Viendo rayos láser

Los rayos láser no pueden verse en el vacío (¡menudo palo a las películas de ciencias ficción!) ni tampoco en el aire. Para poder ver la trayectoria de un láser tiene que haber un medio material que lo permita, y aquí hay cuatro ejemplos: en una probeta con agua, con el láser vertical o inclinado, con un spray en el aire, a través de una varilla de vidrio doblada y por una fibra óptica bien retorcida. ¡Absolutamente espectacular!

Un árbol de Navidad

De entre los muchísimos modelos que hay por ahí, éste es el más chulo con diferencia. Como puedes ver, se trata de la típica reacción redox entre los iones plata y el cobre metálico: se hace un arbolito con tiras de cobre entrelazadas y se sumerge en una disolución de nitrato de plata; al cabo de un buen rato, se deposita la plata sobre el cobre formando arborescencias de lo más estético, a la vez que los iones cobre dan color azul a la disolución. 

Dos consejos. En primer lugar, ni se os ocurra hacerlo, porque el nitrato de plata sólido es más caro que la plata (algo así como 100 euros los 50 g), y, además, como no hay datos de la concentración de la disolución, o si hay que trabajar a un pH determinado para que no haya hidróxidos precipitados, así que seguro que hay que liarse a hacer pruebas y más pruebas. ¡Casi os aseguro que no va a salir como en el vídeo!

¿Cómo enfrían los frigoríficos?

En plena ola de calor veraniega se multiplican los artículos sobre aparatos para enfriar: desde el botijo hasta el frigorífico pasando por el aire acondicionado.

U/no de los más interesantes que he visto apareció en el suplemento Tercer Milenio del Heraldo de Aragón. Explica de forma sencilla y con ilustraciones cuál es el mecanismo que utilizan los frigoríficos para enfriar, por qué cuesta abrir la puerta cuando se acaba de cerrar, qué son los CFC, etc.

Pero también explica cómo funcionaban  los primeros aparatos, qué tuvo qué ver Einstein en esta historia y cuál es el futuro en este campo: el enfriamiento magnético.

Por cierto, el gadolinio es un metal que en estado puro tiene una estructura metálica sólida formada por átomos de gadolinio. Vamos, que no hay moléculas de gadolinio (este es uno de los errores más comunes: pensar que todo son moléculas). 

Y sin más dilación, aquí transcribo el artículo.

Para entender cómo funciona un frigorífico vamos a realizar unos sencillos experimentos. El primero de ellos es coger alcohol, del de desinfectar heridas. Si lo aplicamos a la piel, observamos una sensación de frío. Si soplamos, el frío es más intenso. La explicación es que para que el líquido se convierta en vapor necesita energía, que absorbe de las cosas que están en su proximidad: el aire y nuestra piel. Al quitar energía de la piel, esta se enfría. Este principio es el que usa la naturaleza para que nos enfriemos en el verano. Nuestra piel produce sudor, un líquido que, al evaporarse, roba calor a la piel y nos mantiene frescos.

Al pasar de líquido a gaseoso, el líquido se hace más voluminoso, se expande. Para enfriar no hace falta pasar de líquido a gas, basta con que un gas de expanda para que se enfríe. Lo podemos ver con cualquier spray casero que contenga un gas a presión. Por ejemplo un desodorante. Cojamos el spray. Toquemos su cabeza, notaremos que está a temperatura ambiente. Cuando apretamos, el gas a alta presión empieza a salir y va a una zona de menor presión, por lo que se expande. Dejemos de apretar y ahora volvamos a tocar la cabeza. Notaremos que está fría. El gas, al expandirse, se enfría robando calor del aire y del propio spray.

¿Cómo funciona el frigorífico?

Ya tenemos los ingredientes de cómo funciona un frigorífico. Hacemos un circuito que tiene una parte por el exterior del aparato y otra por el interior. En el interior del circuito hay un gas refrigerante que se comprime y se saca al exterior. El gas, al comprimirse, se hace líquido y se calienta. Eso ocurre fuera del frigorífico, en un serpentín, bastante largo para que esté mucho tiempo en contacto con el aire exterior y se disipe el calor.

¿Cuál es el refrigerante?

Una de las claves de los frigoríficos caseros es el refrigerante, que debe pasar de líquido a gas y viceversa con mucha facilidad a las temperaturas habituales de una casa. El primer aparato capaz de producir hielo lo hizo William Cullen, un médico y químico escocés, en 1748. Utilizaba como refrigerante éter etílico. Lamentablemente, el éter es muy inflamable y se produjeron muchos accidentes. En 1876, el alemán Carl Von Linde patentó un frigorífico en el que el refrigerante era menos peligroso: amoniaco. Otro refrigerante que fue bastante utilizado era el dióxido de azufre. Ambos refrigerantes no son inflamables, pero son altamente venenosos. Los primeros frigoríficos caseros, pues su precio podía pagarlo una familia, los construyó la General Electric en 1927. Lamentablemente, si la familia dormía en la misma habitación que el frigorífico y había una fuga del refrigerante, podía intoxicarse e incluso morir.

¿Inventó Einstein frigoríficos?

Fue la muerte de varias familias lo que llevó a Albert Einstein, junto con su discípulo Leo Szilard, a patentar tres tipos diferentes de frigoríficos. La mayor parte de las fugas se producían en el compresor. Así que ellos pensaron en hacer frigoríficos sin compresor ni partes móviles y que, además, su refrigerante fuera lo menos tóxico posible. Lo lograron. De hecho hay varias patentes de sus aparatos que se basaban en tres principios físicos diferentes. Algunos de ellos se fabricaron, pero no tuvieron mucho éxito.

Hoy, el 'ciclo Einstein' se utiliza en refrigeradores de muchas centrales nucleares debido a que no tiene partes móviles. Por esa misma razón son silenciosos, por los que hay hoteles que los emplean en el minibar. Lo único que necesitan los frigoríficos de Einstein para funcionar es una fuente de calor. No necesitan compresor y, por tanto, no necesitan electricidad. Esto los hace ideales para países del tercer mundo.

¿Qué son los CFC y los HFC?

