jueves, 10 de marzo de 2022

Una amenaza global para la humanidad

Aunque sigo siendo un firme partidario de que SIN CIENCIA NO HAY FUTURO, puede que la ciencia sea el arma que en un momento dado se pueda utilizar de modo insensato y criminal para arruinarnos a todos ese FUTURO.

Todo hace pensar que sobre la especie humana sobrevuelan algunas espadas de Damocles: armas nucleares, armamento químico y armas biológicas, que por desgracia pueden llegar a caer en manos de gente despreciable, que no dudará en utilizarlas si se produce un "cortocircuito" en sus neuronas en un momento determinado. 
El simple hecho de tener estas armas ya es un peligro en si y debería de considerarse un delito contra la humanidad, pues en un instante es posible que por un simple fallo tecnológico o un mal entendido se desencadene un desastre total y eso ha estado ya a punto de ocurrir en varias ocasiones como se indica en un artículo de J. J. Velasco en elDiario.es 23/09/2014.

El caso Petrov y otros errores tecnológicos que casi desatan una guerra nuclear


El 26 de septiembre de 1983 los sistemas de alerta de la Unión Soviética detectaron un ataque con misiles procedentes de Estados Unidos Era una falsa alarma pero las pruebas indicaban lo contrario, y el mundo se salvó gracias a un hombre que decidió aplicar el sentido común: Stanislav Petrov.

El caso de Petrov no es la única ocasión en la que errores tecnológicos que han puesto al mundo al borde del abismo de una guerra nuclear.

Durante la época de la Guerra Fría se produjeron momentos extremadamente tensos como la Crisis de los Misiles en Cuba, y el miedo a un holocausto nuclear fue tratado en el cine en más de una ocasión. Películas como Juegos de guerra jugaron con esta temática y le sumaron un nuevo factor a la ecuación: la creciente dependencia de ordenadores y sistemas de información.

Aunque Juegos de guerra sea una película, la realidad suele superar a la ficción y el mundo ha estado, en más de una ocasión, al borde de la guerra nuclear, precisamente, por anomalías en los sistemas de defensa. Aunque el incidente más conocido sea el de la Crisis de los Misiles de Cuba, se cuentan cuatro casos más en los que el mundo estuvo al borde del abismo. Uno de ellos ocurrió un 26 de septiembre de 1983 y, aunque los sistemas de la Unión Soviética indicaban que Estados Unidos había lanzado un ataque con misiles, un teniente coronel pensó que "la gente no empieza una guerra nuclear con sólo cinco misiles" y decidió no activar el protocolo de respuesta.

El pensamiento lógico de Petrov

En septiembre de 1983 la Guerra Fría estaba viviendo un momento álgido. La Unión Soviética había derribado un avión de pasajeros por entrar en su espacio aéreo, la OTAN había respondido organizando unas maniobras militares y el KGB soviético pronosticaba un ataque inminente de Estados Unidos como represalia. En este contexto, el teniente coronel Stanislav Petrov comenzó su turno de guardia en el búnker Serpukhov-15 de Moscú, lugar en el que se controlaba el sistema de satélites OKO que se usaba en el sistema de alerta ante ataques nucleares.Los satélites OKO apuntaban a las bases de lanzamiento de Estados Unidos y detectaban misiles distinguiendo su silueta en el horizonte en contraposición a la oscuridad del espacio. Este sistema era de nueva implantación y, de hecho, era el primer equinoccio de otoño en el que se utilizaba (un detalle que luego sería de vital importancia). A las 00:14, hora de Moscú, uno de los satélites detectó el lanzamiento de un misil desde Estados Unidos y, según el protocolo, Petrov debía activar el procedimiento de respuesta y alertar a sus superiores.

Sin embargo, Petrov pensó que no tenía sentido iniciar una guerra con un único misil. En vez de alertar a los mandos, Petrov decidió esperar porque intuía que el sistema podía estar equivocado y ordenó cancelar la alerta. Poco después, el sistema volvió a alertar del lanzamiento de un segundo misil y después otros 3 misiles más; con 5 misiles en el aire, Petrov pensó que seguían siendo pocos (famosa es su frase de "la gente no empieza una guerra nuclear con sólo cinco misiles") y decidió esperar la confirmación de los sistemas de radar de tierra (a pesar de acortarse el tiempo de respuesta).

