra de suelo y tomar en el laboratorio todo el ADN que se pueda encontrar ahí. Hay que asegurarse de que no esté contaminada con ADN de otros organismos del camino o, como a veces pasa, con el ADN de los mismos investigadores. Pero si esos controles se superan, como fue el caso del estudio de Fraser y sus colegas, publicado la semana pasada en la revista Polar Biology, entonces puede uno obtener una lista aproximada de los organismos que han vivido en el sitio.

Los investigadores encontraron evidencia de que en esas cuevas aledañas al Monte Erebus hay una diversidad de bacterias, protozoarios, algas y virus. Una comunidad en forma, pero que ya ha sido encontrada en otros puntos gélidos antárticos y árticos. Sin embargo, había una serie de fragmentos de ADN en ese suelo que no empataban con ningún organismo unicelular conocido. Al ampliar la comparación con otros grupos de seres vivos, Fraser y sus colegas hallaron los pares: se trataba de ADN propio de especies de plantas y animales.

Entre los tipos de organismos multicelulares cuyo ADN se encontró en esas cuevas había musgos, artrópodos, un tipo de gusanos microscópicos llamados nematodos y otro tipo de gusanos anillados llamados oligoquetos. Todos las secuencias de ADN pertenecen a especies ya conocidas, mas quedaron algunas sin identificar, lo que sugiere la posible existencia de organismos endémicos a aquellas cuevas. Sobrevivirían gracias a la luz del sol que llega a colarse a la caverna y a las minúsculas cantidades de nutrientes que llegan de afuera o de los gases del volcán.

Fraser y su equipo saben que aún es pronto para decir que la vida animal y vegetal prospera en esas cuevas. Nadie ha visto a los organismos como tal. «El siguiente paso sería darle una mirada más de cerca a las cuevas y buscar organismos vivos. Si existen, se abre la puerta a un mundo nuevo y emocionante», dijo Laurie Connell, una de las colaboradoras del estudio, en una entrevista para el semanario Newsweek. Pero vaya que es una puerta emocionante. Pensar que en el corazón cálido de las tierras más frías del planeta podría haber biomas enteros en miniatura, que sobreviven gracias a las migajas que le llegan del mundo más caliente, nos debe hacer reflexionar sobre el potencial de los seres vivos para mantenerse, pues, vivos.

Parece entonces que bastan algunos nutrientes, ínfimas cantidades de agua disponible, y algo de luz de sol para que el caldo de la vida comience a ebullir. Robert Frost decía que no hacía falta nada más que hielo para la desolación. Y la mera agua congelada traería en verdad un páramo sin vida. Sin embargo, ahora podemos matizar esas palabras. Bastan una fina capa de sedimento o un poco de agua líquida, y podemos toparnos con un ecosistema. Para que la vida pueda evadir la desolación, basta con que haya un poquito más que sólo hielo. Este fin del mundo, pues, no se vestirá de blanco.

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La foto está tomada de este sitio, y tiene de crédito a Michael Becker y la AFP.

En este sitio puedes leer más en español sobre la cobertura periodística del caso.

Aquí el estudio de Fraser y sus colegas.

Aquí el escrito de Anesio y Laybourn-Parry, en el que proponen que los glaciares y los hielos sean considerados un bioma.

Faltam dados e estratégias para combater evasão no ensino superior

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O ensino superior expandiu no Brasil a partir do ano 2000 e, com ele, também a evasão (estudantes que não concluem o curso). Entender como a evasão evolui desde a década de 1970 é estratégico para consolidar um ensino superior de qualidade e para traçar metas futuras. A última edição da revista Avaliação: Revista da…

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Terapias “alternativas” y charlatanerías varias

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Creo que todos estamos de acuerdo en que la ciencia tradicional no tiene las respuestas para todo. Esto corre tanto para preguntas a cuestiones relevantísimas, pero de interés “oscuramente” teórico, como para asuntos de interés más práctico e inmediato, como la cura de enfermedades. Por su importancia social, no es de extrañar que las últimas resulten más relevantes para la población general.