La búsqueda de gases refrigerantes no tóxicos llevó al descubrimiento de los freones, que se empezaron a fabricar por la empresa Dupont en 1931. Freón era el nombre comercial de varios clorofluocarbonos (CFC). Son gases inertes no venenosos. Durante muchos años se pensó que eran inofensivos. Hoy sabemos que no es así. El cloro que contienen es el culpable del deterioro de la capa de ozono. Hoy en día, se utiliza como gas refrigerante hidrofluocarbonos (HFC), en los que el cloro perjudicial se ha sustituido por hidrógeno.

¿Por qué nos cuesta abrir el frigorífico nada más cerrarlo?

La presión de un gas que se mantiene a volumen constante es directamente proporcional a la temperatura. Si pensamos en el frigorífico, el volumen interno no cambia, pero la temperatura sí. Al abrirlo, ha salido el aire frío de su interior y ha entrado aire caliente. Al cerrar la puerta, el aire de su interior se enfría y, por tanto, su presión disminuye. Fuera del frigorífico la presión es aproximadamente de una atmósfera. Dentro es menor, por tanto, la presión atmosférica 'empuja' la puerta del frigorífico y hace que sea difícil abrirla.

¿Frigoríficos magnéticos?

El gadolinio pertenece al grupo de las tierras raras. Cuando se introduce en un campo magnético, sus moléculas se ordenan y, al hacerlo, se calienta. Cuando cesa el campo magnético, las moléculas vuelven a desordenarse y el material se enfría. A este fenómeno se le llama magnetocalórico. Pensemos por un momento en un disco de gadolinio que gira, la mitad del mismo dentro del frigorífico y la otra mitad fuera. Aplicando el imán fuera, lograríamos enfriar en interior.

Recientemente se han descubierto cerámicas que funcionan mejor que el gadolinio y prometen, en el plazo de dos años, frigoríficos sin refrigerante contaminante, sin compresor y que consumen un 40% menos.

Los amigos de la Química

Los canales dedicados a la docencia atacan de nuevo. Y no me atrevo a calificarlos de científicos .... porque creo que en sentido estricto no lo son. El 18 de junio apareció en el Heraldo Digital la noticia:

Lecciones de química gratis y divertidas gracias a una 'youtuber' zaragozana

Marta Vitores tienen 24 años, es biotecnóloga y compagina la docencia con su canal 'Amigos de la química', que cuenta con más de 64.500 suscriptores.

Desde su nacimiento en 2005, Youtube se ha erigido como una de las plataformas sociales más grandes de la red. Cuenta con mil millones de usuarios, vídeos en 78 idiomas diferentes y mil millones de horas de reproducción diarias. Y aunque suele ser sinónimo de ocio, música y esparcimiento, también son muchos los que optan por hacer de su canal una auténtica aula a distancia.

Es el caso de Marta Vitores, una biotecnóloga zaragozana de 24 años cuyo canal de Youtube, ‘Amigos de la química’, acumula cerca de 64.500 suscriptores. “Estudié en Australia el último cuatrimestre de la carrera y allí, la universidad era tan grande que no cabíamos todos los alumnos en un aula. Entonces nos grababan las clases en vídeo y nos las subían. Ahí fue cuando pensé que eso era el futuro", explica Vitores, que comenzó a grabar sus lecciones durante sus prácticas de Educación en el colegio Marianistas.

He visto unos cuantos de los 64 vídeos que tiene grabados. Lo cierto es que Marta es una buena comunicadora, con una voz modulada y tranquila, y que hace apaños francamente atractivos y divertidos, pero ... el problema es que este no es ni puede ni debe ser el futuro: con grabar las clases estaría todo resuelto, y la gracia de este trabajo es la interacción continua con el otro lado para que deje de serlo y estemos todos en el mismo lado.

El tono me suena demasiado a David Calle y Unicoos, formato al que le tengo muy poco cariño: plantear recetas para resolver problemas y ausencia de precisión conceptual son los dos grandes defectos de los dos canales, que puede que sirvan para aprobar, pero desde luego no para aprender. 

Dos ejemplos simplemente para ver de qué va la fiesta.

En primer lugar, el recetario de trucos para aprender la tabla periódica (y habría que discutir hasta donde hay que saberla ). Me parece una pérdida de tiempo aprender trucos para saber los símbolos, cuando es mucho más práctico aprenderlos directamente, algo sencillísimo con el manejo de la tabla durante unos meses y un poco de interés.

Por último, el "concepto de mol". Este es un error común en los currículos educativos y en la práctica totalidad de los libros de texto. El mol es la unidad de medida de la cantidad de sustancia. Y como en todos los casos de magnitudes y unidades, el concepto es el de la magnitud, y la definición es la de la unidad: ¿cuál es el concepto de tiempo? ¿cómo se define su unidad de medida? Vamos, que hablar del concepto de mol es un error de concepto.

¿Y qué decir sobre eso de que 1 mol de libros es el número de Avogardo de libros (algo así como seiscientos mil trillones de libros)? Pues que quien utiliza esa terminología no sabe de qué está hablando. ¡Y mira que es sencillo utilizar bien la cantidad de sustancia!: en 36 gramos de agua hay una cantidad de sustancia de agua de dos moles, y un número de moléculas de dos veces el número de Avogadro. Que no es lo mismo que decir que 36 g de agua son dos moles de agua (¡la masa de dos moles de agua es 36 g!) ni que 2 NA son dos moles de agua (¡en dos moles de agua hay 2NA partículas!).

Y no me sirve que me digan que total da lo mismo si el resultado es el correcto: si a nadie se le ocurre preguntar cuál es el número de metros de una habitación, ¿por qué se pregunta por el número de moles en lugar de por la cantidad de sustancia? En cualquier examen de acceso a la Universidad se utiliza eso del número de moles una y otra vez, pero jamás he visto escrita la cantidad de sustancia.

Battersea Power Station

Un tema recurrente en Física es el estudio de los centros de producción de energía eléctrica. Y puestos a ver centrales eléctricas, una de las más famosas es la situada en el barrio de Battersea, en Londres (Battersea Power Station).

