Arxius de l'autor: Carles Paul

Carles Paul

Sobre Carles Paul

Carles Paul Recarens es doctorand en electrodinámica relativista en el departament de enginyeria elèctrica a la UPC amb Ricard Bosch. És Eurostars Technical Expert, Màster Oficial en Historia de la Ciència per la UAB, Màster Oficial en Física i Matemàtica Aplicada per la UPC i Llicenciat en Ciències Físiques per la UB. Diploma de guitarra i solfeig i diploma de Fotografia. Ha realitzat ponències sobre Física Multimèdia i Enginyeria de la Qualitat en el VI Congres Universitari de innovació educativa de les ensenyances tècniques i sobre Realitat Virtual en el 10 congres internacional de prevenció i riscos laborals. Fins ara ha impartit les assignatures de Física, Càlcul Infinitesimal, Àlgebra, Energies Alternatives, Electrònica, Electromagnetisme, Sistemes Mecànics, Mecànica de Materials, Multimèdia, Animació per Ordinador, Animació i Realitat Virtual, Fotografia Documentalista, La Ciència en el Mon Audiovisual.Ha impartit conferencies sobre Energies Alternatives, Llum i làser, Einstein i la relativitat, Navegació espacial i el Canvi Climàtic. Es membre professional de AAAS (American Associtation for the Advancement of Science).

Pàgina web: http://abcienciade.wordpress.com/

CURSOS D’ANIVELLAMENT SETEMBRE 2017

L’Escola Universitària Politècnica de Mataró ofereix cursos d’anivellament de les matèries de física i matemàtiques als nous alumnes dels estudis d’enginyeria.

Aquests cursos tenen com a objectiu repassar alguns conceptes bàsics d’aquestes matèries per ajudar i facilitar la incorporació a aquestes assignatures dels estudis universitaris.

HORARI

FÍSICA

  • Dimarts 12 de setembre: horari de 16 a 18 hores.
  • Dimecres 13 de setembre: horari de 18 a 20 hores.
  • Dijous 14 de setembre: horari de 16 a 18 hores.
  • Divendres 15 de setembre: horari de 18 a 20 hores.
  • Dimarts 19 de setembre: horari de 16 a 18 hores.
  • Dimecres 20 de setembre: horari de 18 a 20 hores
  • Dijous 21 de setembre: horari de 16 a 18 hores.

MATEMÀTIQUES

  • Dimarts 12 de setembre: horari de 18 a 20 hores.
  • Dimecres 13 de setembre: horari de 16 a 18 hores.
  • Dijous 14 de setembre: horari de 18 a 20 hores.
  • Divendres 15 de setembre: horari de 16 a 18 hores.
  • Dimarts 19 de setembre: horari de 18 a 20  hores.
  • Dimecres 20 de setembre: horari de 16 a 18 hores
  • Dijous 21 de setembre: horari de 18 a 20 hores.

 

  • DOCUMENTACIÓ FÍSICA
  1. Análisis Vectorial
  2. Cinemàtica
  3. Lleis de Newton
  • DOCUMENTACIÓ MATEMÁTIQUES
  1. Nombres Reals
  2. Funcions
  3. Límits i Derivades
  4. Regles de Derivació
  5. Integració
  6. Matrius i Determinants
  7. Problemes Matemàtiques
  8. Solució Problemes

 

 

 

Dispositiu Inercial MovMe

MovMe és el nom que hem assignat a un nou dispositiu dissenyat i construït completament entre l’empressa INNOVEM i Carles Paul,  professor titular del Departament de Mecatrònica.

El 27 de Desembre va sortir la noticia al diari ARA: MovMe 2S. l’últim avenç en valoració biomecànica del TecnoCampus.

MovMe es un avançat sistema de valoració biomecànica creat conjuntament per l’empressa Innovem, especialitzada en la recerca, desenvolupament i venda de solucions tecnológiques en les árees de bioenginyeria i ingenieria mecatrónica i el Departament de Mecatrónica del Tecnocampus.

El sistema MovMe consisteix en un avançat dispositiu portàtil de valoració biomecànica de tecnologia sense fils per mesurar el moviment del cos humà. Les seves aplicacions son en el àmbit clínic, pericial, esportiu, ergonònim i d’investigació biomecànica.

