El bólido de Santa Fe
El pasado martes día 18 a las 9:35 de la mañana un bólido entró en la atmósfera sobre la provincia de Santa Fe, en Argentina. El objeto explotó en el aire a una altura estimada de 60 kilómetros, por lo que fue escuchado en un amplio área de la provincia.
No se conoce ningún impacto contra el suelo ni se ha recuperado todavía ningún segmento.
Cuando un meteoro entra en la atmósfera de la Tierra, se mueve muy rápido. Tienen una velocidad relativa a la Tierra entre 40.000 y 260.000 kilómetros por hora. Por medio de la fricción, la atmósfera de la Tierra lo detiene progresivamente haciendo que se caliente en extremo, llevándolo a la incandescencia y haciéndolo brillar.
Pero si el meteoro contiene una gran cantidad de hielo y / o dióxido de carbono congelado en su interior, el intenso calor provocado por la fricción provoca su ebullición. Esto es lo que produce la explosión de un bólido, como el de Santa Fe, o como el de Rusia de hace unos meses. Algo parecido a poner una olla a presión dentro de una fogata.
Pues el Diario “La Provincia” publicó el pasado viernes una noticia en la que se afirmaba que la causa de la explosión en Santa Fe fue el reingreso en la atmósfera de la cápsula Cygnus tras abandonar la ISS. La nave, primera misión de servicio de la empresa privada Órbital Sciences Corp, se desenganchó de la ISS el mismo día 18 a las 11:41 GMT, 8:41 en Argentina. No hay tiempo material a que realice todas las maniobras de reentrada, que estaba planificada para el miércoles 19 a las 18:20 GMT (15:20 en Argentina).
Isleño
23/02/14 21:10
Casi se me hace raro que no haya salido nadie diciendo que era una nave extraterrestre abatida por un misil yanqui. ¿Se estarán «curando» los magufos o simplemente andarán cortos de reflejos?
CheloXL
23/02/14 23:07
El «periodista» que escribió esa noticia estaba dormido, borracho y a punta de pistola lo obligaron a hacerla… no hay otra manera, ya que salió en todos los noticiosos que era un bólido, gente del observatorio de Rosario, etc…
NewZealander
23/02/14 23:16
@ Isleño:
Van a ser los reflejos, tantas promesas incumplidas desmotivan a cualquiera
Amildao
24/02/14 00:27
El público de esa zona comenzó especulando con un rayo del HAARP(sic), el infaltable ovni, algún comentario sobre ‘lo que nos ocultan’, otro para que despierten los borregos, y algún desdeñado razonamiento sobre la posibilidad de un meteorito; les envié en su momento un enlace de aquí sobre el HAARP, ahora el de esta entrada, y se calmaron un poco, hasta que otra eventualidad haga surgir la enfermedad latente.
Jesús
24/02/14 10:30
Sólo un detalle, los cuerpos que se calientan al entrar en la atmósfera no lo hacen por la fricción, sino porque comprimen el aire que encuentran a su paso, y esa compresión es la que provoca el aumento de temperatura. Por eso las naves espaciales llevan el blindaje térmico en la parte que va «por delante», y no por todo el fuselaje (como debería ser si el problema fuera la fricción).
Dr. Bacterio
24/02/14 13:11
@Jesús:
Estás equivocado Jesús. Por supuesto que la fricción con el aire es la responsable de las altas temperaturas… ¿Qué si no? ¿Desde cuando el aire comprimido genera calor?
Lo que ocurre es que la parte con más blindaje es la parte de ataque de la cápsula, diseñada aerodinamicamente para desviar el flujo de aire caliente que se genera del resto de la nave. De ahí la forma de campana de las cápsulas espaciales.
Aquí tienes una gráfica de un estudio de mediados del siglo pasado para encontrar la forma aerodinámica más eficiente. Observa como el modelo de campana (abajo izq. ) desvía la mayor parte del flujo caliente del frente del resto de la nave.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Blunt_body_reentry_shapes.png
De todas formas, toda la nave está blindada (de diferentes formas) por razones obvias: no todo el calor se disipa de esa forma. Observa en que estado llega el módulo Soyuz a Tierra:
http://cryptome.org/info/soyuz-tma18/pict22.jpg
Tru
24/02/14 13:54
@ Dr. Bacterio:
Revisa tus fuentes Bacterio, estoy con Jesús.