 Se hizo muy conocida en el mundo porque apareció en la portada de "Animals", uno  de los discos más conocidos de Pink Floyd (1977), en la que se ve un cerdo volando entre las torres, como en el tema "Pigs on the wind".

Esta central utilizaba carbón para producir electricidad, se construyó en 1939 y estuvo operativa hasta 1983. En la actualidad está inmersa en un proyecto de reconstrucción para albergar oficinas y apartamentos de lujo dentro de la planta, y servicios de todo tipo alrededor (la sede de Apple, entre otras).

Microteatro por la ciencia

Parece que en los últimos tiempos en la sociedad hay un cierto movimiento a favor de la ciencia, tanto en el aspecto de las inversiones necesarias en investigación como en la divulgación, con concursos de monólogos científicos o por medio de pequeñas obras de teatro (microteatro, con duración de entre 15 y 20 minutos) sobre temas relacionados con la ciencia.

En primer lugar, un vídeo de la actuación de una alumna de 4º de ESO para "explicar" la paradoja de Schrödinger, con la que ganó el primer premio en la gran final del II Concurso de Monólogos Científicos 2016 organizado por Fundación Telefónica, en colaboración con la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) y los humoristas de Big Van.

Y también los carteles de dos microteatros que he visto este mes de noviembre, con unos actores estupendos que actúan fantásticamente y tienes al alcance de la mano (literalmente, porque si estiras la mano los tocas). Por 4,5 euros puedes disfrutar de la actuación (microteatro de Madrid).

"Eres de los que crees que un avión no podría aterrizar en una esfera? ¿Piensas que si se alejan mucho los barcos pueden caer al vacío? En definitiva ¿crees que la Tierra es plana? No estás solo."

"La vida cibernética ha llegado a Marte ... y también el sálvese quien pueda. El egoísmo se ha apoderado de las máquinas, uno de los peores legados de la humanidad. ¿Puede un robot ser mejor que su creador?"

Frío más que polar en Madrid

Estamos a mitad de noviembre y todavía se puede pasear porque la temperatura es buena. Eso sí, en Madrid parece que el frío no es polar, sino bastante más que eso si nos fijamos en este termómetro situado en el exterior de una cafetería del paseo del Prado. Lo he visto dos días seguidos con temperaturas de ese estilo, así que funciona, pero mal, y parece que no hay ningún interés en arreglarlo.

El láser y la cultura maya

Casi todo el mundo conoce dos aplicaciones de la tecnología láser: los rayos láser de las películas de ciencia ficción y la corrección de defectos visuales (operaciones de miopía por ejemplo).

Pero hay otras muchas aplicaciones menos conocidas. En El País del 28 de septiembre aparece una de ellas: el descubrimiento de estructuras enterradas en la selva de Guatemala, que son restos de la cultura maya que se extendió en ese país durante siglos.

Usando la tecnología lídar (acrónimo de Laser Imaging Detection and Ranging, detección y localización de imágenes por láser), un equipo de arqueólogos ha escaneado un espacio de miles de hectáreas donde floreció la civilización maya.Los resultados que se ven en la imagen son elocuentes.

"El láser ha permitido descubrir miles de estructuras levantadas por los mayas y ocultadas por la selva. Usando la tecnología lídar (acrónimo de Laser Imaging Detection and Ranging, detección y localización de imágenes por láser), un equipo de arqueólogos ha escaneado un espacio de miles de hectáreas donde floreció la civilización maya. No han descubierto ningún nuevo palacio, pirámide o grandes templos como el de Kukulcán o el del Gran Jaguar. Pero la infinidad de edificios, calzadas, canales o murallas cartografiados alumbran toda la grandeza de los mayas, y permitir formarse una idea de cuántos millones vivieron en la región, cómo guerreaban o de su agricultura intensiva. 

En 2016 un avión recorrió buena parte de la reserva de la biosfera maya, en Petén (Guatemala). Llevaba a bordo uno de los sistemas lídar más avanzados. Esta tecnología utiliza el láser como si fuera un sofisticado radar: envía pulsos de luz que, al rebotar, permiten reconstruir una imagen del objeto o estructura que lo ha devuelto. Aquí usaron una máquina capaz de escanear el terreno desde seis ángulos distintos propiedad del Centro Nacional de Mapeo Láser Aerotransportado (NCALM), con sede en EE UU. El lídar barrió una superficie de 2.144 kilómetros cuadrados en torno a una decena de yacimientos mayas. 

"La nuestra es la cobertura lídar más grande en la historia de la arqueología", dice Francisco Estrada-Belli, especialista en cultura maya de la Universidad Tulane (Nueva Orleans, EE UU) y coautor del estudio. Aunque no es la primera vez que se usa esa tecnología de imagen en yacimientos de esta cultura, esta expedición de la Iniciativa Lídar Pacunam ha cubierto 10 veces más extensión y con un detalle no logrado por las anteriores. "Cualquier rasgo que tenga de 50 a 100 cm de ancho y 20 a 50 cm de relieve aparece en nuestros visualizaciones", añade este arqueólogo. Para lograrlo, el lídar emitió más de 33.500 millones de pulsos de láser (15 por metro cuadrado). 

El mapa en 3D que han obtenido, cuyos resultados publica la revista Science, incluye 61.480 estructuras. Han localizado desde barrios enteros en algunas de las grandes ciudades mayas, como Tikal, Holmul o Xultún, hasta un centenar de kilómetros de calzadas pavimentadas, pasando por cisternas como la de Tintal que, con 2.000 metros de ancho, podía albergar hasta tres millones de metros cúbicos de agua. Al alejarse del mapa, se descubren también perímetros defensivos de varios kilómetros, centenares de canales para el agua o infinidad de pequeños núcleos rurales conectados por caminos. 

Tanta información sobre las infraestructuras humanas ha servido a los investigadores para estimar la población que vivía en la zona del estudio y, extrapolando, en toda esta región maya. Durante el periodo conocido como Clásico Tardío (entre los años 650 y 800 de esta era), en el área cartografiada por el lídar había una densidad de población de entre 80 y 100 habitantes por kilómetro cuadrado. En el centro de las principales ciudades, como Tikal, la densidad debió de alcanzar los 2.000 habitante por kilómetro cuadrado, equiparable a la de muchas ciudades de hoy. En toda la región de las tierras bajas vivirían entre siete y once millones de personas. 