Ya lo decía Newton: “Lo que sabemos es una gota de agua; lo que ignoramos es el océano”. Más aún, desde la neurobiología (con trabajos como los de Humberto Maturana y Francisco Varela) sabemos que nuestro sistema nervioso construye realidades. Al menos en el caso de los humanos, estas realidades construidas son intersubjetivas [1]; o sea, no se construyen individualmente, sino en la interacción de diferentes individuos. Ahora, afirmar por esto que toda realidad u opinión es igualmente válida, es una arrogancia que puede ser peligrosa. En una sociedad medianamente compleja, todos los actores aportamos con un grano de arena, desde nuestras motivaciones, talentos y especialidades, a obtener e implementar soluciones para las necesidades que como humanidad enfrentamos. Pero que todos tengamos experticias distintas no significa que todos seamos expertos en todo ni que nuestra experticia sea incuestionable.

Einstein afirmaba: “Todos somos muy ignorantes. Lo que ocurre es que no todos ignoramos las mismas cosas”. Planteado al revés: “Hay temas en los que algunos somos menos ignorantes que otros”. Ciertamente la ciencia puede, junto a otros actores, aportar de un modo muy útil en muchos de estos temas. En la presente opinión, quiero referirme al status de charlatanería de muchas de las denominadas “terapias alternativas”, y a la culpa que los científicos tenemos al respecto. Expondré mi opinión tomando como ejemplo la afirmación de que “las emociones inciden en nuestras enfermedades”.

Sabemos, a partir de numerosos estudios, que las emociones inciden en nuestros cuerpos (lo que no es descabellado si dejamos de pensar en mente y cuerpo como entidades separadas e irreconciliables: de hecho, las emociones son indisociables de su correlato fisiológico [2]).

La hipótesis de que las emociones pueden facilitar o prevenir enfermedades es una hipótesis plausible y atractiva, y existen muchos científicos serios trabajando en ello.

 

El problema está cuando aparecen ciertos “especialistas” que llegan al punto de cobrar por un tratamiento que ellos afirman cura una enfermedad, a partir de esta asociación vaga (“las emociones inciden en nuestros cuerpos, por tanto te vendo una cura para tu enfermedad”). Este camino, que nos convierte de “ignorantes honestos” a charlatanes, tiene varios pasos, que podría resumir así:

Pregrado en charlatanería

Cuando digo “dado que las emociones inciden en nuestros cuerpos” (nótese ya algo raro, dado que las emociones son parte de nuestro cuerpo), “entonces, yo sé que la emoción (específica) E causa el trastorno (específico) T”. Ya no estamos reconociendo el océano de ignorancia, y podemos llegar a afirmaciones del tipo “el odio causa cáncer” o, peor aún, algo como que el cáncer en los niños es el reflejo del odio de sus padres [3]. La frase, además de peligrosa, es singularmente descorazonada.

Magíster en charlatanería

Yo no sólo  que la emoción E causa el trastorno T, sino que también conozco el mecanismo M que hace que E cause T. Aquí no sólo estamos dejando de reconocer que ignoramos el océano, sino que además estamos afirmando cosas, arrogantemente, respecto al océano que ignoramos.

Doctor en charlatanería

No sólo conozco el mecanismo M que provoca que E cause T, sino que también sé cómo curar la enfermedad T con el procedimiento P. Ahora tengo el poder de curación, un nuevo nivel de arrogancia sobre el océano que ignoramos.

