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A vueltas con la fenología.

 

 

La naturaleza es el mayor espectáculo gratuito que puede observar cualquier persona con un mínimo de interés por no aburrirse. A mí al menos es un tema que me fascina. Muchas veces no podemos ver los animales que sabemos que están ahí, porque están ocultos por las ramas o por la maleza. O porque no tenemos los medios con los que distinguirlos por no llevar binoculares o cámara fotográfica. Ahora bien, los animales están ahí. Podemos oírlos. Y es una cosa muy interesante el saber diferenciar los animales que se hallan en un determinado paraje natural. Con los sonidos que se van escuchando en cada fecha concreta vas advirtiendo propiedades emergentes del sistema complejo que es la naturaleza. Así, por ejemplo, por estas fechas podemos determinar la fenología de la primavera. El estudio de la fenología de una estación tiene que ver con los acontecimientos biológicos y naturales de un determinado ecosistema, que nos llevan a afirmar en un determinado momento que dicha estación está ya activa. Porque astronómicamente nunca hay duda de cuando empieza el otoño, el verano, o en general cualquier época del año. Otra cosa muy distinta es saber cuándo realmente esa estación está verdaderamente activa, teniendo en cuenta para ello la climatología local, las variaciones en la flora, y la etología característica que presenta cada especie animal en la época en cuestión. Así, y dado el innegable cambio climático al que está sometida la Tierra, la primavera cada vez llega biológicamente más temprano.

En el año 2021 en Japón se registró una floración de los almendros mucho anterior a lo que se venía produciendo. En Kioto existe una tradición consistente en buscar y observar las flores rosas de la floración de los almendros. Se denomina Hanami. Se llevan registrando los datos por observadores locales desde la Edad Media. Y en 2021 se observó un adelanto fenológico en la primavera japonesa que no se producía desde el año 1405.

Este año he oído el cuco por primera vez hace dos días cuando fui a pasear. Pero por un testigo de confianza (un pariente mío que es amigo), sé a ciencia cierta que el cuco ya se escuchó en marzo. Llevo escuchando la abubilla desde hace dos semanas. Hoy cuando fui a pasear escuché las primeras palomas torcaces. Dentro de poco llegarán las tórtolas (es probable que ya estén por aquí) y con una tardanza algo mayor se dejarán ver los alcaudones dorsirrojos y otras especies de aves. Los animales van llegando procedentes de sus cuarteles invernales, preparándose para la reproducción. La primavera es el renacer de la vida, la estación que tiene impreso un mayor carácter de entre las cuatro que hay. Las serpientes, lagartos y lagartijas se activan después del letargo invernal. Sin ir más lejos, hoy he visto muchas lagartijas. Y sobre todo, uno de los mayores espectáculos que conozco de la naturaleza es cuando paseo a la salida del sol (entre las 7 y las 8 de la mañana) por estas fechas. Hay una orquesta de aves y animales que están despertando en sus dormideros que es una auténtica maravilla, digna de ser grabada. Y de aquí surge mi próximo proyecto, que compartiré en esta web de mi propiedad.

He adquirido una grabadora digital, que muestrea la señal de audio captada por los micrófonos omnidireccionales que posee, a una tasa de muestreo no inferior a la frecuencia de Nyquist (el doble del ancho de banda de la señal de audio), cuantifica las muestras mediante una escalera de cuantificación pareja a la Modulación de Impulsos Codificados (MIC en español, o su equivalente PCM en inglés), y codifica los valores de la cuantificación mediante un código binario de 8 bits, de los cuales el primero está reservado para el signo. En este proceso de muestreo digital existe pérdida de precisión en relación al valor real de la señal, puesto que se produce un ruido de cuantificación granular, dado por la diferencia entre el verdadero valor y el que tomamos en la escalera, y el ruido de sobrecarga, que es más notable al oido y que se produce cuando son rebasados los valores máximos que puede tomar la variable cuantificada al saturarse la escalera de cuantificación con valores de gran módulo de la señal de audio captada por los micrófonos. Tenemos, pues, una señal digital como resultado de la modulación PCM, formada por un chorro de bits, que es pasada tras dicha modulación por un codificador MPEG,convirtiéndola al estándar MP3. Y tras ésto, las muestras son pasadas al disco de almacenamiento. Estas pistas de audio pueden ser recuperadas a voluntad en cualquier momento y de forma controlada y pasan hacia el reproductor, en el cual tras la decodificación MP3 y la conversión Digital/Analógico se filtran mediante un filtro pasobajo interpolador, trasladando la señal (analógica) resultante al amplificador de audio, que se encarga de presentarla en los altavoces. La señal reproducida en el altavoz es una versión amplificada y bastante fidedigna (aunque no estrictamente igual) de la onda acústica que fue grabada. Esta tecnología se complementa con un micrófono de solapa, con el correspondiente cable y jack, que permite llevar la grabadora en el bolsillo. Este equipo dará lugar a una nueva sección en Eclecticomania, que llevará el nombre de Paisajes sonoros, y donde dejaré las grabaciones mp3 que voy consiguiendo en mis caminatas. Creo que es una buena iniciativa y que puede animar a muchas personas a empaparse del maravilloso mundo en el que somos conscientes.

 

 

Khayyam, el inmortal.

 

 

¿Qué es cualquier día de nuestra existencia en comparación con la eternidad?. Evidentemente, nuestra vida podría en principio no tener ningún tipo de trascendencia en el Cosmos, y de hecho apenas la tiene. En algún momento de nuestro pasado un óvulo fue fecundado y de ahí surgimos como la entidad consciente que somos, tan efímeros como prescindibles. Esta apreciación es extensible a intervalos de tiempo de mayor duración, que en el devenir no significan prácticamente nada. Así, podemos decir, por ejemplo, que veinte años no son nada. Y no lo son a escala planetaria. Y podemos aún más, decir que en relación a los eones que fluyen en los púlsares, los que por otra parte son un buen patrón para un reloj cósmico, once siglos son muy poco tiempo. Sin embargo, a escala humana once siglos representan la vida de trece generaciones o más de personas.