Las imágenes del lídar, que fueron revisadas sobre el terreno por varios equipos de arqueólogos, también muestran que los mayas necesitaron de la agricultura intensiva para poder alimentar a tanta población urbana. El sistema tradicional, la milpa, basado en la quema de parcelas para fertilizar la tierra ante la nueva siembra, habría sido incapaz si no fuera por los centenares de canales, muchos de un kilómetro de largo, usados para drenar los humedales que ocupaban la mayor parte del territorio. La investigación ha localizado también 306 kilómetros cuadrados de parcelas en terrazas. Hasta el 17% del territorio que hoy ocupa la selva tiene marcas de un pasado agrícola. Para los autores del estudio, un esfuerzo tal exigiría de una organización y centralización muy avanzadas. 

"Lídar aporta una visión extremadamente precisa de la geografía y topografía del paisaje. Puede usarse en cualquier tipo de paisaje, pero cuando se aplica al caso particular de los bosques y la selva maya, es como una varita mágica (muy cara) que nos da detalles de los drenajes, montañas, valles, tierras bajas y, lo que es más importante, de grandes yacimientos", sostiene en un correo la directora del Centro de Investigación Mesoamericana de la Universidad de California en Santa Barbara (EE UU), Anabel Ford. 

Sin embargo, esta arqueóloga no relacionada con este trabajo y que lleva 40 años estudiando a los mayas recuerda que "las cosas grandes se ven claramente, pero los elementos que aportan los detalles sutiles del uso agrario del suelo y la relación entre la antigua civilización maya y el paisaje necesitan de una mayor verificación" , por lo que tienen que ser confirmados sobre el terreno. Algo en lo que coincide Estrada-Belli: "Siempre se va a necesitar de arqueólogos con experiencia para reconocer los rasgos documentados por el lídar. Y cuantos más datos lídar, más arqueólogos se van a necesitar"."

Ciencia ... risión

Aunque no es muy frecuente, la comedia se cuela en algunas películas de ciencia ficción, si no es que directamente son comedias ambientadas en la ciencia ficción. Dos buenos ejemplos: el tono de guasa permanente en Guardianes de la galaxia o la juerga desmedida en Mars Attack.

La película Evolution, estrenada en 2001 y del mismo director que Cazafantasmas, va en la misma línea: comedia pura y dura, pero hay una secuencia en el que la cosa deriva hacia la química, y roza lo absurdo se mire por donde se mire. En el artículo "Armas de destrucción masiva con champú anticaspa", publicado en El País el 24-2-2005 por Jordi José y Manuel Moreno se explica de qué va la película y se transcribe el diálogo que mantienen los protagonistas.

El caso es que "una extraña forma de vida alienígena se precipita a bordo de un meteorito sobre el Glen Canyon, Arizona. Su biología, basada en el nitrógeno (sic), no tarda en adaptarse a las nuevas condiciones ambientales de nuestro pequeño paraíso azul (si Charles Darwin levantara la cabeza...). Ni el napalm, ni las más devastadoras armas de manufactura humana, parecen frenar el impetuoso avance de las huestes alienígenas que, en pocos días, podrían llegar a dominar el planeta. El fin de la humanidad parece más próximo que nunca... Así las cosas en una modesta escuela secundaria: un profesor, sus alumnos y varios ayudantes intentan ingeniar nuevos métodos con los que combatir al enemigo del espacio exterior."

¿Y cómo lo resuelven? Con mucha imaginación y utilizando la tabla periódica con muy poca ciencia.

""Selenio... Quizá sea la solución", afirma el Dr. Ira Kane (David Duchovny). "Estoy mirando la tabla periódica de tu camiseta y se me ocurre cuál puede ser la clave. Quítatela, te lo enseñaré", sostiene Kane, ante la mirada atónita de su colega, la Dra. Alison Reed.

-¡Sí!, exclaman con inusitada alegría sus estudiantes...

-¡No! De eso ni hablar.

-De acuerdo. Mira: somos una forma de vida basada en el carbono. Si bajamos hacia aquí, encontramos nuestro veneno: el arsénico. Kane esboza un movimiento, cual caballo de ajedrez, a lo largo de la tabla periódica: dos cuadros hacia abajo y uno a la derecha.

-Los aliens se basan en el nitrógeno... Si realizamos el mismo movimiento hacia abajo y hacia aquí, ¿qué nos encontramos?

-El selenio, responde la Doctora Reed.

-Quizá sea tan letal para ellos como el arsénico para nosotros."

¡Una deducción fantástica! Pero todavía hay más:

"Wayne Grey, el testigo presencial de la caída del meteorito, parece aportar ciertas dosis de juicio a la escena: "De acuerdo, selenio. ¿Cuánto hace falta?".

A lo que el Dr. Kane responde, sin apenas asomo de duda: "2.000 litros podrían bastar... Deberían bastar".

¿Deberían? A estas alturas, nadie ha probado todavía la hipótesis del "salto de caballo", pero no importa: mejor pasar directamente a estimar las dosis necesarias...

"¿2.000 litros? Mmmm.... No quiero ser aguafiestas pero, ¿de dónde los sacamos a estas horas?", inquiere, perplejo, Wayne Grey.

"No hay problema", sostiene uno de los estudiantes de Kane: "Fórmula HS".

"¿El champú anticaspa?", se pregunta el geólogo Harry Phineas Block (así como millones de espectadores).

Sí, exactamente. El ingrediente activo es el sulfuro de selenio".
La idea les vale a los dos jóvenes un sobresaliente, a la humanidad una nueva oportunidad y al público cierto sonrojo. El resto del filme resulta predecible: cientos de botes de champú vaciados en el contenedor de un coche de bomberos y la hecatombe final cuando el alienígena resulta literalmente bañado en champú terrestre. O lo que es lo mismo: los productos de higiene personal como armas de destrucción masiva."