Finalmente, el radar confirmó la falsa alarma y, por tanto, el error del sistema OKO. Petrov documentó el incidente en el diario de operaciones de aquella noche y su superior, el general Yuri Votintsev, le prometió que sería condecorado por salvar al mundo de una guerra.

El sistema OKO fue objeto de investigación y se dictaminó que el Sol, la Tierra y el satélite OKO habían experimentado una alineación que provocó que la luz solar reflejada en las nubes de altas cotas se confundiese con el lanzamiento de un misil. Petrov también fue investigado porque se consideró, al no haber seguido el protocolo, que actuó de manera indisciplinada al saltarse la cadena de mando. El teniente coronel perdió la confianza de sus mandos, pasó a puestos de baja responsabilidad y vio sus ascensos bloqueados; además, tuvo problemas nerviosos y de ansiedad como consecuencia de la tensión vivida en aquel búnker de Moscú.

Lo más curioso de toda esta historia es que, a pesar de haber librado al mundo de una guerra nuclear, Petrov no es un personaje muy conocido. Hasta 1998 el incidente permaneció en secreto y no fue hasta 2004 cuando se le concedió el "World Citizen Award" por su temple aquella noche de septiembre y también se realizó un homenaje en su honor en la ONU en 2006. Petrov hoy disfruta de su jubilación en la ciudad de Friázino (Rusia).

El incidente de la cinta equivocada

El caso de Petrov no fue el único momento tenso en el que el mundo ha estado a punto de enfrentarse a una guerra nuclear por un error en un sistema. El 9 de noviembre de 1979, las computadoras del NORAD (Mando Norteamericano de Defensa Aeroespacial) situado en la montaña Cheyenne, el Mando Nacional del Pentágono y el Mando Alternativo Nacional (situado en Fort Richie, Maryland) comenzaron a lanzar alarmas referidas a un repentino ataque nuclear soviético.

Aplicando la inquietante teoría de la destrucción mutua asegurada, la alerta se transmitió al aparato de defensa de Estados Unidos. Despegaron ocho cazas estadounidenses y dos canadienses para interceptar los misiles y se preparó el despegue de los bombarderos; sin embargo, los radares no detectaban ningún indicio de ataque aunque los ordenadores alertaban del lanzamiento de 300 misiles que se dirigían a Estados Unidos.

Ante la discrepancia entre las fuentes de información, se optó por verificar la alerta y, al igual que ocurría en la película Juegos de guerra, se comprobó que los primeros objetivos seguían sanos y salvos aunque las computadoras señalaban el impacto de los misiles. Tras quedar claro que se debía a un error de los sistemas, se realizó una comprobación en los ordenadores para localizar el origen del problema: alguien había introducido una cinta de entrenamiento como base de datos para el análisis de amenazas.

Durante aquel incidente, los ordenadores estaban pasando una simulación de un juego de guerra previamente grabado; se había usado un sistema en explotación para hacer una prueba y, por poco, no se acabó lanzando un ataque contra la Unión Soviética. Fruto de este incidente, el Departamento de Defensa determinó que los sistemas de prueba se aislasen por completo de la red del NORAD, aplicando la regla básica de los administradores de sistemas de separar los entornos productivos de los entornos de desarrollo y pruebas.

Un chip de 46 centavos

Al año siguiente del incidente de la cinta equivocada, concretamente, el 3 de junio de 1980, otro fallo técnico hizo saltar las alarmas en el comando aéreo estadounidense. El sistema de alerta contaba con un display que mostraba el número de misiles enemigos lanzados y que, en tiempos de paz, mostraba "0000"; sin embargo, a las 2.25 de la madrugada de esa noche, los contadores comenzaron a sustituir, aleatoriamente, el cero por un dos. De repente, había 200 misiles en el aire y, de repente, no había ninguno; se movilizaron las fuerzas de respuesta pero, finalmente, se dictaminó que era una falsa alarma porque las cifras no coincidían entre los distintos puestos de mando.