Así pues, vivimos un instante en la eternidad. ¿Seguro?. Pues no lo tendría tan seguro. Y Omar Khayyan, gran astrónomo, médico, matemático, y poeta persa, ya conocía este hecho hace once siglos, los que para el universo no han representado en principio ninguna cosa trascendental. Porque Omar era muy observador, y se dio cuenta ya por aquel entonces, que, tal y como contaba en sus cuartetas rubbaiyat, las ánforas y los cántaros de barro, con los que los bebedores de vino se solazaban en la taberna, en un pasado habían sido amasados con las moléculas de un amante y su bienamada. El asa del ánfora era el cuello por donde aquél cogía a la doncella. Y también mostraba su clarividencia cuando advertía que nada podíamos esperar ni de nuestro pasado ni de nuestro futuro, sólo podemos mantenernos conscientes en el presente continuo. O cuando veía en el vino un buen compañero para ayudarse a sentir el devenir.

Khayyam no era una persona cualquiera, era un sabio. Su sabiduría partía de lo que parten todas las sabidurías, de la vida contemplativa impregnada de la penetración de la mente. Porque él no advertía ningún alma ni en sueños, sólo la trataba como la invención que es de la religión. En su viaje personal a la búsqueda de lo que somos los humanos, y de nuestro papel en el mundo, vio lo que los buenos librepensadores terminan razonando en sus mundanas especulaciones. Que todo está relacionado con todo. Que antes de la realidad que ahora somos ha habido otras realidades en las que hemos estado presentes de manera inerte, otras vidas, si queremos llamarlo así. En definitiva sólo somos moléculas, y las células de las que estamos formados están formadas por moléculas. Así pues, estos corpúsculos provienen de una línea de linaje exitosa que se remonta a los primeros homínidos, los que a su vez provenían de una línea de linaje que arrancaba con otros mamíferos que los precedieron. Y a su vez, que obtenían alimento con las células y moléculas de otros animales y plantas. En todos nosotros tenemos algo de animal, algo de planta, algo de roca y algo de ser humano. Y aún más, somos hijos de las estrellas, tal y como Carl Sagan difundió en su serie Cosmos. Las moléculas de las que estamos formados tienen su origen en los procesos que siguen a la fusión nuclear que se produce en las estrellas, y que dan lugar a elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Al final de su vida, las estrellas que tienen masa suficiente implosionan por el peso de estos elementos, en antagonismo con las reacciones nucleares que se producen en su interior, y se forma una supernova, que se encarga de distribuir por el universo de una manera espontánea todo el material que allí fue sintetizado.

Omar Khayyám, «el fabricante de tiendas», tal y como se traduce su apellido, vivió en todo momento fiel a sus principios. Fue marginado por los poderes fácticos de aquel entonces (que aún lo son hoy en día), la religión y todo su fanatismo antitético al concepto puro de librepensamiento. El poder de la muchedumbre, contra el que un hombre solo no es capaz de articular ningún tipo de idea novedosa basada en el bien. Y siguió su carpe diem particular hasta el mismo instante de su muerte. Muchos fueron sus logros como astrónomo y matemático, pero eligió ser enterrado en una tumba a la sombra de unos rosales. Hoy en día existe un mausoleo allí, donde es venerada la memoria del genio persa. Y donde, quizás, sus moléculas aún viven entre el néctar de las rosas. La sociedad de amigos de Khayyam, que practicaba sus reuniones en la Inglaterra victoriana a finales del siglo XIX, «acogió» como hijo predilecto a Edward Fitzgerald. A él hoy se le conoce por la traducción del poema de mayor éxito que existe en lengua inglesa, que son precisamente los «Rubbaiyat». De los rosales de Neyshapur se trasladaron esquejes a la tumba del académico inglés, donde también hoy sus moléculas dan abono a las rosas. Las rosas que, desde Horacio, representan el instante actual del devenir. Pero cuya planta matriz pervive en las generaciones.

 

 

 

Colección de radios clásicas.

 

En esta sección iré añadiendo una muestra de las radios clásicas que colecciono, por si son del interés de algún aficionado a la radio. Es notable el desempeño de las válvulas que eran empleadas en estas tecnologías, puesto que permitían trabajar con rangos dinámicos altos sin introducir apenas distorsión armónica e intermodulación. De hecho, la tecnología valvular sigue empleándose actualmente en rádares, en tubos de onda progresiva como etapa de potencia en traspondedores satelitales y terrenos, y en electrónica de sonido.

 

 

 

 

 

 

 

De osciladores, láseres y el comienzo del universo.

 

 

¿Es necesario pensar en una deidad como origen de todo? Desde mi punto de vista, éllo no es para nada necesario. Entonces, ¿cómo empezó el universo en el que somos conscientes? Dejando al margen mi relativa ignorancia en cuestiones de astrofísica, nadie me impide el ponerme a especular. Especular es de balde, afortunadamente. Estas especulaciones mías me permiten ser feliz y ser consciente de que lo estoy siendo en ese momento. Por ello suponen todo un logro en mi día a día, pues me hacen una persona más unida con el cosmos y más satisfecha consigo misma. Ignorando todos los posibles detalles de forma premeditada, mi visión del principio de todo tiene que ver con los osciladores y los láseres de semiconductor.

Un oscilador es un circuito que suministra la energía que inyecta una fuente de alimentación de corriente continua a una señal insignificante y realimenta esa señal amplificada hacia la entrada del circuito de manera selectiva en frecuencia. De esta manera, tenemos una señal de corriente alterna donde no existía antes ninguna, pulsando a una determinada frecuencia, la que resulta ser aquélla en la que se produce la resonancia en la red de realimentación del oscilador. Entonces, ¿qué es lo que le hace arrancar a un oscilador? La causa del arranque del oscilador no es otra que una fluctuación electrónica (que normalmente lleva pareja una fluctuación cuántica), lo que normalmente se denomina en electrónica ruido térmico. A los láseres de semiconductor, que producen luz coherente (en fase) también les sucede algo similar a ésto que describo. Los láseres de semiconductor están formados por un semiconductor enriquecido al que se suministra energía mediante una corriente de bombeo. Gracias a esta corriente de bombeo, en el cuerpo de semiconductor existe una inversión de población, en el sentido de que los electrones del mismo (si hablamos de un semiconductor tipo N) se hallan en la banda de conducción. Cuando estos electrones se recombinan con núcleos atómicos inestables en los que hay defecto de carga negativa, por el hecho de pasar a una situación de menor energía y mayor estabilidad (pasan a la banda de valencia), dan lugar a una liberación de energía proporcional al salto cuántico de esos electrones hasta caer en la órbita definitiva. Este salto cuántico es el mismo para todos los electrones que se recombinan, y por lo tanto la energía de esos cuantos liberados es proporcional a la frecuencia de la onda de luz generada. Como el medio está enriquecido y tiene inversión de población, y en los extremos del láser existen (en el lado izquierdo) un espejo totalmente reflectante y (en el lado derecho) un espejo semireflectante, tenemos que la onda de luz ve aumentada su intensidad a medida que va avanzando en el material semiconductor. Y así se hace la luz en un láser (los máser o amplificadores ópticos usados en comunicaciones ópticas tienen un funcionamiento similar, con la salvedad de que se suprime la realimentación positiva, quitando para ello los espejos de los extremos).