«El término meteoro proviene del griego meteoron, que significa «fenómeno en el cielo». Se emplea para describir el destello luminoso que acompaña la caída de materia del sistema solar sobre la atmósfera terrestre. Dicho destello se produce por la incandescencia temporal que sufre el meteoroide a causa de la presión de choque (el aire atmosférico se comprime al chocar con el cuerpo y, al aumentar la presión, aumenta la temperatura, que se transfiere al meteoroide), no de la fricción.1 2 Esto ocurre generalmente a alturas entre 80 y 110 kilómetros (50 a 68 millas) sobre la superficie de la Tierra.»
http://es.wikipedia.org/wiki/Meteorito#cite_note-2
Las referencias a esto, 1 y 2:
1. http://minerva.union.edu/aprelevp/physics.html
2. http://www.wisegeek.com/what-is-a-meteor.htm
Someone
24/02/14 14:50
@ Dr. Bacterio:
Ley de Gay-Lussac: «Al aumentar la presión de un gas, la temperatura de este aumenta si el volumen se mantiene constante», por lo tanto P_1/T_1=P_2/T_2.
En la página de la wikipedia sobre Atmospheric entry también comentan que «When air is processed by a shock wave, it is superheated by compression» (http://en.wikipedia.org/wiki/Reentry#Shock_layer_gas_physics).
Lo siento Dr. Bacterio, pero Tru y Jesús tienen razón.
MaGaO
24/02/14 15:06
@ Someone:
O, como siempre se ha dicho, PV=nRT
busgosu
24/02/14 15:20
Ambas conclusiones son ciertas, si el meteoro no comprimiese el aire no tendría con que chocar
Dr. Bacterio
24/02/14 15:45
@True y Someone:
Gracias por los enlaces chicos, ahora lo veo claro, nunca te acostarás sin saber una cosa más. En todo caso, y aunque en menor medida, la fricción también aporta su granito de arena a la hora de calentar el asunto.
@Jesús:
Disculpa por la desafortunada corrección. Con tu permiso, me voy a meter la lengua en el culo y mirar más en profundidad los aportes de los compañeros chuminatis.
Isleño
24/02/14 20:50
Mmmm… Aquí hay mucho que rascar, creo.
Veamos: si un cuerpo penetra a gran velocidad en la atmósfera, efectivamente, genera una compresión del aire que encuentra en su frente, pero al mismo tiempo también generará una depresión de aire tras el, ¿no? Y esa depresión supondría una reducción de temperatura proporcional y equivalente al aumento que hubiera producido la compresión frontal. (Recordemos el principio de sustentación de las alas de los aviones, que no se calientan tanto).
Por otra parte, parece lógico pensar que el aumento de temperatura debería ser resultado de la transformación de la energía cinética en energía térmica por la reducción de velocidad provocada por el roce con el aire (o sea, fricción).
Jesús
24/02/14 22:43
@ Isleño:
Tú lo has dicho, se genera una depresión de menor temperatura… detrás del vehículo, justo donde ya no está. Y no tengo muy claro que debiera ser proporcional, al fin y al cabo la compresión no deja de ser también una transformación de energía cinética en calor, por lo que no tiene sentido que el balance energético sea cero.
busgosu
25/02/14 01:31
Dr. Bacterio dijo:
Para mí que es al revés, es la fricción la que crea el mayor aumento de temperatura, si no cómo se explica con el aumento de presión del aire y su correspondiente aumento de temperatura, la cola de fuego.
Quidam
25/02/14 04:58
Estimados, si llegasen a un conclusión unánime no podrían comprobarla desde acá ni por descarte, carecen de los datos necesarios. Por lo tanto digamos que la Tetera de Russell perdió su órbita e inquietud finiquitada, aunque prefiero sinceramente la idea del bólido
MaGaO
25/02/14 08:28
busgosu dijo:
El aumento de presión se explica de una forma muy sencilla: al aire «no le da tiempo» a apartarse suficientemente deprisa de la trayectoria del objeto y, por tanto, se ve obligado a comprimirse. Véase un caso teórico extremo.
Isleño
25/02/14 13:51
Lo siento, soy un cabezón, lo se, así que voy a insistir con un par de ejemplos:
– Ejemplo 1: Cuando hinchamos la rueda de una bicicleta, ësta, efectivamente, se calienta. Pero ese calentamiento no parece provenir tanto de la transformación de la energía del bombeo en calor, sino de la concentración del calor existente en un determinado volumen de aire en otro nuevo volumen más pequeño: el mismo calor en menos volumen supone más temperatura.
– Ejemplo 2 (el inverso del 1): En una bombona de gas tenemos gas a presión y a temperatura ambiente. Al abrir la válvula, el gas a presión y su calor se expanden para ocupar un volumen mucho mayor y con una temperatura menor. Es decir, se enfría.