La seva senzillessa d’usabilitat, rapidesa de preparació i cost reduït el fa indispensable en el futur de la biomecànica.

 

Conferència “El Tren del Futur Avui i Aquí”

Del 14 al 23 de novembre es va celebrar a Catalunya la 19a Setmana de la Ciència amb diferents activitats de divulgació científica arreu del nostre territori. La Setmana de la Ciència és una iniciativa coordinada per la Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació.

El Centre de Recursos Pedagògics de Mataró (CRP) format per professionals docents dels cossos de mestres i professors de secundària va gestionar la possibilitat d’efectuar una conferencia sobre la nostra investigació i desenvolupament en enginyeria i física electrodinàmica.

El nostre equip de recerca en electrodinàmica relativista i motors electromagnètics desenvolupat conjuntament amb el Departament de Mecatrònica de l’ESUPT  i l’empresa INNOVEM vam impartir la conferencia “El tren del futur avui i aquí”.  La línia essencial de la conferencia es desenvolupar la idea que la ciència i la tecnologia son absolutament necessàries dins la nostra societat i els camp d’investigació son molt abundants, malgrat es pugui pensar que ja ho tenim tot après. Fomentar la vocació científica i d’enginyeria en els assistents a la conferencia n’és també una prioritat essencial.

Ho fem aportant els nostres coneixements e investigacions en el camp de la ciència teòrica de l’electrodinàmica relativista però que alhora te importants aplicacions tecnològiques que ens permet dissenyar nous motors electromagnètics que tindran una gran importància en el futur.

Algunes d’aquestes aplicacions son precisament en un nou tipus de motors dedicats al transport ferroviari i es l’eix central de la conferencia. Introduïm els aspectes essencials d’aquesta nova tecnologia i les mostrem amb una maqueta completament funcional del tren que han pogut observar i tocar els visitants.

 

 

 

CURSOS D’ANIVELLAMENT SETEMBRE 2015

L’Escola Universitària Politècnica de Mataró ofereix cursos d’anivellament de les matèries de física i matemàtiques als nous alumnes dels estudis d’enginyeria.

Aquests cursos tenen com a objectiu repassar alguns conceptes bàsics d’aquestes matèries per ajudar i facilitar la incorporació a aquestes assignatures dels estudis universitaris.

HORARI

FÍSICA

  • Dimarts 8 de setembre: horari de 16 a 18 hores.
  • Dimecres 9 de setembre: horari de 18 a 20 hores.
  • Dimarts 15 de setembre: horari de 16 a 18 hores.
  • Dimecres 16 de setembre: horari de 18 a 20 hores.
  • Dijous 17 de setembre: horari de 16 a 18 hores.
  • Dilluns 21 de setembre: horari de 18 a 20 hores
  • Dimecres 23 de setembre: horari de 16 a 18 hores.

MATEMÀTIQUES

  • Dimarts 8 de setembre: horari de 18 a 20 hores.
  • Dimecres 9 de setembre: horari de 16 a 18 hores.
  • Dimarts 15 de setembre: horari de 18 a 20 hores.
  • Dimecres 16 de setembre: horari de 16 a 18 hores.
  • Dijous 17 de setembre: horari de 18 a 20 hores.
  • Dilluns 21 de setembre: horari de 16 a 18 hores
  • Dimecres 23 de setembre: horari de 18 a 20 hores.

 

  • DOCUMENTACIÓ

FÍSICA

Analisi Vectorial

Cinemàtica

Lleis de Newton

Problemes I

Problemes II

MATEMÀTIQUES

Nombres Reals

Funcions

Limits i Derivades

Regles de Derivació

Integració

Matrius i Determinants

Problemes Matemàtiques

Solució Problemes

 

La experimentació física a classe

La física es una ciència experimental malgrat el gran contingut matemàtic, que s’ha anat incrementant al llarg del segle XX. No oblidem però que l’experimentació ens dona la realitat del funcionament de la natura i la matemàtica no deixa de ser una realitat virtual que mes o menys ajustem a la que creiem realitat natural.

Per aquest motiu portar experiments de física a las classes de teoria creiem que és del tot necessari. Un dels experiments més citats en els llibres es el que es mostrem a continuació…malgrat tot, si el experiment es fa tal com diuen els llibres no surt…nosaltres hem resolt aquest problema gracies al enginy i el treball d’Albert Serra.