Doctor honoris causa en charlatanería

 Este es el paso final: te vendo el tratamiento. Los seminarios sobre “activación cuántica de la glándula pineal” (sic) cuestan, aproximadamente, $150.000. En marzo de este año el bullado Dr. Soto tenía agotadas sus horas de atención médica para todo el 2017. Como anécdota, una vez llame a uno de estos seminarios, diciendo que era un trabajador de escasos recursos que estaba interesado en inscribirme, pero quería saber primero en qué consistía la “activación cuántica”, porque me interesaba ese tema. Créanme que la respuesta, además de petulante (les dije que trabajaba en una actividad generalmente asociada con bajo nivel educacional), no mostraba el más mínimo conocimiento sobre mecánica cuántica. Inmediatamente recordé a Richard Feynman, Nobel de física, uno de los eminentes en este tema: “Si usted piensa que entiende la mecánica cuántica… entonces usted no entiende la mecánica cuántica”. Pero créame que el asunto puede ser aún peor:

Algunos de estos charlatanes incitan a la gente a abandonar los tratamientos convencionales.

 

Ahora, usted se preguntará: ¿Por qué la culpa es de nosotros, los científicos? Es nuestra culpa porque esta situación difícilmente cambiará en la medida en que construyamos muros entre nosotros, con nuestro metódico, pero acotado conocimiento, y el resto de la población. Y nosotros hemos cooperado en levantar estos muros cuando incurrimos en (al menos) dos errores: uno es el cientificismo [4] y, el otro, los vicios presentes en el sistema bajo el cual hacemos ciencia; vicios contra los cuales no hemos luchado con el suficiente vigor.

Pecamos de cientificismo cada vez que, por ejemplo, descartamos a priori intuiciones que pueden ser bastante válidas (y muchas veces muy imaginativas) porque pensamos que la realidad se reduce a nuestro campo de especialización. Si no hay una publicación indexada “demostrando” la existencia del fenómeno, entonces el fenómeno no existe. Pensar así, si aplicamos rigor lógico, es absurdo.

El mundo es algo mucho más rico que lo publicado en las revistas científicas. Casos vergonzosos han ocurrido donde negamos la existencia de algo o abusamos de la acusación de “teoría de la conspiración” y luego se destapa que el azúcar sí tiene efectos nocivos [5-7], que sí hay una relación entre tabaco y cáncer [8-10], o que sí existe intervención de la industria farmacéutica en la investigación científica [11-14], mientras negábamos estos fenómenos porque “no existe un paperpublicado que lo demuestre” (o, peor aún, porque nuestros papers afirmaban que esto no ocurría [5-14]). Quizá un caso ejemplar es el de la economía: creo que el resto de la población percibe, con justa razón, que la actividad de los economistas parece ser “más la de porristas de los negocios y las finanzas que la de un médico del funcionamiento económico de la sociedad”[15]. Estos casos nos ponen en el mismo status que el de los charlatanes que tanto criticamos.

En cuanto a los vicios contra los que no luchamos con el suficiente vigor, la ciencia, al menos en Chile, parece ser más “una actividad de interés privado subsidiada por el Estado, es decir, con recursos de toda la sociedad” [16], que una actividad orientada con algún sentido de impacto social. Recordemos que la ciencia se financia, en buena medida, con fondos públicos. Más aún: la ciencia no es individual, sino esencialmente social. Newton vislumbró sus descubrimientos parado “sobre hombros de gigantes”; esto es, sobre un montón de conocimientos desarrollados por la comunidad humana que lo antecedió.

Por otra parte, en la actualidad trabajamos bajo un esquema de incentivos orientado casi exclusivamente a la publicación de papers en revistas indexadas. Está bien, el científico debe comunicar a sus pares, bajo los más rigurosos estándares técnicos, las investigaciones con que aporta al conocimiento humano. Pero tanto contenido ultra específico y aislado conlleva, paradójicamente, a que a veces la ciencia pierda contenido. ¿Cómo esperar que la población general profundice sus conocimientos científicos si el producto final de nuestro trabajo queda expresado, casi exclusivamente, en un lenguaje que a veces ni nosotros mismos entendemos?¿Cómo esperamos acercar a la población si, en el fondo, lo que estamos haciendo es armar un muro y, estando arriba, patear la escalera?