Entonces, ¿qué analogía tiene todo ésto con el comienzo de todo? Pues probablemente, o al menos yo desde mi humildísima posición lo veo así, el universo fue arrancado con una fluctuación cuántica, del mismo modo que arranca un oscilador o un láser de semiconductor. El medio inicial estaba enriquecido de alguna manera y era fuertemente no lineal. Y la fluctuación fue el detonador del Big Bang. ¿Quién suministró la “energía de bombeo” necesaria? Probablemente nuestro universo viene de la contracción de uno previo, y fue la propia presión creciente la que suministró la energía necesaria. Entonces, según éso, no debe ser algo infrecuente la existencia de múltiples universos con distintas condiciones de existencia. Y esa asimetría introducida en el ruido o fluctuación que supuestamente dio lugar al arranque es la misma que observamos hoy en día en la forma de un universo dinámico e inestable. Es necesario un desequilibrio, una rotura de las leyes de simetría, para dar lugar al universo que conocemos.
Claro que todo ésto, dado mi carácter profano en astrofísica, no dejan de ser solamente especulaciones. Y nunca pasarán de éso.

 

Los radiofaros Consol (Elektra-Sonne) – (25).- Informe de Reginald V. Jones ‘Navigation and War’ (V). La radionavegación de la Lutwaffe.-

 

A partir de aquí, esta conferencia ya se está convirtiendo en un asunto personal. Me había unido al personal del Ministerio del Aire en 1936, en gran parte porque el Comité Tizard deseaba ver qué se podría hacer con las técnicas infrarrojas como un medio para detectar bombarderos entrantes, un problema defensivo, pero inevitablemente también había pensado en los problemas del bombardero. Y yo había sugerido que el bombardero podría ser capaz de encontrar ciudades mediante la detección de la radiación infrarroja que emiten.

Cuando en 1939 me habían trasladado a la Inteligencia Aérea, no fue fácil para un civil subalterno desafiar las afirmaciones de varios oficiales superiores de que los bombarderos podían encontrar sus objetivos en Alemania, pero no pude resistirme a hacer la pregunta de cómo era, si la navegación aérea era tan buena como se afirmaba, ¿qué tantos de nuestros bombarderos en vuelos de práctica en 1938 y 1939 habían volado a colinas en Inglaterra? Y, por lo tanto, un aspecto de la Luftwaffe que observé con más atención fue su posible desarrollo de nuevas técnicas de radio para dirigir sus bombarderos, más allá de tomar rodamientos de radio en B.B.C. y otros transmisores; estos los habíamos hecho inutilizables por dispositivos tales como un sistema de balizas de «enmascaramiento» o «meacons».

En los primeros meses de 1940 recibí dos pistas. La primera llegó, no por lo general, durante un almuerzo. Esto fue con el Sr. A. E. Woodward-Nutt, quien había sido en parte responsable de mi traslado a Inteligencia. Me mencionó que había habido un informe de los franceses sobre los alemanes que habían establecido un sistema de transmisores de haz para bombardear objetivos en Francia, pero que nadie se tomó muy en serio. Sin embargo, había pedido a nuestros expertos en radio en Farnborough que estimaran la nitidez que ahora podría lograr un haz de radio, y se había sorprendido de lo extraño que podría ser esto. Dado que algunos de nuestros mejores científicos se sorprendieron más tarde de manera similar, vale la pena explicar el punto, que de hecho es de interés científico adecuado. Existe un teorema bien conocido en la difracción óptica relacionado con la nitidez de un haz transmitido a través de una abertura que establece, aproximadamente, que la nitidez angular del haz es aproximadamente igual a la longitud de onda empleada dividida por el ancho de la apertura. Para tomar un ejemplo específico, supongamos que los alemanes desean navegar sus bombarderos a un objetivo en Londres no más de una milla cuadrada. En el rango de Cherbour g, aproximadamente 150 millas, esto implica un ancho angular de 1 en 150. De acuerdo con el teorema óptico que he mencionado, el ancho de una antena en Cherburgo que se necesitaría para transmitir un haz de este tipo en una longitud de onda de 10 metros sería de 10 metros x 150 = 1500 metros. Muchos científicos, tanto antes como después de la guerra, habrían descartado el asunto allí. Afortunadamente, yo mismo ya había encontrado el problema algunos años antes, y había encontrado la falacia en el argumento. Es bastante cierto que si uno tratara de hacer un haz real lo suficientemente estrecho, se requeriría una antena muy grande; pero se puede lograr el mismo efecto utilizando dos haces mucho más anchos provenientes de dos antenas mucho más pequeñas, y superándolos para producir una zona equiseñal estrecha en la región de superposición, utilizando exactamente la técnica que la Compañía Lorenz había patentado en 1907. El juicio de igualdad de las señales provenientes de los haces derecho e izquierdo es tan sensible que se puede detectar fácilmente un desplazamiento de una centésima parte del ancho de un haz. Por lo tanto, las antenas pueden ser cada una centésima parte del ancho requerido para hacer una viga verdaderamente estrecha, o unos 15 metros, de modo que si se van a colocar una al lado de la otra, el ancho total no debe ser más de 30 metros. Para el beneficio de los teóricos ópticos, puedo expresar la diferencia como entre el poder de resolución de Rayleigh de un sistema cuando se está tratando de distinguir entre dos objetos simultáneamente, y la precisión con la que ese sistema puede ser utilizado para establecer la posición de un solo objeto en su campo.