Un detective diferente

No es la primera vez que salen por aquí temas de literatura científica. Este es un caso especial, porque se refiere a un relato corto que ha resultado ganador del concurso DIPC Ciencia Jot Down. El autor, Oskar González Mendía, es Doctor en Química y profesor en la Facultad de Ciencia y Tecnología y en la Facultad de Bellas Artes de la Universidad del País Vasco. Estudia Historia del Arte y colabora con el «Cuaderno de Cultura Científica» (#kimikArte) donde aborda temas que relacionan la ciencia y el arte.

El relato trata precisamente de la investigación de un cuadro, presuntamente pintado en el siglo XV y de los métodos químicos que el protagonista utilizó para resolver el misterio. Lo mejor es que lo leas, así que ¡ya estás tardando!

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"Martín Bucareli no vestía gabardinas color caqui ni se peinaba como Bogart en El Halcón Maltés. Pidió un whiskey con hielo. Tampoco bebía destilados a palo seco. Martín Bucareli no era un detective como los demás.

Acabó el vaso de un trago y se quedó mirando los hielos como si le ocultasen el secreto para resolver su último caso. Para cuando sacó el informe del portafolio el barman ya los había puesto de nuevo a flote. Leyó por enésima vez los resultados de aquella particular autopsia: carmín, plomo, lapislázuli. Martín Bucareli no investigaba asesinatos, secuestros o maridos infieles. Sólo investigaba cuadros.

El encargo que había recibido se le antojaba sencillo. ¡Nada más y nada menos que un supuesto óleo sobre tabla del maestro de la Flémalle! Como si una obra de uno de los primitivos pintores flamencos apareciese todos los días… No tardaría en demostrar que la atribución era incorrecta. Bucareli siempre decía que toda buena falsificación necesitaba cumplir tres condiciones: una factura técnica a la altura del supuesto creador, una aparición verosímil y un experto lo suficientemente imbécil para dejarse engañar. Él no estaba dispuesto a que la última se cumpliese. La pintura en cuestión era una representación de la crucifixión de Cristo en presencia de la Virgen y San Juan, un conjunto iconográfico habitual en el siglo XV. Además, había sido encontrada, de modo fortuito, en una abadía semiabandonada de Valonia, a escasos kilómetros de Tournai, donde el maestro de la Flémalle estableció su taller. En ese puzle todas las piezas encajaban bien. Su instinto le decía que demasiado.

El presunto autor del óleo era uno de los pintores más enigmáticos de la Historia del Arte. De hecho su figura no se comenzó a esclarecer hasta el siglo XIX, cuando se le atribuyeron tres paneles encontrados en la localidad belga de la Flémalle, a la que debía su nombre. A partir de ahí se unió su identidad con la de Robert Campin y se le concedió el mérito de ser el pionero del arte flamenco. El artista que había roto con el canon establecido y había abierto las puertas a un estilo realista y detallista que llevaríann a su máximo esplendor su discípulo Roger van der Weyden y, por encima de todos, Jan van Eyck. Todo ello le convertía en un blanco perfecto para una imitación, ya que su estilo en transición no estaba del todo definido y ninguna de las escasas obras que se le atribuían llevaba su firma. La aparición de una nueva era un caramelo irresistible para el panorama artístico.

Cuando Bucareli vio la pintura en persona por primera vez se preguntó si su instinto le había fallado. La factura técnica era excelente y el estilo encajaba con el de los primeros pintores flamencos. Pero tampoco sería la primera vez que el análisis estilístico le traicionaba. Afortunadamente contaba con una herramienta poderosa y complementaria que le ayudaría a esclarecer la verdad: la Ciencia.

Empezó por realizar un análisis que le ofrecería resultados rápidos y fiables. Para ello ni siquiera necesitaba mirar la pintura. Se dirigió directamente a los laterales de las tablas y tomó medidas microscópicas de los anillos que habían dejado los árboles al crecer. Como todo el mundo sabe, cada anillo que contamos en un tronco cortado equivale a un año de vida de su difunto propietario. Este conocimiento, tan arraigado en la sabiduría popular, es la base de una disciplina científica: la dendrocronología. Pero esta disciplina va mucho más allá de esclarecer la edad de la madera. De hecho, puede hasta detallar las condiciones climáticas acaecidas hace varios siglos. Dado que el desarrollo de los árboles depende del clima de las estaciones de crecimiento, unos anillos más anchos indican primaveras y veranos más benignos. Es más, al estar expuestos a las mismas condiciones, todos los árboles coetáneos de una misma zona forman patrones de crecimiento similares. En cierto modo es como si compartiesen un mismo código de barras. En otro alarde de la búsqueda del conocimiento del ser humano, existen bases de datos donde se almacenan esos patrones característicos. Así, con un poco de suerte se podrá saber el origen y la época de la madera empleada en una obra de arte. Esta suerte no le fue esquiva a Bucareli, si bien no obtuvo la respuesta que esperaba. Las tablas sobre las que estaba pintada la supuesta pintura flamenca eran de roble báltico, madera muy estimada por los artistas de la época. Pero lo más sorprendente es que, de acuerdo con su patrón de crecimiento, habían sido cortadas, como muy tarde, en 1420. Perfectamente pudieron haber sido usadas por Robert Campin, cuya única obra datada es de 1438. El resultado no contrarió en exceso a Bucareli; tampoco sería la primera vez que un falsificador reusaba tablas de una obra de menor valor para realizar una falsificación.

Su siguiente recurso fue estudiar las radiografías y fotografías de infrarrojos que había puesto a su disposición la casa de subastas que le había contratado. Como si fuese un médico que estudia un tobillo fracturado, pudo ver lo que se escondía tras la última capa de pintura al óleo. Observó que a lo largo del proceso creativo el pintor había realizado cambios en la composición, algo poco habitual en una obra fraudulenta en la que el perpetrador tiene establecido de antemano el aspecto final.

Todas las técnicas no destructivas empleadas hasta el momento habían resultado estériles o, por lo menos, no le daban la razón a su instinto. Era el momento de ir un poco más allá y pedir que se realizase un análisis estratigráfico. Tras insistir una y otra vez, consiguió que enviasen al laboratorio un par de fragmentos transversales de pintura de menos de un milímetro cuadrado que se recogieron de los lugares menos visibles del óleo. ¡Tampoco quería pasar a la historia por destruir un original de Campin en caso de estar equivocado! Gracias al análisis de esas muestras diminutas podría observar las diferentes capas que yacían sobre la tabla y conocer su composición química.