Tres días más tarde, el sistema de alertas volvería a activarse por el mismo motivo y se movilizarían las fuerzas de respuesta de nuevo. Al final, los sistemas fueron revisados y se encontró la causa del problema: un chip de computadora en mal estado acompañado de un cableado defectuoso. Por cierto, el coste del chip eran 46 centavos de dólar de la época.

Algunos años antes, el 24 de noviembre de 1961, también ocurrió otro incidente tecnológico que hizo saltar las alarmas de ataque nuclear en Estados Unidos. Aquel día, todas las líneas de comunicación entre el Comando Aéreo Estratégico de Estados Unidos y el NORAD quedaron inutilizadas, lo que cortó la conexión con las estaciones de radar de alerta temprana en Reino Unido, Alaska y Groenlandia.

Teniendo en cuenta que los sistemas de comunicación se habían diseñado con una alta tolerancia a fallos y, por tanto, estaban redundados; un corte total en las comunicaciones solamente podía significar una cosa: la Unión Soviética había lanzado un ataque a gran escala contra objetivos estratégicos en Estados Unidos. Con esa premisa, se lanzó la alerta a los bombarderos que se sacaron a las pistas para su despegue; sin embargo, finalmente los aviones no despegaron porque se localizó la causa del corte de comunicaciones. No había redundancia en las comunicaciones. Todas ellas se cursaban a través de una central de conmutación en Colorado que había sufrido una avería.

Pero será mejor no pensar mucho en estas cosas para no deprimirnos...............o, muchísimo mejor: rebelarnos y protestar contra esta injusta e incalificable LOCURA.

¡¡¡¡ ARMAS QUÍMICAS, BIOLÓGICAS O NUCLEARES NUNCA MAS !!!! 

¿Cuándo se darán cuenta los humanos que lo mejor para no matar a nuestros semejantes con armas es sencillamente no tenerlas? 
Es muchísimo mejor y más barato dar a todos una BUENA EDUCACIÓN y fomentar (o implementar como se dice ahora) el RESPETO A LOS DEMÁS
SI ESO SE HICIERA BIÉN, NO HARÍAN FALTA LAS ARMAS.


miércoles, 9 de marzo de 2022

Los usos malvados de la Ciencia: 4 La guerra química

En el campo de las ciencias Químicas, como en el resto de las Ciencias, los científicos siempre han perseguido buscar nuevas soluciones para conseguir el bienestar de la humanidad, pero en Quimica como en Biología y en Física, no se ha podido evitar que en ocasiones se haga un mal uso de los conocimientos y una buena prueba de ello es la utilización de sustancias químicas en la guerra.

El empleo de sustancias químicas en la guerra viene desde la antigüedad: 

Los espartanos usaron humos tóxicos de azufre contra las fortalezas atenienses en el siglo V a.C. En tiempos de Alejandro Magno (siglo IV a.C.) se mezclaban azufre, cal viva y ceniza para conseguir un polvo irritante para la piel y para los pulmones de los enemigos.

En el siglo XV en la batalla naval de Ponza se emplearon productos cáusticos irritantes y en las batallas contra los turcos. En ese siglo y en el siguiente los venecianos emplearon sustancias venenosas en la munición de morteros y ya en el siglo XVII se usaron en artillería granadas de humo y proyectiles con ácido nítrico y trementina.

En el siglo XIX se fabricaron proyectiles con sustancias químicas agresivas y en el ataque a Sebastopol en la Guerra de Crimea se usaron proyectiles con tetrametildiarsina y dióxido de azufre, también en la Guerra Civil norteamericana se emplearon proyectiles con ácido cianídrico, cloro y compuestos arsenicales.

Pero realmente el uso de armas químicas comenzó su desarrollo durante la Primera Guerra Mundial, los primeros intentos los hicieron los rusos utilizando cloropicrina y los alemanes con el gas T. Francia e Inglaterra utilizaron gases lacrimógenos como etil-bromo-acetato y etil-yodo-acetato.

En 1914 los alemanes usaron un irritante pulmonar cloro-sulfato de dianisida en sus proyectiles y más tarde bromuro de xililo contra rusos.