En conclusión, aislados, cientificistas, produciendo exclusivamente para una publicación que nadie entenderá, para sobrevivir en condiciones que no hemos sido capaces de cambiar. Actuando así, ¿Cómo esperamos que la gente se nos acerque y nos considere actores importantes? ¿O que apoye que haya más presupuesto para ciencia? ¿Cómo esperamos que considere que el estatus epistemológico del conocimiento científico es superior al del charlatán de turno, cercano, empático, que habla en un lenguaje comprensible?

Ok. Exageré. Evidentemente, no toda la culpa es de los científicos. Pero comencemos por asumir nuestra parte.

Referencias y links de interés:

[1] https://introduccionlenguaje2010.files.wordpress.com/2010/10/varela-francisco-conocer.pdf

[2] https://www.youtube.com/watch?v=uefD0Tydc9Q&t=14s

[3] http://www.eldinamo.cl/tendencias/2017/04/04/doctor-de-canal-13-ahora-dice-que-los-ninos-pueden-tener-cancer-por-que-son-espejos-de-sus-papas/

[4] https://es.wikipedia.org/wiki/Cientificismo

[5] https://www.nytimes.com/es/2016/09/14/como-la-industria-del-azucar-logro-manipular-la-ciencia-de-la-nutricion/

[6] http://jamanetwork.com/journals/jamainternalmedicine/article-abstract/2548255

[7] https://www.nytimes.com/es/2015/08/20/coca-cola-financia-a-cientificos-que-buscan-explicaciones-alternativas-para-la-obesidad/

[8] http://www.elmundo.es/elmundosalud/2005/01/14/tabaco/1105703563.html

[9] http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140673600020985

[10] http://ajph.aphapublications.org/doi/abs/10.2105/AJPH.2004.061507

[11] https://www.scientificamerican.com/espanol/noticias/muchos-estudios-de-antidepresivos-estan-contaminados-por-la-influencia-de-la-industria-farmaceutica/

[12] http://www.jclinepi.com/article/S0895-4356%2815%2900429-1/abstract

[13] http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1137-66272005000100001

[14] http://journals.plos.org/plosmedicine/article?id=10.1371/journal.pmed.0040286

[15] http://sttpml.org/wp-content/uploads/2014/08/capitalism-and-its-economics-a-critical-history-douglas-dowd.pdf pp xii

[16] http://ciperchile.cl/2016/12/19/ciencia-sin-alma-la-impronta-neoliberal-en-la-investigacion-cientifica-chilena/

Imagen principal: La Venganza de Hipatia

Spinners, Física, Smartphones y más.

Publicado en El Blog de Martín Monteiro.
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En pocos meses se ha vuelto furor este pasatiempo ansiolítico en todo el mundo y tan rápida ha sido la tormenta que ya casi ha pasado de moda. El Fidget Spinner fue creado como un juguete para reducir la ansiedad y supuestamente mejorar la atención de algunos niños. Por el contrario hay muchos que lo consideran una distracción. Se trata de algo extremadamente simple. Tan simple que extraña que se haya puesto de moda. Un rulemán. Un simple rulemán o rodamiento con dos o tres brazos que se hace girar entre los dedos a gran velocidad durante un par de minutos. Por cierto que de niños jugábamos con rulemanes y era muy divertido. Entonces ¿por qué aparece en este formato y da la vuelta al mundo? Ni idea, no tengo explicación para este tipo de fenómenos sociales. Creo que desde la invención de la rueda que la humanidad no se fascinaba tanto con algo que girara. Y tengo mis dudas de que la rueda haya fascinado tanto. Me cuesta entender que de pronto surja semejante interés en estas rueditas ya que hoy en día nadie le presta mucho interés a otros objetos giratorios más interesantes, como trompos, giróscopos y muchos otros. Yo tengo colección de estos juguetes y siempre me han interesado por la variedad de fenómenos físicos que se pueden observar. Entonces el spinner también me ha interesado, aunque sea mucho más simple. Como sea, el Fidget Spinner se ha puesto de moda y tal vez por algunos días más siga estando entre nosotros. Después, cuando pase la fiebre, estaremos todos preguntándonos cuándo y cómo fue que nos interesamos por estos juguetes, diciendo “qué anticuados aquellos días del spinner”. Y no estamos lejos de ese día. Mientras tanto, este interés por el Spinner se puede utilizar a favor en las clases de física o en actividades de divulgación, como elemento motivador para hablar de algunos principios básicos de las rotaciones, así como también una excusa para presentar experimentos tradicionales que los estudiantes tal vez encuentren más atractivos por el simple hecho de hacerlos con su propio Spinner.

