El Día internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia

Que conste que la mejor noticia sería que no se tuviera que celebrar este día, pero de momento esto es lo que hay. ¡Y contentos de que los actos conmemorativos se hayan extendido hasta unos niveles impensables hace muy pocos años! Como ejemplo, aquí van unos cuantos carteles.

La Tabla Periódica de las científicas

¡Y otra Tabla Periódica más! Solo que ésta tiene un objetivo muy diferente: visibilizar científicas. El momento para publicar esta entrada es el día 11 de febrero, Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia.

La Tabla funciona de una forma muy sencilla: se ha colocado una científica en cada casilla y se enlaza a la Wikipedia para conocer más sobre ella. Están agrupadas por el tipo de ciencia en la que trabajaron (físicas, matemáticas, químicas, ...), y eso hace que los símbolos ni se acerquen a los que hay en la Tabla química: por ejemplo, la primera es Maria Sibylla Merian, naturalista, a la que se le asigna el símbolo Sy, nada que ver con el Hidrógeno H (tranquilidad, eso no supone ningún problema, ya que lo importante es el objetivo que se persigue).

Si quieres descargar el documento pdf, clica aquí.

La dieta de la tabla periódica

¡Para que luego digan que Supermaño es un cazurro! ¡Pero si hasta conoce la tabla periódica!

(Por gentileza de Heraldo de Aragón)

Eso sí, la receta de la dieta no la facilitan, porque conseguir todo eso en las cantidades adecuadas tiene que ser una tarea fina filipina.

2019, año de la Tabla Periódica

¿Y precisamente por qué este año 2019? Pues sencillamente porque en 1869, hace 150 años, se publicó la tabla periódica de Mendeleiev. Como hay muchísimas publicaciones en la red sobre este tema, solamente voy  a indicar tres aspectos.

En primer lugar, que en España está la Tabla Periódica más grande del mundo, en la fachada de la Facultad de Química de la Universidad de Murcia.

Además,  los billetes de la lotería del día 2 de marzo también tienen la Tabla Periódica de la Facultad de Murcia como motivo.

Por último, se ha editado el pasado día 9 de enero un sobre de primer día de circulación también con la fachada de la Facultad de Murcia, y un sello en el que aparecen los símbolos de los tres elementos químicos descubiertos por españoles (vanadio, wolframio y platino).

La energía del Sol

Que conste que este vídeo lo incluyo porque la historia de la energía nuclear de fusión se ha convertido, al menos para mí, en un asunto cuasifriki: a principios de los años 90 se decía que para 2020 se produciría energía de fusión de forma comercial, y aquí lo tenemos, a la vuelta de la esquina, pero el proceso está todavia en fase de investigación, en sus inicios iniciales.

Por lo demás, la información es interesante. Se publicó en El País digital en mayo de 2018.

Nanopartículas y conservación del patrimonio

Transcribo la noticia, aparecida en el Heraldo de Aragón de 22 de octubre pasado.

Un equipo aragonés trabaja en el desarrollo de nanopartículas para salvar el patrimonio 

Desde el Instituto de Materiales, en Zaragoza, un equipo liderado por Scott Mitchell realiza pruebas en laboratorio para sintetizar nanomateriales para proteger el patrimonio cultural: libros, cuadros, esculturas o edificios.

Suelen comparar a los restauradores de bienes con un médico. Porque ambos profesionales tienen que hacer un diagnóstico de la dolencia, tener unos criterios de intervención y aplicar un tratamiento. Y de hecho, el escocés Scott Mitchell, investigador del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón(ICMA), reconoce que su pasión por los nanomateriales antimicrobianos empezó con fines médicos, para dirigirse después al patrimonio cultural. «Como nosotros, los bienes necesitan protegerse de hongos y bacterias, que afectan a libros, cuadros, esculturas o edificios. Y las nanopartículas (extremedamente pequeñas e invisibles al ojo humano, cuyo tamaño representa la mil millonésima parte de un metro) pueden limpiar, proteger e incluso ayudara restaurar una pieza dañada».