El experiment consisteix en veure com dues corrents antiparal·leles s’atrauen i dues corrents paral·leles es rebutgen. En tots els llibres aquest fet experimental s’explica com la interacció entre un camp magnètic i un corrent elèctric. La realització del experiment es complicat perquè s’han de fer passar del ordre de 60 Ampers perquè es vegi el efecte. L’Albert Serra ha aconseguit que s’observi l’atracció i la repulsió amb l’enginy de fer un braç oscil·lant, així s’elimina el fregament dels suports que evitarien observar el fenomen físic.

Interacció Magnètica

El tren del futur avui i aquí

Dins la setmana de la ciència en el Tecnocampus el 20 de Novembre es va efectuar la conferencia amb el títol de “El tren del futur avui i aquí” presentat per Ramon Serra i amb la presencia de uns 100 alumnes de secundaria del Damia Campeny  i el Pla d’en Boet.

En Ramon Serra, de la empresa Innovem situada en el Tecnocampus, va comentar que el  sistema convencional de propulsió i guiatge que utilitzen els trens actualment podem considerar que esta desfasat. Es necessària una gran infraestructura de línies de alta tensió per subministrar l’energia elèctrica que necessita el tren per desplaçar-se a altes velocitats i el sistema de vies per conduir el tren és el mateix ara que fa 150 anys.

La conducció sobre vies es un sistema altament perillós per la possibilitat de descarrilament, sobretot a altes velocitats. I tanmateix es un sistema deficitari perquè no permet superar pendents lleugerament pronunciades.

Possiblement els trens del futur estaran constituïts per sistemes de energia de bateries elèctriques, que evitaran la instal·lació de la catenària, i un sistema de guiatge i propulsió sobre un carril electromagnètic. El principal avantatge principal es sobretot que no pot descarrilar.  Actualment hi han els Maglev que son trens de levitació magnètica, però no cal la levitació per obtenir un sistema ferroviari segur. El nostre tren Telmag que presentem tant pot funcionar amb levitació o sobre rodes. Aquestes rodes no son motrius, la tracció es totalment magnètica i les rodes fan de suport a la sustentació del tren sobre la via. Aquest sistema de propulsió es totalment segur i alhora pot superar fortes pendents amb gran facilitat.

La conferencia es va completar desplaçant-se el públic fins la plaça del Tecnocampus on hi havia muntada una maqueta del tren sobre 15 de metres de via per fer-ne una demostració pràctica.

Jornada Vehicle elèctric

La jornada sobre el vehicle elèctric del 19 de juliol es va tancar amb força assistència de públic. Per començar el Dr. Marcos Faundez, director de la eupmt, va comentar els nous avenços que s’han produït en les comunicacions i com el vehicle elèctric esdevindrà una part important en el futur.

A continuació el Dr. Paul Lacharmoise, de cetemmsa, va fer una conferencia sobre les noves tecnologies aplicades en la fabricació de cel·lules fotoelèctriques. Tant es així que poden ser útils per carregar les bateries dels vehicles elèctrics mentre estant estacionats al aire lliure.

Posteriorment el Sr. Sergi Rubio, de daseringenieria,  ens va explicar com transformar la bicicleta personal en una bicicleta elèctrica d’una forma senzilla i barata. Posant-nos al dia de la nova normativa europea que esta sortint al respecte de les noves tecnologies de les bateries elèctriques aplicades a les bicicletes.

 

Després de la bicicleta vam passar a les motos elèctriques amb la conferencia de Eloi Grabulosa de batterythings. Les motos elèctriques son ideals per ciutat i vam quedar com encuriosits pels dissenys “futuristes” que ens va presentar. Va portar dues motos que vam poder provar al final de la jornada.

Del cotxe elèctric ens va parlar en Giuseppe D’Alessandra, fundador de ENISOLA S.L que ens va portar dos Tazzari, que també vam poder provar al final de la jornada fent un tomb pels voltants del Tecnocampus. Entre altres coses ens va explicar que el cotxe elèctric no es del futur sinò del present i que ja hi ha competicions de cotxes elèctrics a Montmelo.