SECCIONES:

  1. Fidget Spinner y precesión.
  2. Medida de rotación con luz e interfaz.
  3. Medida de rotación por método acústico con smartphone.
  4. Medida de rotación por método magnético con smartphone.
  5. Medida de rotación por método magnético con Arduino.
  6. Momento de inercia del spinner.
  7. Un Fidget Spinner doble péndulo caótico.
  8. Curiosidades más allá de la física.
    • Fidget Spinner y biología.
    • Fidget Spinner con impresora 3D.
    • Fidget Spinner y arqueología.
    • Un motor eléctrico con Fidget Spinner.
    • Fidget Spinner y teorías conspirativas (y un poco de humor).
1. Fidget Spinner y precesión.

En este video el divulgador español José Luis Crespo (QuantumFracture), propone utilizar el spinner para demostrar y comprender algunas propiedades de los rígidos en rotación, como los movimientos de precesión y nutación.
Un indicador de calidad del spinner es la velocidad de rotación que puede alcanzar. Otro factor íntimamente relacionado con el anterior es el tiempo durante el cual se mantiene girando. Una actividad interesante para proponer a los estudiantes así como también para aficionados, es medir la velocidad de rotación del spinner y observar de qué modo decrece con el tiempo hasta detenerse. Hay muchas formas de conseguir estas medidas mediante métodos ópticos, acústicos o magnéticos, utilizando un smartphone o una interfaz o electrónica sencilla con Arduino.
2. Medida de rotación con luz e interfaz:
En su artículo “Want to know how long a fidget spinner spins? Get a laser and some physics,” Rhett Allain utiliza un puntero láser y un sensor de luz conectado a una interfaz. El láser se dirige hacia el sensor de luz y cuando el spinner gira, sus brazos interrumpen el haz del láser. De ese modo se puede medir el tiempo que demora en dar una vuelta y de ahí la velocidad de rotación.
Esta gráfica representa la luz detectada por el sensor. Tres ciclos corresponden a una vuelta completa del spinner (en este caso T = 0,14 s, es decir f = 7 Hz, que equivale a 420 rpm)
Este gráfico muestra la velocidad de rotación en función del tiempo. La pendiente corresponde a la aceleración angular del spinner (en este caso a = -1,35 rad/s^2).
3. Medida de rotación por método acústico con smartphone:
Una forma de medir la velocidad es utilizar aire comprimido para hacer girar el spinner mientras con el smartphone se mide la frecuencia del sonido producido por el spinner. Como tiene tres brazos, la frecuencia de rotación será un tercio de la frecuencia del sonido. Esto fue lo que hicieron Matt Parker y Steve Mould en los dos videos siguientes:
4. Medida de rotación por método magnético con smartphone:

Otra forma de medir la velocidad de rotación consiste en magnetizar uno de los extremos del spinner con un pequeño imán y medir la frecuencia de rotación mediante el sensor magnético del smartphone. Cada vez que el brazo magnetizado pasa cerca del smartphone, el sensor magnético detecta un incremento en el campo magnético. Es decir que cada vuelta se registra un pulso magético. Con la aplicación PhyPhox se puede medir la frecuencia de los pulsos que es igual a la frecuencia de rotación. El único problema de este método es que no permite medir velocidades muy altas, ya que esto se ve limitado por la velocidad de respuesta del smartphone que se utilice.