La segunda pista en la primavera de 1940 vino de prisioneros que hablaban juntos sobre el rendimiento de un dispositivo que llamaron 1X-Ger!it 1 o ‘X-Apparatus’. De las pocas pistas que dieron pensé que esto debía depender de uno de dos principios. El primero fue uno en el que la aeronave envió pulsos que se reflejaban en objetos en el suelo, para dibujar un mapa de rádar mediante el cual el observador pudiera reconocer características geográficas como costas y ciudades. El segundo fue un sistema de cruce de haces utilizando el principio de Lorenz que acabo de discutir. Luego, en marzo de 1940, llegó otra pista, en forma de una entrada en un papel recuperado de un avión derribado de la formación de bombardeo alemana Kampf Geschwader 26. Esto decía ‘Ayuda a la navegación: radiobalizas que trabajan en el plan de balizas A. Adicionalmente a partir de las 0600 horas baliza Dlihnen. Baliza de luz después del anochecer. Radiobaliza Knickebein desde las 0600 horas en 315 grados’. La mención de una dirección para Knickebein sugería que, cualquiera que fuera el tipo de radiobaliza que fuera, debía emitir alguna forma de radiación transmitida, y naturalmente la asocié con mis pensamientos anteriores. Entonces di una advertencia en mayo de que los alemanes probablemente habían desarrollado alguna forma de sistema de haz de intersección para el bombardeo ciego. La evidencia final se produjo el 5 de junio de 1940, cuando interceptamos un mensaje al Director de Señales de Flieger Korps IV: «Knickebein, Kleve, ist auf punkt 53 grad 24 minuten Nord und ein grad West eingerichtet». El punto al que se hace referencia en el mensaje se encuentra aproximadamente en la Great North Road, justo al sur de Retford, y el ‘Kleve’ del mensaje es la ciudad en el oeste de Alemania famosa como el hogar de Ana de Cleves. Si había un transmisor Knickebein en Cleves, la siguiente pregunta era la longitud de onda en la que funcionaba. Aquí fuimos ayudados involuntariamente por un prisionero, quien le dijo a uno de sus compañeros de prisión que incluso si capturamos un avión intacto no descubriríamos el equipo de radio que empleaba. Esto solo podía significar que era un equipo ya instalado en aviones bombarderos alemanes, pero que aparentemente estaba allí para otro propósito. El equipo posiblemente podría ser el Lorenz blind landing receiver. El sistema Lorenz había sido desarrollado a partir de la patente de 1907 para proporcionar un haz de corto alcance para definir la trayectoria de radio a una pista de aterrizaje, y anteriormente se había asumido que este era el único propósito del receptor de aterrizaje ciego instalado en aviones alemanes. Llamé por teléfono al Departamento de Radio de Farnborough y hablé con el líder del escuadrón Cox Walker, quien había analizado el receptor, y le pregunté si había algo inusual al respecto. Al principio dijo ‘No’, pero luego agregó ‘hay algo que hay una cosa: parece mucho más sensible de lo que necesitas solo para el aterrizaje a ciegas’. Eso fue suficiente.

El sistema Lorenz funcionó en longitudes de onda de unos 10 metros, y sin embargo, la distancia de Cleves a Retford es de aproximadamente 300 millas. Así que parecía que, en contraste con lo que la mayoría de nuestros expertos en radio habían pensado, las longitudes de onda de 10 metros se doblarían lo suficiente alrededor de la Tierra para proporcionar señales útiles a un alcance de 300 millas, al menos si el receptor estuviera a una altura de bombardeo de 20,000 pies. El resto de la historia a menudo se ha escrito en libros sobre la guerra: simplemente he esbozado aquí los puntos clave de interés de navegación que posteriormente afectarían nuestro propio pensamiento.

 

Receptor superheterodino de FM. (I) El oscilador local.

 

 

Comienzo aquí una serie de artículos destinados a explicar de una forma práctica el funcionamiento del receptor superheterodino a transistores con componentes discretos, que era popularmente usado hace unos años, cuando aún no se implementaba la filosofía actual (consistente en dejar todas los procesados de la señal de radiofrecuencia necesarios para obtener la señal de audio a uno o varios circuitos integrados especializados con su circuitería subsidiaria).

Para demostrar de una manera ilustrada estos procesados me ceñiré a un receptor superheterodino de AM y de FM didáctico obtenido del mercado.

 

 

En este primer artículo de la serie describiré a grandes rasgos el receptor FM superheterodino clásico a transistores. Para ello me centraré primeramente en el diagrama de bloques de dicho receptor, representado en la parte superior de la imagen de más arriba.

El primer procesado que se le hace a la señal recibida en la antena es pasarla por un amplificador de RF, que sirve para aumentar el nivel de potencia de la señal, sin hacerlo de una manera muy selectiva. Se trata de que mediante el condensador variable que lleva implícito en sí mismo el mecanismo de arrastre de la frecuencia del oscilador local y la frecuencia de sintonía de dicho amplificador de RF, se disponga de una carga resonante en el colector del transistor del amplificador de RF a la frecuencia dentro del espectro de FM que queremos escuchar, entregando esta señal (que incluye varios canales) amplificada a la etapa mezcladora. El mecanismo de arrastre del condensador variable sirve para que ambas frecuencias (frecuencia resonante del amplificador de RF y frecuencia del oscilador local) estén relacionadas entre sí de tal manera que su diferencia sea la frecuencia intermedia, que en FM es de 10,7 MHz. (En AM se usa de frecuencia intermedia el valor de 455 KHz).

El oscilador local, por su parte, es un bloque que genera una señal senoidal pura, que se emplea, junto con la señal de RF amplificada, como entradas del transistor que, funcionando en régimen no lineal, actúa como mezclador. Para ello este transistor está polarizado entre la región activa y la de saturación, en una región de su plano intensidad-tensión tal que la característica de transferencia admite aproximadamente un desarrollo en serie de Taylor de orden 2 (el amplificador de RF ideal habría de tener una característica de transferencia con desarrollo en serie de Taylor de orden 1). Esto significa que el transistor mezclador entrega en su colector un batido de las dos señales (RF y OL), y por lo tanto, con el espectro de la señal de RF centrado en (Fol+Frf) y (Fol-Frf), que son los dos productos de intermodulación de segundo orden de ambas señales (también aparecen los armónicos de segundo orden de Fol y de Frf). El objeto de mover el espectro a la frecuencia intermedia Ffi = Fol-Frf = 10,7 MHz es disponer de la señal centrada en una frecuencia donde sí podemos ser selectivos en el filtrado y amplificación, por trabajar a una frecuencia mucho más baja que la frecuencia de RF, Frf, que en la FM comercial oscila entre los 87,5 MHz y los 108 MHz. Nos quedamos con estrictamente el ancho de banda de la señal transmitida y centramos la resonancia de nuestro amplificador de frecuencia intermedia en los 10,7 Mhz.