El químico Fritz Haber propuso a los alemanes usar gas cloro en el frente, su esposa también química se opuso por considerarlo una perversión de la ciencia, pero los alemanes acuciados por las circunstancias adversas de la contienda, decidieron hacerlo y para ello prepararon gran cantidad de cilindros de gas a presión y en Bélgica en el frente del ejército francés, cuando el viento resultó favorable, liberaron 160 toneladas de Cl gas que se dispersaron rápidamente, al ser más denso que el aire, el gas de color verdoso formó una nube de 1 o 2 metros pegada a la superficie del terreno inundando trincheras y parapetos, el gas picante les impedía respirar, más de mil soldados murieron y otros 5000 resultaron afectados. Este tipo de ataque se repitió en otras 5 o 6 ocasiones. Haber fue considerado un héroe por los alemanes y su mujer se suicidó pegándose un tiro.

A partir de ese momento estalló la escalada química y Franceses e Ingleses comenzaron a usar cloro contra los alemanes en Loos y más tarde una mezcla de cloro, fosgeno y cloropicrina. Otros productos químicos que se experimentaron fueron el difosgeno, el cianuro de hidrógeno, y el cloruro de cianógeno, los alemanes empezaron a usar agentes vesicantes mostaza  y los ingleses usaron por vez primera lanzadores de gases y una mezcla de fosgeno, difosgeno y difenil cloroarsina (que provoca el estornudo e impide el uso de máscaras antigás). Los alemanes llegaron a fabricar 300 toneladas al mes de gas mostaza y el último agente desarrollado por los americanos fue el "rocío de la muerte" que no se llegó a utilizar al firmarse el armisticio.

Durante la Segunda Guerra Mundial 

Alemania  produjo más de 70.000 toneladas de productos químicos para la guerra destacando el agente nervioso Tabun, Sarín, gas mostaza, fosgeno y mostazas nitrogenadas para la dispersión de estos agentes se utilizaron, proyectiles, bombas, cohetes y lanzadores Nebelwerfer de 6 cañones.

Japón fabricó unas 8.000 toneladas de productos químicos: gas mostaza, mostaza-lewisita-fosgeno y cianuro de hidrógeno que cargaron en bombas, granadas y proyectiles.

A partir del año 1940 los Estados Unidos fabricaron casi 150.000 toneladas de agentes químicos como fosgeno, lewisita, gas mostaza, ácido cianhidrico y cloruro de cianógeno que montó en bombas y cohetes

Todos estos gases no llegaron a utilizarse en Europa, los japoneses usaron iperita, fosgeno y lewisita en China y los alemanes parece que usaron gas mostaza en Varsovia por error, pero los nazis usaron estas armas para matar judios en los campos de concentración.

El 13 de enero de 1993 se firmó una Convención sobre la Prohibición del Desarrollo, Producción, Almacenaje y Uso de Armas Químicas y sobre su destrucción y está vigente desde el 29 de abril de 1997.

Si embargo en la actualidad hay una lista de agentes químicos que preocupan especialmente porque se sospecha, a partir de los atentados del 11 de septiembre de 2001, que podrían ser utilizados por terroristas islámicos: 

  • HEMOTÓXICOS: Ácido cianhídrico, cloruro de cianógeno.

  • INCAPACITANTES: Bencilato de 3-quinuclidinilo (BZ), LSD.

  • INCENDIARIOS: Gasolina, propano.

  • METALES PESADOS: Arsénico, plomo, mercurio.

  • NEUROTÓXICOS: Tabún, Sarín, Somán.

  • PESTICIDAS: Fosforados, clorados.

  • TÓXICOS VOLÁTILES: Benceno, cloroformo, trihalometano.

  • TÓXICOS PULMONARES: Fosgeno, cloro, cloropicrina.

  • TÓXICOS INDUSTRIALES: Cianidas, nitrilos, ácidos nítrico y sulfúrico.

  • VESICANTES: Lewisita, mostazas.