 

 

Finalment en Ramon Serra de Innovem, ens va explicar el funcionament i els experiments que estan portant a terme conjuntament amb el departament de electrònica i mecànica de la eupmt per desenvolupar el Telmag. De moment una maqueta revolucionaria d’un tren electromagnètic que ens va presentar en el Foyer.

L’Electricitat que ens mou

El 19 de juliol, en el marc de la Universitat d’Estiu, la Escola Universitària Politècnica de Mataró (EUPMT) organitza, conjuntament amb Innovem i Daser Enginyeria una jornada sobre el vehicle elèctric amb el títol de “L’electricitat que ens mou”.

En aquesta jornada es presentaran tots els formats de vehicles elèctrics: bicicleta, moto, cotxe i tren. Precisament la jornada servirà per fer la presentació mundial del Telmag, una maqueta a escala, d’un prototipus de tren electromagnètic totalment funcional que està desenvolupant en el Tecnocampus Albert Serra i Ramon Serra de la empresa Innovem amb el suport del Departament de enginyeria electrònica i enginyeria mecànica de la EUPMT.

El Telmag és un sistema electromagnètic de transport massiu terrestre,  no rodant, que no requereix de la fricció mecànica per a la seva propulsió i guia com els trens convencionals. La idea fonamental d’aquest sistema consisteix a utilitzar un motor lineal de reluctància per a la seva propulsió, guia i sustentació. Aquest motor utilitza les mateixes forces electromagnètiques que propulsen als motors rotatius,  només que en comptes d’utilitzar una transmissió per a aplicar el parell a les rodes, aplica aquestes forces electromagnètiques directament entre el vehicle i el rail, la qual cosa disminueix considerablement la fricció i el desgast mecànic. A més a més,  no posseïx limitació en pendents, ja que no requereix d’una fricció roda-rail per a la seva propulsió.

Una de les principals avantatges del Telmag es la seva autonomia de funcionament amb bateries elèctriques i recarrega amb cèl·lules fotovoltaiques situades al sostre del tren. Precisament sobre la tecnologia fotovoltaica de tercera generació ens parlarà el Dr. Paul  Lachermoise de Cetemmsa. La fotovoltaica forma part de les tecnologies que s’alineen amb el desenvolupament i sostenibilitat dels vehicles elèctrics. La seva aplicació se ha proposat en diferents formats, tant per estacions solars de recàrrega de bateries o integrades en el vehicle com a font d’energia in situ. Factors com el pes, fragilitat, eficiència, rigidesa i cost dels panells solars convencionals han dificultat la seva integració en vehicles. La tecnologia fotovoltaica de tercera generació proporciona panells solars de làmina prima, flexible i mes robusta. Basada en semiconductors orgànics poden processar-se en mòduls a partir de tintes mitjançant les tècniques d’impressió convencionals, abaratint el costos de fabricació.

Un altre aspecte en desenvolupament es el pas del vehicle convencional al vehicle elèctric. Es el cas de la bicicleta, avui en dia es poden adaptar fàcilment les bicicletes convencionals a bicicletes elèctriques, ens en parlaran en Sergi Rubio de Daser Ingenieria i Josep Lluis Cervantes de StidDesign sobre un disseny propi.

Pel que fa la moto elèctrica en Eloi Grabulosa de Batterythings ens parlarà de l’evolució en disseny i tecnologia que ha seguit la moto elèctrica i alhora dels avantatges que presenta aquest vehicle.

Posteriorment al voltant del TECNOCAMPUS podrem gaudir d’un passeig en motos elèctriques cedides per Batterythings.

Sobre el cotxe elèctric ens parlarà Giuseppe D’Alessandra i ens portarà dos Tazzari perquè els provem després de la jornada de ponències.

La jornada esta separada en dues parts, un cicle curt de conferencies en la primera part per donar pas a una sessió de preguntes al foyer i de proves i mostra dels vehicles elèctrics al voltant del Tecnocampus.

ORDRE DE L’ACTE

09.30 h. Presentació de la Jornada

  • Marcos Faundez, director de la EUPMT.

10.00 h.    Ponència: Cèl·lules fotovoltaiques

  • Dr. Paul Lachermoise, doctor en ciències físiques i R&D Proyect Manager a CETEMMSA en el àrea de Photonica i Smart Materials        . Ens mostrarà la tecnologia fotovoltaica de tercera generació.