5. Medida de rotación por método magnético con Arduino:

El mismo principio se puede implementar con un sensor Hall y un circuito muy sencillo basado en Arduino, tal como lo describe Andriy Baranov en “Fidget Spinner RPM Counter.”

 
6. Momento de inercia del spinner.

Una magnitud central en la dinámica de las rotaciones es el momento de inercia, el cual mide la dificultad que ofrece un objeto para cambiar de velocidad de rotación. Una forma usual para medir esta cantidad es construir un péndulo físico colgando el spinner de una varilla y así medir el período de oscilación. Este período está relacionado con el momento de inercia del spinner mediante el teorema de Steiner (o teorema del eje paralelo). Es una actividad de exploración que puede ser interesante para proponerle a los estudiantes, tal como cuenta Rhett Allain en “Let’s explore the physics of rotational motion with fidget spinner.”

7. Un Fidget Spinner doble péndulo caótico.

Un péndulo doble es uno de los sistemas más sencillos con los que se puede observar el comportamiento de un sistema caótico, es decir en el que un cambio infinitesimal en las condiciones iniciales genera movimientos completamente diferentes. La empresa EME Tools desarrolló el Rotablade Pendulum MK2, un Fidget Spinner con doble articulación que permite “jugar” con la teoría del caos entre nuestros dedos.

.: 8. CURIOSIDADES MÁS ALLÁ DE LA FÍSICA:.

Fidget Spinner y biología.

Una centrífuga fidget spinner para experiencias de biología fabricada con impresora 3D: “Lab Centrifuge Fidget Spinner” by Matlek.

Una amiga ha fabricado una centrífuga con un fidget spinner. Eso es modernizar un laboratorio, lo demás tontería pic.twitter.com/sIoWkYVJyT

— Daniel Gomez (@amloii) July 18, 2017


Fidget Spinner con impresora 3D.

Por supuesto que también puedes imprimir muchos otros modelos de spinner. En este video tienes varias ideas y recursos:

Fidget Spinner y arqueología.

En el Museo del Instituto Oriental de la Universidad de Chicago se encuentra una pieza de arcilla encontrada en la región de Tell Asmar, en Mesopotamia, datada con casi 4000 años de antigüedad, yetiquetada como “Juguete giratorio con cabezas de animales.” Una editora de Wired escribió en Twitter: “Prueba de que no hay más ideas originales.”
Lo curioso es que a partir de la notoriedad que adquirió esta pieza, el museo anunció que en realidad se trataba de un error de identificación que data de 1932 y que para 2019 el museo será renovado incluyendo a esta pieza, en su identificación actual, según los expertos, como una maza.

Un motor eléctrico con Fidget Spinner.

El spinner también se puede utilizar para diversos proyectos de aficionados o de clubes de ciencia. Un ejemplo es este motor sin contactos (sin escobillas) propuesto por Dave Bodnar “Fidget Spinner to Brushless Motor.” El rotor de este motor está formado por un spinner con imanes en cada brazo. El estator consiste en una sencilla bobina fabricada a mano.

Fidget Spinner y teorías conspirativas (y un poco de humor).

Como no podía ser de otra forma con una moda que se ha vuelto viral, no han faltado los especuladores paranoicos que ven en todo una amenaza premeditada, en este caso un invento diabólico para estupidizar a las masas. Ver “Russia Claims Fidget Spinners Are a Form of Hypnosis Used by Anti-Government Activists.” La seriedad que este tema merece me recuerda aquella serie animada de Steven Spielberg, “Pinky y Cerebro.” Si hay alguien con el intelecto y la claridad estratégica para dominar el mundo con el Fidget Spinner, sin lugar a dudas que sería Cerebro. Hasta aquí mi comentario sobre la importancia que le atribuyo a tales ideas.