  • OTROS: Dioxinas, furanos, explosivos nítricos.


martes, 8 de marzo de 2022

Los usos malvados de la Ciencia: 3 La guerra biológica

Sigue siendo verdad eso de que "sin ciencia no hay futuro", pero los científicos cuando investigan no tienen en cuenta la maldad y la falta de escrúpulos de los terroristas o de algunos dirigentes políticos y económicos que suelen aprovecharse de los descubrimientos de la Ciencia para utilizarlos de forma ilegítima y criminal, o en esa "actividad" tan despreciable, miserable e inhumana: la guerra.

En la guerra se emplean todas las armas que están al alcance de los combatientes: palos, piedras, armas blancas, aceite hirviendo, armas de fuego, productos químicos, misiles, bombas nucleares, y claro, no podían faltar las armas biológicas.

Se denomina guerra biológica a la utilización durante una contienda de microorganismos (como virus de la viruela,  bacterias de la peste o del muermo,....),  productos microbianos (toxinas bacterianas) o animales (víboras, escorpiones,....) para hacer daño al enemigo, que puede morir envenenado o enfermar, lo cual inutiliza para la batalla a ese individuo y a las personas que lo tienen que cuidar. (Para hacernos una idea del poder destructivo de estas armas basta recordar que tan solo un gramo de toxina botulínica es suficiente para matar a  más de un millón de personas.)

La guerra biológica se ha utilizado desde la antigüedad

Hay constancia de que en ciertas ocasiones el imperio Hitita, que gobernó Anatolia hasta el siglo XII a. C, envió hacia los campos enemigos ovejas enfermas de tularemia.

En el año 590 a. C.  el ejército ateniense utilizó una planta venenosa (eléboro) para envenenar el suministro de agua de la ciudad sitiada de Crisa, cercana a Delfos.

En el siglo IV a.C. los escitas untaban flechas con veneno de serpiente o excrementos para matar a sus enemigos o para que se infectaran las heridas.

En el año 184 a.C. el general cartaginés Aníbal utilizó recipientes de arcilla con serpientes venenosas para lanzarlos sobre la cubierta de los barcos enemigos y en el año 198 d.C, en Hatra (Irak) lanzaron contra el ejército romano vasijas de arcilla llenas de escorpiones.

Durante la Edad Media se arrojaban, utilizando catapultas, cadáveres de fallecidos por peste bubónica contra las ciudades asediadas como ocurrió en la ciudad de Kaffa y en 1710 las tropas rusas hicieron lo mismo en el asedio de la ciudad de Reval (Tallin).

En el siglo XVIII en los Estados Unidos hubo varias lugares como Pittsburgh y Pontiac, donde se utilizó material infectado de viruela para conseguir que los indios enfermaran. En el siglo XIX se emplearon como arma en diversas ocasiones gérmenes de la viruela y el sarampión.

En el siglo XX, durante la Primera Guerra Mundial, los alemanes desarrollaron un programa de guerra biológica y también en Los Estados Unidos se investigó con bacterias del ántrax y muermo. Los avances en el conocimiento de la biología de los microorganismos durante este siglo permitieron el uso de cultivos puros de microorganismos en la Segunda Guerra Mundial. Aunque en el Protocolo de Ginebra de 1925 se prohibía el uso de armas químicas y biológicas, se siguió investigando en este campo en distintos países.

Durante la Segunda Guerra mundial el Ejército Imperial Japonés usó armas biológicas como pulgas portadoras de peste, contra soldados y civiles chinos. También contaminaron las aguas del rio Horustein con bacterias de la fiebre tifoidea.

Como respuesta a la guerra biológica llevada a cabo por Alemania y Japón, Estados Unidos, Reino Unido y Canadá desarrollaron un ambicioso programa de guerra biológica utilizando como armas los gérmenes de la Tularemia, Ántrax, Brucelosis y la toxina botulínica.

Durante la Guerra Fría Estados Unidos, la Unión Soviética y otras naciones siguieron investigando en el campo de la microbiología para el uso de gérmenes en la guerra biológica.