Precisamente esos eran los resultados que Bucareli releía entre sorbo y sorbo de whiskey. Las estratigrafías mostraban que las tablas habían sido cubiertas con un aparejo a base de carbonato cálcico y cola de conejo que ofrecía al artista una superficie blanca y uniforme sobre la que trabajar. Para desazón de Martín, todo seguía encajando con la manera de trabajar de los gremios flamencos del siglo XV. Sobre esta primera capa se habían identificado una gran cantidad de pigmentos: albayalde o blanco de plomo, laca de kermes en forma de veladura sobre rojo bermellón, azul ultramar obtenido de lapislázulis afganos… Martín había fracasado en su intento de encontrar un compuesto anacrónico. Ni un miserable rastro, que sé yo, de blanco de titanio o de azul cobalto, descubiertos cientos de años después de la muerte de Campin y que hubiesen refutado su autoría con total certeza. Ni siquiera la última capa de la obra le daría la razón. El barniz que protegía la pintura no era una sustancia polimérica moderna, sino una resina natural, posiblemente almáciga exportada de la isla de Quíos.

Era el momento de encajar la derrota. Admitir que no tenía pruebas de que la obra no fuese del siglo XV. Pensándolo bien, como amante del arte, la idea de haber tenido entre sus manos una obra del Maestro de la Flèmalle le empezaba a resultar atractiva. Mandaría el informe a la casa de subastas y que la experta en arte flamenco decretase si la obra había surgido de los pinceles del propio Campin o de algún aprendiz con menor pericia. Tomó el penúltimo trago de whiskey y, de repente, se activó algún tipo de resorte que le empujó a golpear la barra con tal ímpetu que todas las miradas se dirigieron a él.

Había experimentado uno de esos momentos de clarividencia que sólo llegan instantes antes de dormir y de los que no queda rastro alguno a la mañana siguiente. Como la amante que abandona el lecho antes de que llegue el alba. En un curso de formación en análisis forense le habían hablado de un procedimiento para detectar whiskeys fraudulentos gracias al estudio isotópico. Tal vez él pudiese hacer algo similar. Martín sabía que los isótopos eran átomos de un mismo elemento químico que se distinguen por tener diferente número de neutrones. Lo que desconocía es que la abundancia de estos isótopos puede variar ligeramente de un lugar a otro. Gracias a ello un grupo de investigadores había logrado distinguir el Skotch Whisky de whiskeys fraudulentos. El procedimiento se basaba en comparar las concentraciones de isótopos en las bebidas, ya que variaba en función del origen del agua empleada. ¿Podría usar alguno de esos pigmentos que su mente repetía sin descanso con el mismo propósito?

Tiró de la madeja y encontró la respuesta que ansiaba en el pigmento blanco. Sea quien fuera la mano tras el pincel, había empleado albayalde en los hábitos de la Virgen y en el perizonium que cubría las vergüenzas de Cristo. A Bucareli le resultó paradójico que el pigmento empleado para tan purísimo propósito se obtuviese poniendo láminas de plomo sobre vinagre en un recipiente cerámico que se cubría con estiércol. Pero tampoco estaba para reflexiones de este orden. A él lo que le interesaba era el plomo o, más bien, uno de sus isótopos radiactivos: el plomo-210. Este isótopo no es estable y tiene una vida media de 22,3 años. Eso significa que, pasado ese tiempo, la cantidad original se reduce a la mitad. Pero, ¿cómo es posible que siga existiendo ese isótopo en la Tierra si ésta tiene miles de millones de años? ¿No debería haberse agotado prácticamente en su totalidad si cada dos décadas su concentración se reduce a la mitad? La respuesta es sencilla: se genera continuamente por la desintegración de otros átomos radioactivos de mayor tamaño.

Llegados a este punto, entra en juego la manufactura del albayalde. Cuando se encuentra una mena de plomo se realiza un refinado para obtener el metal lo más puro posible. En dicho proceso se elimina la mayor parte de los isótopos radioactivos que pueden llegar a producir plomo-210, por lo que desde ese momento en adelante la cantidad del isótopo sí que mengua con el paso de los años. Así, el albayalde empleado en el siglo XV tendrá una cantidad mucho menor de plomo-210 que el producido en épocas más recientes. Eso es todo lo que necesitaba saber Bucareli para seguir en su cruzada contra el fraude artístico.

Una semana después recibió un sobre con los resultados de los nuevos análisis que había solicitado. Leyó el informe en diagonal en busca del único número que le interesaba. La cantidad de plomo-210 era excesivamente alta para ser una obra del siglo XV, incluso tomando los valores más bajos del intervalo de confianza que le ofrecía el laboratorio. La Crucifixión se había elaborado en algún momento dentro de las últimas seis décadas.

Una vez descubierta la verdad se rompieron las cadenas que le habían impedido disfrutar de aquella falsificación. Por primera vez observó el tríptico como si fuese una auténtica obra de arte. Pensó en el delicado trabajo que se escondía tras aquel fraude. Alguien había recogido tablas de obras del siglo XV, había quitado la pintura y las había vuelto a unir sin usar ningún tipo de material contemporáneo. Había puesto una preparación blanca para lograr una superficie homogénea sobre la que trabajar siguiendo exactamente los pasos que empleaban los reputados artesanos flamencos. Había realizado un dibujo a carboncillo sobre el que aplicó diferentes capas de pinturas, reocupándose de que todos los pigmentos existiesen en dicha época. Por último, había empleado un berniz natural y, de alguna manera, había conseguido que la obra envejeciese a un ritmo acelerado. El óleo estaba perfectamente seco y se observaban craqueladuras naturales y rastros de suciedad que bien podrían ver el fruto de cientos de años de exposición. Pero un miserable átomo radiactivo había delatado que esa pintura no podía ser tan antigua. Bucareli pensó que por ese pequeño detalle una obra de arte que hubiese recibido millones de visitas pasaba a valer menos que el polvo con la que la había cubierto. Guardó el informe en un sobre lacrado y dudó si prenderle fuego o encaminarse hacia la oficina de Correos más cercana. Tampoco para eso era un detective como los demás."