10.30 h. Ponència: Bicicleta elèctrica

  • Sr. Sergi Rubio, director i fundador de DASER INGENIERIA S.L. Avaluador Tècnic Expert a EUREKA Eurostars Programme. Ens mostrarà la transformació d’una bicicleta convencional en elèctrica.

11.00 h. Ponència: Moto elèctrica

  • Sr. Eloi Grabulosa, director de BATTERYTHINGS motos elèctriques, parlarà sobre el futur de les motos elèctriques.

11.30 h. Ponència: Cotxe elèctric

  • Sr. Giuseppe D’Alessandra, fundador de ENISOLA S.L i importador oficial per Espanya del cotxe elèctric Tazzari, parlara sobre el present del cotxe elèctric.

12:00 h. Ponència: Presentació del nou Tren electromagnètic TELMAG

  • MSCI. Ramon Serra, fundador de INNOVEM, empresa especialitzada en l’àrea d’electrònica i sistemes de control allotjada al viver d’empreses del TECNOCAMPUS. Presenta una maqueta completament funcional i revolucionaria del Tren TELMAG, com a sistema electromagnètic de transport massiu terrestre.

12.30 h. Preguntes públic en el Foyer.

Participants: Sergi Rubio, Jose Fuentes, Josep Lluis Cervantes, Paul Lachermoise, Giussepe D’Alessandra, Eloi Grabulosa, Ramon Serra i Albert Serra.

13.00 h.    Test, proves i mostra dels diferents vehicles elèctrics.

  • Es presenten diferents vehicles elèctrics en les instal·lacions del TECNOCAMPUS.

 

 

Problemas en la prueba de Matemáticas de la Selectividad

En estos días se ha generado una gran revuelo en los medios de comunicación sobre un posible error en el enunciado de la prueba de matemáticas de la selectividad realizado el miércoles dia 12. La verdad es que aun que existia un error tipográfico el problema era perfectamente  resoluble. Se lo explico a continuación.

Leo en los periódicos que “Un grupo de profesores de institutos de Tarragona que acompañaban a sus alumnos a la selectividad han presentado una queja formal a la organización de las pruebas por el error en el examen de matemáticas.”

Algunos dicen que la prueba de matemáticas que realizaban los alumnos de bachillerato científico y tecnológico era más difícil que otros años, el modelo de pregunta había cambiado y el enunciado del primer problema contenía un error.

La realidad es que el enunciado del primer problema contenía una discrepancia con el modelo resuelto que tenían los correctores. La discrepancia consistia en un error tipográfico, se confundía una z con una x. Veamos exactamente cual es el enunciado con y sin error tipográfico.

Enunciado Problema 1 que tenían los alumnos que realizaban la prueba:
1. Sabemos que el vector (2,1,-1) es una solución del sistema

calcular el valor de los parámetros a,b,c.

El enunciado que tenían los profesores correctores era el siguiente:

1. Sabemos que el vector (2,1,-1) es una solución del sistema

calcular el valor de los parámetros a,b,c.

La diferencia está en la última ecuación del sistema, en lugar de poner 2x  pone 2z. Es evidente que el error es tipográfico, en el teclado la z y la x se encuentran una al lado de otra y el responsable de escribir el enunciado se despistó.

Bien, esta es la realidad de lo sucedido y el motivo de la alarma social. Pero a mi entender no hay para tanto, sería motivo de preocupación si con este cambio tipográfico el problema fuese irresoluble o no tuviera un enunciado lógico. No es el caso. Con este cambio el sistema es totalmente resoluble y además es un problema fàcil de resolver.

La solución del problema tal como lo tenían los alumnos en la selectividad és:

a= -9/2 , b= -1/2 , c= -5/2

La solución del problema tal como lo tenían los correctores era:

a= 3, b=1, c=2

La única diferencia entres los dos resultados es que el original tenia solución en los enteros y el que contenía el error tipográfico no era entero, pero esto no tendría que ser ningun problema para los alumnos del bachillerato científico y tecnológico.

La alarma social ha surgido por la diferencia de trato entre distintos tribunales, los que resolvieron el problema y se dieron cuenta que tenia solución dieron por bueno el enunciado y los que simplemente vieron que no coincidia con la solución que tenian lo dieron por erroneo.