Cualquier amplificador sintonizado presenta uno o varios polos, en el plano complejo de la frecuencia generalizada s = sigma + j2pif, con parte imaginaria próxima a la frecuencia pura j2piFr de resonancia, así como un número de ceros por lo general igual al de polos para un filtro pasobanda o banda-eliminada. Ello significa que si nos ceñimos al módulo de la función de transferencia en la parte imaginaria de la frecuencia generalizada, la respuesta en frecuencia del filtro es resonante a la frecuencia j2piFr, presentando dicha respuesta en frecuencia una subida o caida lineal en gráfica logarítmica de 20 decibelios por década y polo antes y después de los puntos de caida a 3 decibelios. Cuantos más polos y ceros implementen nuestras bobinas y condensadores en la respuesta en frecuencia, más abrupto será nuestro filtro, y mejores propiedades de filtrado poseerá. Ahora bien, nosotros no podemos tener nunca un filtrado en el que haya calidad indefinida. La calidad está limitada por el cociente entre la frecuencia de resonancia y el ancho de banda, o rango de frecuencia en el que la respuesta del filtro es no inferior a 3 decibelios por debajo del valor de la transferencia máxima. Este número, denominado factor de calidad Q del filtro, nos indica cuál es el nivel de pérdidas resistivas que tiene el mismo, de modo que una Q mayor significa que nuestro resonador o filtro tiene bobinas y condensadores más parecidos a los ideales que no tienen pérdidas. Es decir, a mayor frecuencia de resonancia de un filtro podemos filtrar un mayor ancho de banda de señal, y lo opuesto para un valor menor de frecuencia de resonancia, para un factor de calidad Q dado en magnitud fija. De esta manera, al bajar la frecuencia de nuestra onda a un valor mucho menor, como es la frecuencia intermedia, podemos filtrar y amplificar ciñéndonos exclusivamente a lo que estrictamente ocupa la señal, bloqueando así el ruido térmico blanco gaussiano que se distribuye en la parte exterior de esta banda amplificada en torno a Ffi, y obteniendo calidad de señal, dejando sólo pasar el ruido de la banda. Es ésta la razón de que el uso de un receptor superheterodino de lugar a una mayor sensibilidad y a una mayor selectividad en frecuencia de las que obtenemos con un receptor regenerativo normal.

Después del primer amplificador de frecuencia intermedia hay otro amplificador de frecuencia intermedia, operando a la misma frecuencia de 10,7 MHz, y a la salida de éste tenemos el demodulador. En este caso, se usa un demodulador Foster-Seeley (indicado para FM) y que describiré con profundidad en artículos posteriores de la serie. La señal demodulada sirve de entrada para una realimentación de su nivel, de tal manera que este nivel promediado (el de la señal demodulada), para cuya obtención se emplea un filtro paso bajo RC, actúa sobre un diodo varicap incluido en la red de realimentación del oscilador local, dando así lugar a un oscilador controlado por tensión (controlado por la tensión demodulada, que es proporcional a la frecuencia instantánea de la señal FM). Así se implementa el control automático de frecuencia, que sirve para estabilizar la frecuencia del oscilador local en relación a las variaciones lentas de frecuencia de la señal FM, siguiéndolas para obtener una recepción perfectamente síncrona. Se han de seguir variaciones lentas de la frecuencia de la señal recibida parejas, por ejemplo, al desplazamiento Doppler que tenemos cuando nuestro receptor se mueve en relación al transmisor por hallarse a bordo de un vehículo. A la salida del demodulador Foster-Seeley sólo resta pasar la señal demodulada por un amplificador de audio, presentándose después en el altavoz.

En el video que incluyo más abajo presento dos señales del receptor de FM, más concretamente una de ellas es la señal senoidal pura que se obtiene del oscilador local y que se aplica en el emisor del transistor mezclador. La otra señal que presento es la señal que se pincha a la entrada del demodulador Foster-Seeley, después de las dos etapas amplificadoras de frecuencia intermedia. Se observa que es mucho mayor la frecuencia del oscilador que la frecuencia intermedia, y que la transformada FFT de la señal senoidal varía su raya espectral a medida que vamos moviendo la rosca del condensador de sintonía.

 



 

Ornithoptera tithonus y ornithoptera priamus urvillianus

 

 

Siguiendo con los lepidópteros del género ornithoptera, en esta entrada adjunto las fotografías de dos ejemplares macho de ornithoptera tithonus (arriba) y de ornithoptera priamus urvillianus (abajo). Poseen el tipo de morfología que caracteriza a las mariposas ornithoptera. La ornithoptera priamus urvillianus es una especie que habita de manera natural en la costa nordeste de Australia, muy cerca de la zona de distribución de ornithoptera priamus poseidon (ya vista en esta web), y de hecho los ejemplares de estas dos especies son capaces de hibridar, reproduciéndose entre sí. Más específicamente, ornithoptera priamus urvillianus se extiende de manera natural por las islas Moluccas central y sur, Nueva Guinea, archipiélago Bismarck, islas Salomón y Nordeste de Australia.

Ornithoptera tithonus se distribuye por las islas de Papúa Nueva Guinea y sus islas vecinas.

 

 

Saturno hoy, día 11/08/2021.

 

Con el mismo equipo que suelo utilizar, en este caso con Nikon D7200, y con una ISO de 20000, muy forzada, dada la magnitud más positiva de Saturno en relación a Júpiter por tener menor brillo, y no pudiendo compensar la variación de AR con servomotor y montura ecuatorial, para poder disminuir la ISO y aumentar el tiempo de exposición (por carencia de ella), situación en la que lograría captar mejor los detalles, comparto aquí la fotografía que he obtenido de Saturno hoy, día 11/08/2021. Abajo a la derecha del astro se puede apreciar el mayor satélite de Saturno, Titán.