Los Nobel de Física y de Química 2018

Los Premios Nobel se conceden cada año cada reconocer la labor de personas muy destacadas a nivel mundial por su contribución al desarrollo de campos muy diversos, entre ellos la Física y la Química.

Muchas veces nos resulta complejo comentar en nuestras clases este tipo de acontecimientos, pero con ilustraciones como las siguientes es mucho más sencillo.

Las vacas contaminan más que los coches

En los últimos meses se está incrementando la campaña en contra del gasoil: los automóviles movidos por ese combustible no van a poder circular por el centro de algunas ciudades, está en el horizonte la prohibición de su fabricación, se  van a incrementar los impuestos hasta acercar su precio al de la gasolina,  ... Este rollito me suena, porque es justamente el opuesto al que se produjo hace unos quince o veinte años: el gasoil produce menos CO2, los coches necesitan menos mantenimiento, el combustible es más barato,etc, etc, etc, con lo que se disparó la producción de coches de gasoil, con un porcentaje actual de alrededor del 70% de las matriculaciones anuales.

Pues resulta que ha caído en mis manos un artículo publicado en 2008 que afirma que la producción intensiva de carne emite más gases a la atmósfera que el transporte por carretera, y la tendencia no parece disminuir. Comercializar un kilo de ternera en un país rico genera la misma polución que 200 km en coche.

"El consumo de carne puede ser sabroso y nutritivo, pero no sale gratis al miedo ambiente. No hace tanto tiempo la ternera era un bien de lujo, asequible para unos pocos, pero hoy en día es un producto abundante en la cesta de la compra. La ecuación es sencilla: cuánto más ricos somos más carne comemos. Pero también más recursos se necesitan, por lo que el impacto ambiental aumenta. Alentados por el horizonte de Kyoto, los países firmantes han centrado sus fuerzas en combatir el sector energético olvidándose del resto. Una "pequeña" porción que sólo en el caso de la ganadería y la agricultura española ya supone el 11% total de la emisión de gases de efecto invernadero. 

Hace una década, un informe de la FAO pedía "soluciones urgentes" porque el ritmo actual de producción de carne era "insostenible". Desde entonces, y como viene ocurriendo en los últimos 50 años, la demanda sigue creciendo a costa de intensificar los recursos, hasta que en 2006 el sector ganadero ya superaba al de transporte en la emisión mundial de gases, convirtiéndose así en la principal fuente de degradación de los suelos y del agua. 

Osvaldo Sala, asesor de ecología de Naciones Unidas, presentó la semana pasada en Madrid un estudio sobre la pérdida de biodiversidad que sufrirá la Tierra en este siglo y destacó que los ecosistemas mediterráneos experimentarán una "mayor degradación" debido a su "sensibilidad" a los cambios de usos del suelo, motivado, sobre todo, por la actividad ganadera. 

"La producción intensiva de carne contamina aguas, genera residuos químicos, gases peligrosos procedentes del estiércol (óxido nitroso) y del sistema digestivo (metano), además de amoniaco que contribuye a la lluvia ácida", enumeró el biólogo, que exigió a los países industrializados formas de producción más sostenibles. 

Flatulencias contaminantes

El primero en encender las alarmas fue el Gobierno neozelandés. La gran cabaña de rumiantes que tiene el país (más de 50 millones) genera el 40% de las emisiones de gases de efecto invernadero, lo que está impidiendo cumplir los objetivos de Kyoto. Así, en un territorio de tan sólo cuatro millones de habitantes, con una asentada conciencia ecológica, cada vaca emite 90 kilos de metano al año (un gas 23 veces más peligroso que el CO2), lo que supone la misma polución que se genera al quemar 120 litros de gasolina.

La paradoja del caso neozelandés es que la contaminación de estos animales tiene que ver con la alimentación que llevan, más sana y tradicional que las cabañas europeas, donde predomina el pienso compuesto, por los que las autoridades se han planteado como último recurso variar la dieta después de desechar la implantación de una tasa ('Flatulence Tax') que pretendía compensar las emisiones de metano. 

Pero si Nueva Zelanda anda a vueltas con la fermentación intestinal de las vacas, en España -tercer país europeo en número de bovinos y el segundo en ganado porcino, ovino y caprino- la progresiva pérdida de las explotaciones tradicionales a favor de las intensivas esquilma un recurso limitado como es el agua. Según la FAO, producir un kilo fresco de ternera no sólo requiere un consumo de agua quince veces superior al de los vegetales (15 m³ frente a 1), sino que además contamina 12 kg de dióxido de carbono, lo equivalente a viajar en un coche durante 200 kilómetros. 

Consumo sostenible

Otros impactos de la explotación ganadera son los excrementos líquidos y sólidos, con un poder contaminante cien veces superior al de las aguas residuales urbanas; el uso del transporte para trasladar animales; la acumulación de pesticidas y fertilizantes, y la introducción de cultivos modificados genéticamente, como es el caso de la soja, que en un 90% se destina a la alimentación animal. 

Con este panorama, la OCU asegura que la mejor opción sería "racionalizar su consumo", que en la actualidad ronda los 90 kg por persona y año en los países ricos. "Buscar la producción ecológica ayuda, pero es más razonable reducir la presencia de carne en la dieta diaria. Y cuando la comamos, debemos procurar que en la elección haya tanta variedad de especies como sea posible y que ésta tenga un origen local", aconseja la asociación de consumidores. 

El pasado viernes, los líderes europeos reunidos en Bruselas acordaron tomar "medidas urgentes" para reducir en un 20% sus emisiones de aquí a 2020. Sin embargo, no se pusieron de acuerdo sobre los sectores productivos en los que morder el hueso. De momento, Los 25 ven con buenos ojos la propuesta del Gobierno francés para rebajar el IVA que se aplica a los bienes ecológicos y penalizar las importaciones que no secunden las mismas normas ambientales."