En estos ejemplos vemos que los cambios de temperatura se deben al reparto del calor ya existente en diferentes volúmenes, independientemente de otros aportes energéticos. Pero en ambos casos se da la circunstancia de que hemos «atrapado» los gases a presión en un volumen cerrado (la cámara de la rueda y la bombona), mientras que en el caso de los meteoritos o naves que ingresan en la atmósfera el fenómeno se produce en un volumen abierto, de manera que el aire comprimido en la parte delantera no queda atrapado, sino que se desplaza en una especie de vórtex hacia la parte trasera de menor presión.
Por otra parte, al tratarse de una masa que se desplaza a una velocidad, nunca mejor dicho, astronómica, tenemos una enorme cantidad de energía cinética. Y es precisamente la fricción que supone ese vórtex de aire la que produce la deceleración de la masa, con la consecuente transformación de esa enorme cantidad de energía cinética en una enorme cantidad de calor.
Pero quede claro que todo esto es tan solo mi humilde (y cabezona) opinión.
Isleño
25/02/14 15:24
Someone dijo:
No es así exactamente. Para que la presión de un gas aumente permaneciendo constante el volumen habría que o bien aumentar la cantidad de gas o bien administrarle calor de una fuente externa. Concretamente, en Wikipedia dice:
por lo que también podríamos decir que al aumentar la temperatura, la presión del gas aumenta si el volumen se mantiene constante.
Puesto que la cantidad de aire permanece también constante, vemos que para que se de un aumento de presión a igualdad de volumen o aumento de volumen a igualdad de presión es necesario un aumento de temperatura y, por tanto, un aporte de calor.
En el ejemplo que he puesto antes de la rueda de bicicleta, vemos que la temperatura aumenta, pero no por que le aportemos calor, sino porque aumentamos la cantidad de aire en el mismo volumen y, por tanto, la presión. Claro, que también podríamos aumentar la presión de una rueda calentándola.
En fin, a donde quiero llegar es a lo siguiente: que, en todo caso, y sin aporte externo de calor, la temperatura de un gas aumenta cuando aumentamos la fricción (¡sí! ¡fricción!) entre sus moléculas, ya sea aumentando la presión o reduciendo su volumen.
Someone
25/02/14 16:16
@ Isleño:
Me parece que tienes un poco de cacao en la cabeza (o estás empezando a sufrir una «busgosificación»), porque primero me dices que la ley de Gay-Lussac «No es así exactamente», y luego me dices «por lo que también podríamos decir que al aumentar la temperatura, la presión del gas aumenta si el volumen se mantiene constante», que es justamente la ley de Gay-Lussac.
De todas formas dices:
Y no es cierto, y tienes en tu casa un ejemplo de ello: un frigorífico (http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_frigor%C3%ADfica).
Eso está bien, porque la explicación de la rueda de bicicleta en tu post anterior parecía más bien que era el cambio de volumen el que producía el aumento de la temperatura, no el cambio de presión.
Bueno, fricción no es la palabra que yo usaría… La fricción es la fuerza entre dos superficies en contacto, en el caso de un gas más bien lo que tenemos es «colisiones entre moléculas».
En el caso del meteorito en el aire, ya estamos trabajando a un nivel macroscópico y sí se puede hablar de rozamiento entre un fluido (el aire) y un sólido. Pero al fin y al cabo, este rozamiento es una forma de modelizar las colisiones.
Isleño
25/02/14 18:13
Veamos si me explico.
Lo que yo entiendo que establece la Ley de Gay-Lussac es un factor de proporcionalidad entre tres características físicas de un gas, que son presión, volumen y temperatura, siendo la presión directamente proporcional a la temperatura e inversamente proporcional al volumen, de tal manera que la alteración de uno de los factores alteraría en cierta medida a los otros dos, y la alteración de uno manteniendo otro constante alteraría en gran medida al tercero, tal que:
– Un aumento de presión implica aumento leve de volumen y temperatura;
– Un aumento de volumen implica una reducción leve de presión y temperatura;
– Un aumento de temperatura implica un aumento leve de presión y volumen;
– Un aumento de presión con volumen constante implica un aumento considerable de temperatura;
– Un aumento de presión con temperatura constante implica un aumento considerable de volumen;
– Un aumento de volumen con presión constante implica una reducción considerable de temperatura;
– Un aumento de volumen con temperatura constante implica una reducción considerable de presión;
– Un aumento de temperatura con presión constante implica un considerable aumento de volumen;
– Un aumento de temperatura con volumen constante implica un aumento considerable de presión.