 

 

Dos lepidópteros americanos: Danais plexippus y Dyaethria lidwina.

 

 

Incluyo en esta entrada dos nuevos lepidópteros que he conseguido, más concretamente representando a dos especies oriundas del continente americano, si bien la primera ha extendido su distribución a las Islas Canarias, Andalucía y algunas regiones de Australia.

La primera de ellas es la muy conocida mariposa monarca, Danais plexippus para los hombres de ciencia, perteneciente a la familia Nymphalidae, a la que también pertenecen especies europeas como Aglais urticae, Aglais io, Nymphalis antiopa, Vanessa atalanta o Cynthia cardui. El aspecto por el que más se conoce la mariposa monarca es su migración desde Canadá a los cuarteles invernales del sur de Estados Unidos y México, a finales del verano o principios del otoño del hemisferio boreal. Los individuos viajan para hallar el clima propicio para la hibernación, y se acumulan en grandes cantidades en determinados lugares, siendo fieles a las rutas trazadas por generaciones anteriores. Participan cuatro generaciones en el proceso de ‘memorización’ de la ruta, la última de las cuales, que es la más longeva y vive durante 8 meses, retorna de nuevo a Canadá, completando el ciclo.

Por su parte el lepidóptero de la imagen inferior es un especimen de Dyaethria lidwina, o mariposa 88. La partícula de especie es una referencia a santa Liduvina, canonizada santa por aparentes poderes curativos, patrona de los patinadores y de las enfermedades crónicas, y que según se cuenta, pudo ser un caso de esclerosis lateral amiotrófica de la Edad Media, dado que su enfermedad comenzó con una caida sucedida en una sesión de patinaje. Fueron grandes las limitaciones en su cotidianidad. Se alimentaba solamente con el pan y el vino de la eucaristía, y murió a los 53 años por su enfermedad.

Más concretamente, esta especie es oriunda de los Neotrópicos americanos, desde México hasta Paraguay, y pertenece también a la familia Nymphalidae. Lo que la caracteriza es el número 88 cincelado en las alas inferiores, producto de la presión selectiva destinada a la reproducción. Algunas veces, como es el caso del especimen cuya fotografía presento, el 88 es un 89, se trata de una exaptación producida por una mutación genética.

 

 

Víctor López Seoane, un excepcional humanista decimonónico.

 

El ferrolano Víctor López Seoane y Pardo Montenegro, nacido en Ferrol en el año 1832 y fallecido en A Coruña en 1900, fue uno de los naturalistas gallegos más importantes del siglo XIX, así como un verdadero humanista en el sentido estricto de la palabra. Sus contribuciones taxonómicas más importantes correspondieron a la flora, la herpetología, la entomología y la ornitología. Durante toda su vida acumuló una enorme cantidad de animales y plantas disecados hasta poseer una inmensa colección, probablemente una de las mayores que existieron en España en ese siglo, y cuyos especímenes se hallan en la actualidad distribuidos por distintos museos de historia natural europeos. En particular, en la Casa de las Ciencias de la Coruña, se encuentra una pequeña parte de este material.

Sus primeros estudios universitarios, llevados a cabo en Madrid, estuvieron enfocados en las carreras de medicina y ciencias naturales, las cuales comenzó de manera simultánea. Realizó las primeras investigaciones originales en Andalucía, adonde acudió para continuar sus estudios de medicina, publicando el Catálogo de las aves observadas en Andalucía, del cual se sacó una posterior revisión.

 

 

Así que terminó la carrera de Medicina, ocupó en el Instituto de la Coruña las cátedras de ‘Elementos de Física y Química’ y ‘Nociones de Historia Natural’, donde creó un gabinete de historia natural. Posteriormente se mudó a Ferrol, para trabajar como médico en distintas instituciones.

Más tarde se casó, y pasó a tener una dedicación como empresario agrícola, dejando de ejercer la medicina, momento en el que pudo concentrarse en sus observaciones naturalistas, publicando en 1870 un catálogo sobre Aves nuevas en Galicia, en el que se citó por primera vez el pito real. En 1891, caracterizó de manera definitiva las dos subespecies de perdiz que hay en Galicia. Toda esta ingente actividad no le impidió licenciarse en la carrera de Derecho y proseguir su actividad investigadora.

 

 

Víctor López Seoane fue una personalidad de renombre en Europa, aunque actualmente sea poco conocido, motivo suficiente para ensalzar y reivindicar su figura, lo que tomo como objeto de este artículo. En su tiempo no existía Internet, pero aún así, sí existía el correo ordinario, y rondando el cambio de siglo el telégrafo, con lo que los científicos y sabios de entonces se comunicaban entre sí para obtener opiniones de otros colegas acerca de los descubrimientos e investigaciones que realizaban. Seoane colaboró con personas de la talla de Charles Darwin y de Alexander von Humboldt, dado que atesoraba un objetivo conocimiento de la zoología y flora ibéricas de aquel entonces. Otros importantes sabios con los que entabló contacto fueron Jacques von Bedriaga, Raphael Blanchard, Ignacio Bolívar y Urrutia, Odón de Buen, George Albert Boulenger, Lorenzo Camerano, Mariano de la Paz Graells, Anton Dohrn, Ernst Haeckel, Ragnar Hult, Albert Günter, Juan Lembeye, Fernand Lataste, o Heinritch Moritz Willkomm, entre otros.
También obtuvo reconocimiento, y lo que es más importante quizás, lo obtuvo en vida. Fue elegido como uno de los secretarios del primer Congreso Internacional de zoología, celebrado en la Exposición Universal de París de 1889. En la Exposición Universal de la misma ciudad del año 1878 había participado como concurrente, siendo la persona que obtuvo más galardones. El ferrolano acudió con siete colecciones: granitos, maderas, materiales de construcción, legumbres, cereales, reptiles y bebidas fermentadas. Todas estas colecciones resultaron premiadas.

 

 

A lo largo de toda su vida, Víctor López Seoane reunió una inmensa colección sobre la naturaleza, superando las 10000 piezas, abarcando animales, plantas, fósiles y minerales, y siendo la parte dedicada a los insectos la de mayor peso. Esta herencia de incalculable valor permaneció olvidada en la casa del naturalista tras su muerte en el año 1900. Su colección fue cedida al Ayuntamiento de la Coruña por la heredera, en el año 1972. Con la creación de la Casa de las Ciencias de A Coruña en el año 1985 se logró hallar un cauce donde exhibir este importantísimo capital, legado de este excepcional humanista decimonónico, en general poco conocido hoy en día a pesar de los medios digitales que existen, por haber ejercido su influencia hace casi dos siglos.