La mesa periódica

Por si faltaba algo para redondear mi jubilación, me envían esta imagen de una mesa con su banco, supongo que en un parque o en un campus universitario, con la forma exacta de la tabla periódica, los símbolos de los elementos, etc. ¡Hay que ver la imaginación que tiene el personal!

Ciencia y religión

¡Aún tenemos los pelos como escarpias y la carcajada libre! Resulta que el otro día se abrió la caja de los truenos por la mayor tontería del mundo: una amiga, que colabora conmigo facilitándome material para el blog y que revisa algunos de los materiales que elaboro, escribió la dirección de este blog con un error mínimo. En lugar de escribir fisicayquimicafriki.blogspot.com se dejó la s, y clicó fisicayquimicafriki.blogpot.com. 

Prueba el enlace y verás por qué a los cinco segundos estaba escribiéndome diciendo que iba a flipar pero mucho, mucho, mucho. Se quedaba corta.

¿Ya has visto la web theworldtoday.co? Un panfleto religioso infumable de no sé qué iglesia cristiana (no tiene pinta de ser católica). Trata de la destrucción del mundo, de la tercera guerra mundial atacando Israel, de las profecías bíblicas, .... ¡Miedo, miedo y más miedo! Además, en inglés, para que practiquemos idiomas, aunque co teóricamente significa colombia (tiene connotaciones zaragozanas, pero no creo que hayan caído en eso). 

Después de un poco de investigación, he observado que cualquier título del blog que contenga las palabras fisica, química, biología, geología o matemáticas produce el mismo efecto. 

¡Y, ojito, que quien ha hecho la cosa hasta sabe vasco! En la página http://kimikarte.blogspot.com/ sucede exactamente lo mismo.

¿Hay que concluir que las páginas de ciencia se derivan de forma consciente a esa página de religión? En fin, como decía mi abuela, el que no tiene quehacer, con el rabo mata moscas. ¡Porque me parece que muchos adeptos no va a encontrar con estos métodos!

Sulfitos

Los conservantes alimentarios tienen mala fama, seguramente inmerecida en muchos casos. Ahora están de moda los alimentos naturales, sin tratamientos químicos y sin conservantes ni colorantes. Desde luego que el uso indiscriminado de esas sustancias puede producir efectos nocivos, pero de ahí a descartarlos va un gran trecho. En fin, como en casi todo, hay argumentos a favor y en contra.

Revisando el otro día la carta de un restaurante, encontré al final la carta de alérgenos y me llamaron la atención los sulfitos. Resulta que "la normativa europea actual obliga al etiquetado de todos los alimentos que contengan sulfitos. A menudo a las carnes manipuladas se le añaden sulfitos. Los sulfitos y bisulfitos son sustancias derivadas del azufre y utilizadas como antioxidantes o conservantes. La normativa europea obliga a etiquetar cualquier alimento que contenga sulfitos en concentraciones superiores a 10 mg/kg o 10 mg/l, y estos productos deben ser declarados con el término sulfito o dióxido de azufre (E-220, E-221, E -222, E-223, E-224, E-225, E-226, E-227 y E-228). Los sulfitos pueden ser responsables de reagudizaciones asmáticas en pacientes con asma. Los alimentos y/o bebidas que con mayor frecuencia contienen sulfitos son el vino (que contiene sulfitos producidos durante la fermentación), otras bebidas alcohólicas o no alcohólicas envasadas (zumos, mosto, sidra), alimentos envasados, alimentos precocinados, conservas, alimentos ultracongelados y vinagre. Aparte de síntomas respiratorios, los sulfitos también pueden ocasionar molestias digestivas y/o cutáneas."

¿Qué me llamó la atención? En primer lugar, el icono: después de darle vueltas, todavía sigo buscando la razón de poner E-X y debajo lo que parece la fórmula del naftaleno para indicar dióxido de azufre y sulfitos. Que conste que he buscado con interés, y así he encontrado otros iconos que también se usan.

En los otros tres iconos se representa la fórmula del dióxido de carbono, pero el nombre indicado es sulfito. ¡Todo queda clarísimo!

Y para terminar de liarla, resulta que ¡los sulfitos no son realmente alérgenos! ¿Cómo se explica ésto? La explicación se basa en que los sulfitos, aunque no condicionan reacciones alérgicas en un sentido estricto (es decir, reacciones mediadas por el sistema inmunitario), sí pueden producir reacciones de intolerancia. Es necesario precisar la diferencia entre alergia alimentaria e intolerancia alimentaria: en el primer caso interviene la inmunoglobulina E (IgE) y en el segundo no, tal y como sucede con los sulfitos. Para más detalles, acceder al artículo "El alérgeno del mes: la intolerancia a los sulfitos".

Amoniaco, tres en una

Es bien sabido que el amoniaco es una sustancia que en forma de disolución acuosa de baja concentración se utiliza en el hogar como producto de limpieza, en repostería, etc. Y las sales amónicas tienen su principal aplicación como abono.

Pero hay momentos en que las noticias se acumulan: tres referencias sobre el amoniaco en solamente dos días. ¡Y cada cual más curiosa!

En primer lugar, el nombre de una guardería infantil. Tuve que acercarme a investigar para saberlo.

Y justo al día siguiente aparecían dos noticias en la prensa digital: en primer lugar, el posible uso de amoniaco por parte de los componentes de la selección de fútbol de Rusia que había jugado el campeonato mundial que se ha celebrado en su país, parece ser que para aumentar su capacidad respiratoria y, en consecuencia,su rendimiento deportivo. Este asunto no está estudiado, aunque hay muchas imágenes con los jugadores aspirando de un algodón, y miembros del equipo médico de la selección rusa lo han confirmado.

Y a continuación se da la noticia de que una mujer de 30 años ha fallecido en Madrid a consecuencia de utilizar amoniaco para limpiar la cocina de su casa. Leyendo más a fondo se observa que el problema ha consistido en utilizar a la vez lejía, que reacciona con el amoniaco dando logar a cloramina, sustancia que es tóxica y puede llegar a provocar una parada cardiorrespiratoria, que es lo que sucedió en este caso.