Aparte de esto, considero que el resto del examen no tenia una gran dificultad respecto otros años.

 

Sistema Climático Terrestre

En qué consiste el clima de un planeta?, concretamente en qué consiste el sistema climático terrestre?. Las variables que intervienen en su comportamiento son muchas y de muy diversa procedencia, tanto terrestres como extraterrestres. En el fondo la Tierra se comporta como un sistema mecánico-térmico.

 

Precisamente Scientific American en su versión digital comenta que la Tierra no se calienta tan rápido como se esperaba según los modelos del cambio climático. Es difícil comprender como se comporta el sistema climático terrestre. Expongo a continuación un muy breve resumen.

Los componentes básicos que modelan el clima terrestre son: aire, agua, hielo, tierra, vegetación y los procesos de precipitación, evaporación y vientos. Los cambios que se producen a lo largo del tiempo en estos componentes básicos son los que deciden las condiciones climáticas. Estos cambios se estudian según las “causas” que producen los cambios y los “efectos” inducidos en el clima. En el lenguaje climatológico anglosajón las causas se denominan “forcing”  y  los efectos “response”.

El término forcing se refiere a todos aquellos factores que conducen o provocan cambios. La tentación de traducirlo por fuerza es muy grande, pero no es del todo correcto, se acostumbra a traducir por forzamiento. Aunque yo lo traduciría por arranque, que expresa mejor la definición científica, son todos los factores que inducen y producen el arranque del cambio. Y responses son los efectos, los cambios climáticos que se producen. Es la respuesta del sistema a los  forzamientos (arranques) iniciales.

Existen una gran cantidad de factores involucrados en el estudio del clima terrestre, desde el clima cálido de los trópicos a las regiones frías polares, desde las profundidades del espacio exterior donde reside el Sol hasta las profundidades de los océanos.

Existen tres clases fundamentales de forzamientos en la naturaleza.

1-      Procesos Tectónicos generados por el calor interno terrestre que modifican la geografía de la superficie terrestre. Este proceso provoca el movimiento de las placas tectónicas y origina el movimiento de los continentes, la aparición y desaparición de montañas y de cuencas oceánicas. Todos estos procesos cambian muy lentamente a lo largo de millones de años e incluso más.

2-      Cambios en la órbita terrestre alrededor del Sol. Estos cambios orbitales alteran la cantidad de radiación Solar que llega a la Tierra según las estaciones y la latitud. En las bajas latitudes de los trópicos tenemos un clima templado y en las altas latitudes polares tenemos un clima frio. Los cambios orbitales ocurren a lo largo de diez mil y cien mil años.

3-      Cambios en la potencia Solar. Este cambio afecta a la cantidad de radiación solar recibida en la Tierra. La potencia solar ha ido aumentado a través de los últimos 4550 millones de años desde que la Tierra existe. Pero existen pequeñas variaciones dentro de esta tendencia general, que ocurren a lo largo de décadas, centurias y milenios. Hay que tener en cuenta que las medidas efectuadas por satélite de la radiación solar empezaron en el año 1978. Se han medido cambios en la radiación que llega y muestran una variación de 2 W/m2  en cada  ciclo solar de 11 años, esto significa un 0,15% de variación en la potencia solar. Pero estas variaciones pueden llegar a ser superiores o inferiores si nos fijamos en periodos de tiempo de centenares de años.

Hay que añadir la variación en la precesión terrestre, actualmente es verano en el hemisferio norte cuando la Tierra se encuentra más lejos del Sol, pero dentro de unos 6000 años el verano del hemisferio norte sucederá cuando la Tierra se encuentra más cerca del Sol. A la inversa sucede con el hemisferio Sur,  actualmente es invierno cuando está más lejos del Sol y dentro de 6000 años será invierno cuando este mas cerca del Sol.

Por supuesto hay que añadir un cuarto factor, el factor humano.

4-      El cuarto factor  se denomina “anthropogenic forcing” y se refiere al efecto que producimos los humanos sobre el sistema climático, es lo que se denomina el forzamiento antropogénico. Es producido por la agricultura, la industria y otras actividades humanas. Y ocurre por la adición a la atmosfera de materiales como el dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero.