Dos especies animales tienen hoy su apellido como partícula de especie. La víbora de Seoane, en sus dos subespecies reconocidas: Vipera seoanei seoanei, y Vipera seoanei cantabrica, que son las subespecies de víbora endémicas de la cornisa cantábrica española.

Tal y como es mi costumbre, no voy a entrar en los litigios en vida de esta persona, existen pruebas documentadas por parte de publicaciones del CSIC, (véase ‘Naturalistas en debate’, V.V.A.A., editado por Emilio Cervantes Ruiz de la Torre), de que Víctor López Seoane no fue todo lo honesto que debería haber sido en algunas ocasiones, (aunque tampoco se quedaban mancos sus litigantes). Pero, aunque las palabras de tal institución suelen sentar cátedra, no voy a desglosar aquí las acusaciones que se le vierten, sus faltas para con otros científicos, ni su afán de destacar, porque en la ciencia como en todo, el hombre al final es siempre un hombre, y su buscada perfección como ser siempre revienta por algún lado. En cualquier caso, sí tenemos una prueba palpable y visible de su buen hacer, que son las piezas de su inmensa colección, y por supuesto, no me parece justo destapar los defectos ahora, ciento veinte años después de su muerte, cuando él no puede defenderse, y sabiendo que su material está dando su servicio a instituciones españolas y extranjeras que promueven el conocimiento de la ciencia

 

 

 

Créditos de los datos históricos: biblioteca personal, Enciclopedia Espasa-Calpe; Wikipedia; artículo del periódico digital La opinión enlace al artículo

Créditos de las fotografías: Wikipedia, fotografía de Víctor Seoane; fotografía de víbora de Seoane Vipera seoanei seoanei; biblioteca personal, facsímil de separata del tomo VI de Anales de la sociedad española de historia natural, 1877.

 

Ornithoptera croesus y Ornithoptera priamus aruana.

 

El naturalista y viajero galés Alfred Russel Wallace, codescubridor junto con Charles Darwin de la idea de la selección natural aplicada a la evolución de las especies, realizó importantes viajes de exploración y descubrimiento, que dieron lugar a una fascinante vida. En la cuenca del Amazonas pasó algún tiempo, mientras germinaban las ideas en su mente, y fue particularmente fecundo su viaje al archipiélago malayo. Allí observó que se podía trazar una línea imaginaria divisoria entre la parte de Indonesia que tenía especies relacionadas con las propias de Australia y la parte de Indonesia que tenía especies emparentadas con las de origen asiático. A esta línea se llamó en su honor ‘línea de Wallace’.

Wallace fijó mucho su atención en los insectos de Indonesia y Malasia, se hallaba en un verdadero paraíso perdido, y los especimenes estaban dotados de una belleza extraordinaria; en general eran mucho más llamativos que los de Occidente. Como fruto de sus hallazgos y descubrimientos, el lepidóptero del género Ornithoptera de nombre científico Ornithoptera croesus, tiene como nombre común y es conocido por ‘alas de pájaro doradas de Wallace‘ (Wallace’s golden birdwings). Se trata de un lepidóptero pariente cercano de la especie Ornithoptera priamus. En particular, se distribuye geográficamente al Este de la línea de Wallace, y llamó tanto la atención del naturalista su captura, que la describió en estos maravillosos términos: «The beauty and brilliancy of this insect are indescribable, and none but a naturalist can understand the intense excitement I experienced when I at length captured it. On taking it out of my net and opening the glorious wings, my heart began to beat violently, the blood rushed to my head, and I felt much more like fainting than I have done when in apprehension of immediate death. I had a headache the rest of the day, so great was the excitement produced by what will appear to most people a very inadequate cause.«, (The malay archipielago, 1869).

En general las especies del género Ornithoptera presentan un notable dimorfismo sexual, la hembra suele ser oscura y mucho mayor, mientras que el macho es muy llamativo. Presento a continuación una fotografía de dos especimenes, macho y hembra, de la especie Ornithoptera croesus.

 

 

Para ver las diferencias y similitudes de esta especie con respecto a la especie priamus, incluyo además dos especimenes, macho y hembra, de la especie Ornithoptera priamus aruana.

 

 

Ornithoptera priamus poseidon y Ornithoptera goliath samson.

 

Incluyo aquí las fotografías de dos lepidópteros recientemente añadidos a mi colección, más concretamente del género Ornithoptera, mariposas que se suelen conocer coloquialmente en inglés como Birdwings, o sea, alas de pájaro.

Se trata de lepidópteros de gran envergadura, entre los que se hallan las dos especies mayores conocidas por la ciencia, concretamente la mariposa Ornithoptera alexandra (la mayor que existe), y la mariposa Ornithoptera goliath (la que ostenta el segundo lugar en tamaño).

La primera que presento es la Ornithoptera priamus de la subespecie poseidon, en particular el macho.

 

 

La segunda es la Ornithoptera goliath de la subespecie samson, también el macho.

 

 

Ambas especies habitan de manera natural en los bosques tropicales de Papúa Nueva Guinea.

 

Réplica de radio catedral de los años 20.

 

 

En los locos años 20 del siglo pasado, estaba recién inventado el receptor superheterodino a válvulas (su creador fue el ingeniero Edwing Armstrong), con el que se conseguía una mucho mayor calidad en el audio en relación a las radios regenerativas que previamente se comercializaban. Los receptores ganaban así en selectividad en frecuencia, en sensibilidad, y en eliminación del ruido. La moda para quien podía permitírselo era adquirir una de aquellas preciosas radios, que recibían el nombre de radio catedral o radio capilla, dado el carácter gótico que tenían en su apariencia. Eran populares los modelos de las marcas Philco y Crosley en América, y aquí en Europa Philips, que ya había sido fundada en el año 1891. Por su cuidada estética se usaban tanto de objeto decorativo, como de elemento de entretenimiento, dado que estaban concebidas como verdaderas preciosidades, hoy en día muy cotizadas si están en buen estado. Es muy difícil, por no decir casi imposible, encontrar hoy una radio catedral de aquellos tiempos (¡¡¡han pasado más de 100 años!!!) a válvulas y con el mueble intacto (que además no estaba hecho de baquelita sino de madera).