Libro del Real  Jardín Botánico de Madrid afectado por bacterias

Desde el ICMA, en Zaragoza, un equipo liderado por Mitchell, que cuenta también con la investigadora Isabel Franco Castillo, realiza pruebas en laboratorio para sintetizar, caracterizar y comprobar el efecto de nanomateriales en aglomeraciones de capas de bacterias y hongos (biopelícula) sobre papel y de piedra. Se trata de «muestras de diferentes tipo de papel que nos han cedido desde el Real Jardín Botánico de Madrid y de piedra procedente de la catedral de Reims (Francia). Es un trabajo complejo, porque el efecto en el material dependerá del clima y del tipo de papel o roca. No es lo mismo un clima lluvioso en el granito que otro menos húmedo en piedra caliza».

Esta es una primera fase para ver el efecto de distintos tratamientos sobre diferentes materiales, el inicio de lo que debería convertirse en una biblioteca de remedios para distintos males. El jardín botánico madrileño ha cedido al ICMA muestras de tres tipos de papel del siglo XVIII, donde proliferan baterias E. coli y B. Subtilis. «En estos tres siglos, ejemplares de la institución se han visto afectados por la humedad de la zona, y es necesario un tratamiento para conservarlos. Se trata de tres tipos de papel: de escribir, de sobre y otro secante que se utilizaba para colocar sobre las muestras de plantas», enumera el investigador.

Corrosión en fachadas

En el laboratorio, se aplican nanopartículas de óxido de magnesio, inocuas para el ser humano pero muy eficaces contra los microorganismos, que desaparecen tras dos o tres aplicaciones. «Y con las piedras que nos aportan desde la catedral de Reims podemos estudiar cómo prevenir la corrosión y el crecimiento de la biopelícula. Como se puede comprobar bien en esculturas o paredes, a veces el daño va más allá de lo estético, porque los microorganismos excretan ácido oxálico, que puede llegar a deshacer una escultura en solo cien años. Con nanopartículas se puede prevenir el crecimiento del biofilme y, además, proteger de la corrosión. Un tratamiento adecuado puede, además, prevenir el desprendimiento de capas de fresco de una pared e incluso serviría para proteger pinturas de fachadas, aunque eso ya sería trabajo de otros investigadores».

Scott Mitchell cuenta con la colaboración, además, de la Escuela Escuela Superior de Conservación y Restauración de Bienes Culturales de Aragón, cuya sede está en Huesca. Allí, Nuria Miguel, que realizó su doctorado en el Instituto de Nanociencia de Aragón, es profesora del departamento Científico-Técnico. «Para la escuela, es vital estar en la vanguardia de tratamientos para la protección y recuperación del patrimonio y la nanotecnología se ha convertido e uno de los campos más interesantes», dice.

Además del campo en biocidas, que estudia Mitchell, la nanociencia ya se aplica en patrimonio mediante materiales de consolidación (nanopartículas de cal para rellenar estructuras deshechas o debilitadas) o de hidrofugación (nanopartículas de sílice para aislar de la humedad pero permitir ‘respirar’ a la piedra o cerámica).

El estudio de Scott Mitchell ya ha tenido repercusión internacional, con sendas publicaciones en las prestigiosas revistas ‘Angewandte Chemie’ y ‘El Sevier’.

Energía positiva

Esto de las energías positivas y negativas constituye un clásico de las tonterías que se dicen continuamente por ahí; en particular, videntes, quiromantes, astrólogos y el resto de esa fauna.

¡Hasta en las servilletas de los bares! 

A ver si queda claro de una vez, a escala de la Tierra y sin entrar en profundidades casi filosóficas: los sistemas que podemos analizar tienen masa y energía o no la tienen, pero nunca será negativa, ya que en todo caso simplemente serán nulas.

Cuando se habla de energía negativa se hace referencia a situaciones de ánimo bajo, depresivo, etc. Y para evitarlo, hay que expulsar la energía negativa y convertirla en positiva. ¿¿¿ ??? Sin comentarios.

Eso sí, en situaciones físicas concretas sí que se puede hablar de energías negativas, pero en otro contexto diferente: cuando un sistema tiene menos energía en una situación que en otra, a la que se le da arbitrariamente un valor de energía cero, obviamente tendrá energía negativa con respecto a ella, ¡pero seguirá siendo positiva en valor absoluto!

Por ejemplo, si me asigno un contenido energético cero en un momento concreto,  hago ejercicio y consumo 1000 unidades de energía, puedo decir que mi contenido energético es de -1000 unidades con respecto a la situación inicial. ¡Sigo teniendo energía, claro, pero menos que antes!

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.