Todas estas afirmaciones son correctas respecto a la ley de Gay-Lussac. Y centrándonos en la que dice Un aumento de presión con volumen constante implica un aumento considerable de temperatura, yo pregunto: ¿cómo se puede aumentar la presión sin alterar el volumen? la única manera es aportando calor (temperatura).
El ejemplo del frigorífico, por tanto, no sirve, ya que lo que hace el compresor es aumentar presión y reducir volumen simultáneamente, lo cual sí que produce efectivamente el aumento de la temperatura del fluido refigerante. Posteriormente (y ahí está el «truco» de los frigoríficos) ese fluido a presión y caliente se hace circular por el condensador, una especie de serpentín con láminas difusoras de calor en el exterior del aparato, con lo que nos queda un gas a presión con menos temperatura, de tal manera que al expandirse en otro serpentín interno del frigorífico aumenta de volumen y reduce su presión, con la consecuente bajada de temperatura.
En cuanto a la palabra «fricción», me quedaría con la simple definición de la RAE: «Roce de dos cuerpos en contacto», pero en términos físicos es cierto que viene a referirse más a superficies.
Someone
25/02/14 19:09
@ Isleño:
Unos pocos detalles:
1. Lo que tú comentas es la ley general de los gases, que nos dice que P*V/T permanece constante en un sistema cerrado (que no puede intercambiar materia con el exterior). La ley de Gay-Lussac el la única consecuencia que extraes de esta.
2. «Un aumento de presión implica aumento leve de volumen y temperatura», no necesariamente. Puedes tener el caso de cuadripular la presión, reducir el volumen a la mitad parte y aumentar la temperatura al doble. Esa transformación mantiene P*V/T constante y aumenta la presión.
3. Sin embargo, tengo que reconocer que tienes tienes razón, el proceso de compresión en un frigorífico no es a volumen constante, en realidad se intenta que sea adiabático (sin intercambio de calor).
4. De todas formas, he estado mirando donde se usan los procesos isócoros (a volumen constante), y un ejemplo es un motor con ciclo de Otto, donde se consigue un aumento de la presión con la ignición de combustible (aunque a mi no me parece un ejemplo decente, ya que hay cambio del número de moléculas en estado gaseoso, pero sí es un ejemplo de cambio de presión y temperatura a volumen constante).
Tru
25/02/14 20:31
Cabe fijar unos términos ante la que se ha montao. El término para definir la pérdida de masa de un meteoroide al entrar en la atmósfera se llama ablación. Una cosa es un meteoro, otra un meteoroide, y otra un meteorito. El meteoroide es el cuerpo que se desplaza en el espacio interestelar (considerado así según su tamaño y órbita) y un meteoro es un fenómeno luminoso atmosférico. Cada meteoroide que entre en la atmósfera tendrá su correspondiente meteoro y, a la masa que sobreviva a la ablación, en caso de hacerlo, se le llama meteorito.
Dicho esto, el meteoro, el fenómeno luminoso, ocurre por dos motivos: el meteoroide se vuelve incandescente, lo que no suele ser apreciable a simple vista, lo que vemos en realidad es la ionización de los átomos que le preceden en su camino, ionización o pérdida de electrones momentánea, pues al ser estos átomos sobrepasados por el meteoroide se enfrían y recuperan sus electrones creando el fenómeno luminiscente. De hecho, a medida que el meteoroide avanza en la atmósfera pierde velocidad y desaparece el fenómeno. Es decir, lo que llamamos meteoro no es resultado de la fricción entre el cuerpo y la atmósfera principalmente (no se ve…si se viese…rezaz), sino de la compresión de los gases atmosféricos…aunque comprendo que esyto solo sea un pequeño matiz que en definitiva, como dijo Someone, la fricción no deja de ser una idealización, modelización, de un choque.
Al margen, la ablación por una parte supone la fusión de la parte delantera del bólido, que desprende parte de su masa que al enfriarse provoca el humo que dejan, que es en definitiva gran parte de su masa, y por otro lado una disgregación que en su mayor medida se debe a la presión que alcanza el cuerpo, disgregación que lo divide en pedazos antes de su «meteoroidezaje»…en caso de haberlo.
Me olvidaba, también hay un fenómeno acústico, sin duda debido a las ondas de choque.
joydivision
25/02/14 20:42
un pequeño offtopic. porque baumtgarner ( o como se escriba ) no se incendio al caer a tanta velocidad?
Tru
25/02/14 21:01
@ joydivision:
Iba soplando mientras caía.
busgosu
25/02/14 21:12
@ joydivision:
Sí se incendio pero perdió su masa rápidamente, por eso no se observa el proceso de un típico consumo menos rápido.