Yo me he conformado con esta chulísima radio capilla superheterodina a transistores (tecnología de estado sólido, más moderna que la tecnología a válvulas de vacío), de la casa Philips, de los años 80, que se hizo como réplica de aquellas preciosas radios y que es decorativa como ella sola. Pero, ay, no tiene el chisporroteo de las válvulas, la parte romántica del asunto se diluye un poco, en fin, siempre nos quedará París….

 

La luna hoy, día 26/03/2021.

 

Con el equipo de costumbre y la cámara en modo de prioridad de apertura e ISO 200, he obtenido las siguientes fotos del astro lunar.

 






 

 

Los radiofaros Consol (Elektra-Sonne) – (24).- Informe de Reginald V. Jones ‘Navigation and War’ (IV). La navegación aérea en el periodo de entreguerras.-

 

Con el fin de la guerra, el requisito principal de la navegación aérea cambió, ya que comenzó a desarrollarse el vuelo civil en rutas regulares; y los antiguos dispositivos de boyas y faros debían tener sus homólogos aéreos en potentes balizas visuales situadas en tierra. En Europa, los sistemas D/F terrestres de la Primera Guerra Mundial se convirtieron en una red, y se desarrollaron sistemas de bucle D/F para aviones, de modo que éstos pudieran orientarse con balizas de transmisión por radio convenientemente situadas en tierra.

En Estados Unidos, con su sistema de vuelos interurbanos en rápido desarrollo -y especialmente los que debían funcionar con una regularidad de todo tiempo para el servicio postal- se adoptó una solución que redujo la carga de trabajo tanto de la tripulación como del personal de tierra. La solución consistió en establecer un sistema de haces de radio, basado en el sistema Lorenz de 1907, que apuntaba de un aeropuerto a otro. Las pruebas realizadas por la National Bureau of Stand ards en 1921 demostraron que la zona de equiseñal tenía una milla de ancho a 35 millas de distancia del transmisor. El resultado fue el sistema «Radio Range», en el que un avión, en lugar de tener que llamar a una red de D/F en tierra para pedir una fijación, podía volar a lo largo del haz de radio como una especie de ferrocarril aéreo. Esto suponía una gran ventaja en una ruta muy transitada, donde una red D/F podía saturarse fácilmente. En 1933 había 82 estaciones de haz de radio en funcionamiento, y otras 20 en construcción. Pero esta solución, tan adecuada para la aviación civil, se consideraba inadecuada para las necesidades militares, en las que los aviones debían volar en cualquier lugar, y no a lo largo de vías que permanecían fijas de un día, o incluso de un año, a otro.

La solución militar preferida era un sistema de bucle D/F en la aeronave, mediante el cual se podían obtener señales en balizas fijas; y los resultados de la navegación directa logrados por unos pocos operadores muertos alentaron la creencia de que sería posible realizar vuelos nocturnos precisos sólo con la navegación directa y celeste. En la RAF, de hecho, esta creencia se convirtió en una doctrina del personal que subestimó totalmente las dificultades de la navegación en comparación con otras actividades aéreas, como el pilotaje y la puntería de las bombas. Y esta insensibilidad a los problemas que presenta la navegación era típica de los defensores del poder aéreo. Douhet era partidario de los bombardeos de precisión durante el día y de aterrorizar durante la noche, y ni él ni Mitchell en Estados Unidos veían la necesidad de investigar las ayudas a la navegación.

En cuanto a la RAF, en 1938 empezó a reconocer que la navegación de un bombardero de largo alcance era una tarea que requería una atención especial, pero se seguía suponiendo que la navegación astronómica, complementada con las balizas de radio D/F en tierra, sería suficiente.
Y ello a pesar de que en 1939 el Oficial del Aire al mando del Grupo 3 informó de forma realista que sólo se podía esperar que la D/F diurna por encima de las nubes situara a un bombardero a menos de 50 millas de su objetivo. Algunos de nosotros intentamos ayudar al Mando de Bombarderos pensando en ayudas por radio basadas en las nuevas técnicas de pulso que estaban llegando con el radar. En Bawdsey, en octubre de 1937, R. J. Dippy sugirió que si dos transmisores de pulsos convenientemente colocados enviaban pulsos simultáneos, un avión que captara estos pulsos y tomara nota de los intervalos de tiempo entre los pulsos a medida que llegaban, podría volar a lo largo de una trayectoria que le permitiera llegar a su aeródromo con mal tiempo.

Yo mismo propuse utilizar el mismo principio en un plan que presenté al Ministerio del Aire en mayo de 1938. Esto fue estimulado por lo que yo había conocido de la medición de sonido en los cañones del Frente Occidental en la I Guerra Mundial, de un método desarrollado por Sir Lawrence Bragg. Si dos observadores registran los momentos en que escuchan el estruendo del cañón, entonces saben que el cañón debe estar en una posición tal que está más cerca de un observador que del otro por la distancia recorrida por el sonido en el intervalo de tiempo entre los dos que lo escuchan. Un resultado elemental de la teoría de las secciones cónicas muestra entonces que el cañón debe debe situarse en una hipérbola particular en torno a los dos puntos de observación como focos.

Si se introduce un tercer punto de observación en el sistema, los intervalos de tiempo entre las tres estaciones permiten determinar otras dos hipérbolas, y las tres hipérbolas se cruzarán en un solo punto, que indicará el emplazamiento del cañón. La propuesta de navegación aérea era, en efecto, este sistema al revés, utilizando ondas de radio en lugar de ondas sonoras. Cuando propuse el sistema, encontré poco entusiasmo entre mis colegas del Ministerio del Aire, que parecían casi felices de rechazar la propuesta con el argumento de que, a pesar de su ingenio, sería ineficaz porque las cortas ondas de radio que había que emplear no se doblarían alrededor de la curvatura de la Tierra. Como el propio Tizard observó sobre la actitud de la época: «El hecho es que nadie parece muy ansioso por obtener nuestro consejo sobre estos temas, o de seguirlo si se le ofrece». Decepcionado, todo lo que pude hacer entonces fue buscar cualquier prueba que pudiera sugerir hasta dónde llegarían las ondas de radio.