Los componentes del sistema climático terrestre varian ampliamente en sus características físicas y químicas. De manera que sus respuestas a los forzamientos son difíciles de establecer. Desde los cambios en la temperatura global a los cambios regionales, en la cantidad de hielo, en la cantidad de lluvia y nieve, en la fuerza y dirección de los vientos, en la circulación del agua en la superficie y en las profundidades de los océanos (por cierto que el comportamiento sobre el clima de la cinta transportadora oceánica ha sido ampliamente discutida en un artículo de M. Susan Lozier en “Deconstructing the Conveyor Belt”, Science 328, 1507 (2010)) y finalmente tenemos la cantidad de vegetación.

¿Como responde el Sistema Climático a los factores que inducen cambios? ¿Y como los estudiamos?. Una manera es establecer la respuesta en el tiempo, es decir, cuánto tiempo tarda el sistema climático en darse cuenta que se ha producido un forzamiento.

El ejemplo típico es el de hervir agua, si ponemos un cazo con agua encima del fuego, inmediatamente no sucede nada. Para que el agua empiece a calentarse ha de transcurrir un tiempo y más para que empiece a hervir. El fuego es el forzamiento (arranque) externo y la temperatura del agua es la respuesta climática. Y más importante, la relación entre el calor añadido al sistema y el tiempo no es lineal sino exponencial inverso. Es decir a medida que pasa el tiempo el aumento de temperatura es menor.

Cada parte del sistema climático reacciona en tiempos muy diversos, desde horas a cientos de miles de años. La atmosfera tiene una respuesta muy rápida, los cambios se suceden en horas y días. Está claro que de día se calienta y de noche se enfría. La superficie terrestre reacciona más lentamente pero muestra un largo calentamiento o enfriamiento a lo largo de horas, días y semanas.

El agua líquida responde más lentamente que el aire y el suelo. Puede ser un tiempo de semanas a meses, incluso puede llegar a cientos o miles de años para las aguas profundas del océano.

El hielo es la parte del sistema climático más lento en responder. Por supuesto, la pequeña capa de hielo sobre los océanos polares puede crecer o disminuir en escalas temporales de meses a años. Los delgados glaciares de montaña reaccionan en decenas o cientos de años y las enormes capas de hielo que cubren el continente de la Antartida responden en 10.000 años o más.

Según esto, tenemos que establecer una comparación entre forzamiento lento comparado con la respuesta, forzamiento rápido comparado con la respuesta y forzamiento y respuesta en la misma escala temporal. El más importante es el último, cuando el forzamiento sigue una frecuencia del mismo orden que la respuesta.

A todo esto hay que añadir la realimentación positiva o negativa del sistema. Una realimentación positiva amplifica el efecto del forzamiento y una realimentación negativa disminuye el efecto del forzamiento.

Un ejemplo de realimentación positiva la tenemos en el siguiente ejemplo. Si la radiación solar disminuye, disminuirá la energía incidente sobre la Tierra y esta se enfriará, entonces aparecerá nieve y hielo en latitudes altas donde antes no había. Puesto que la nieve y el hielo reflejan mucho más la luz solar que el suelo, la cantidad de energía atrapada en la Tierra disminuirá y la consecuencia es mayor frio y más nieve y hielo en latitudes altas.

No queda muy claro el siguiente efecto de realimentación negativa pero se lo explico. Si aumenta la concentración de CO2 aumenta la temperatura por efecto invernadero, pero si aumenta la temperatura aumenta la evaporación de los océanos y por tanto mayor cantidad de nubes. Las nubes reflejan la luz solar y en consecuencia la temperatura disminuye. Hay que añadir que si la temperatura disminuye, la cantidad de concentración de CO2 absorbida por los océanos aumenta  y por tanto disminuye la concentración de CO2  en la atmosfera.  Claro que si el efecto de las nubes no es significativo y la temperatura no disminye sinó que aumenta, el oceano suelta más  CO2    a la atmosfera y la tempertura sigue aumentando.

En resumidas cuentas, un sistema climático es algo muy complejo para explicarlo en una formula. Aunque parece que los cambios climáticos dependen más de la variación de la excentricidad y la precesión terrestre que del comportamiento humano.