En el año 1972 se firmó un "Tratado de prohibición de armas tóxicas y biológicas" que incluía los programas de desarrollo, producción y acumulación de microorganismos o sus productos venenosos, pero a pesar de que el Tratado fue firmado por 137 países hoy se sabe que la investigación para la guerra biológica sigue funcionando y un ejemplo conocido es el proyecto Biopreparat llevado a cabo por la Unión Soviética. Las investigaciones más modernas se dirigen no solo a conseguir gérmenes mas efectivos - por medio de la manipulación genética se pueden transformar los microorganismos para conseguir una mayor transmisibilidad y una mayor resistencia a los antibióticos- también se pretende mejorar los mecanismos de diseminación (diferentes tipos de bombas u ojivas, para lograr una mayor eficacia y precisión en la consecución de sus pretendidos efectos. En un informe del Centro para el Estudio del Riesgo Existencial de la Universidad de Cambridge se afirma: "las armas biológicas del futuro, armadas con inteligencia artificial y manipulación genética tendrían el poder de atacar un ADN específico y potencialmente eliminar únicamente ciertas razas en concreto sin afectar a las demás". en dicho informe se advierte además que "La tecnología se está volviendo cada vez más sofisticada a precios cada vez más baratos, democratizando la capacidad de hacer daño de manera más rápida y letal. En un caso particularmente negativo, podría construirse un arma biológica para atacar a un grupo étnico específico en función de su perfil genómico".

En el año 2001 (Siglo XXI) los ataques con Ántrax en los Estados Unidos conmocionaron a la opinión pública. 

Las armas biológicas más peligrosas:

- Clostridium botulinum bacteria que produce el botulismo y genera la toxina más potente que se conoce

- Yersinia pestis bacteria que produce la peste bubónica

- Bacillus anthracis bacteria que produce el ántrax

- Francisiella tularensis bacteria que produce la tularemia

- Vibrio cholerae bacteria responsable del cólera

- Virus de la viruela

- Virus del ébola

- Virus del grupo de los Bunyavirus

- Virus del grupo de los Coronavirus ¿os suena de algo?


lunes, 7 de marzo de 2022

Estructura del átomo

El Universo está formado por materia, y la materia por elementos químicos. El numero de elementos químicos que forman el Universo es muy limitado, tan solo 106 figuran en la Tabla Periódica y algunos de ellos no aparecen en la naturaleza. La parte más pequeña de un elemento químico que puede participar en una combinación para formar un compuesto químico se denomina Átomo (en griego indivisible). En la naturaleza existen más átomos diferentes que elementos químicos, porque muchos elementos poseen isótopos. Los átomos se unen entre si para formar moléculas (la más pequeña porción de sustancia pura que puede existir, conservando sus propiedades características). Una molécula puede estar formada por átomos iguales O2 (dos átomos de oxígeno), O3, N2, etc.  o por átomos diferentes CO2 (un átomo de carbono y dos de oxígeno), CO3Ca, SO4H2, etc. La fórmula es la representación escrita de una molécula.


Un átomo está formado por el núcleo y la corteza:

En el núcleo se encuentra toda la masa del  átomo y está formado por partículas elementales o nucleones, que pueden ser de dos tipos: protones con una unidad de carga eléctrica positiva y una masa casi 2000 veces mayor que la de los electrones y neutrones sin carga eléctrica y una masa similar a la de los protones.

En la corteza se encuentran los electrones de masa casi despreciable comparada con la de los nucleones y poseen una unidad carga eléctrica negativa.

En todos los átomos el número de electrones de su corteza es igual al número de protones de su núcleo

Los electrones de un átomo se hallan distribuidos en la corteza según niveles energéticos, el número de niveles energéticos está determinado por el número cuántico principal n cuyo valor puede ser: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,.. que se designan con las letras K, L, M, N, O, P, Q,.. 

En cada nivel energético cabrán un determinado número de electrones según la fórmula

en que n es el número cuántico principal.

Cada nivel de energía consta de 2 o más subniveles energéticos que se designan con las letras s, p, d, y f dando lugar a los siguientes orbitales:

1 orbital s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7 orbitales f , y según el principio de exclusión de Pauli en cada orbital solo caben dos electrones con spin antiparalelo.

Si repasamos la configuración electrónica de los elementos alcalinos del grupo 1A 






vemos que todos ellos tienen un electrón  en el último orbital s, por lo que todos ellos tendrán unas propiedades químicas muy similares. Estos elementos tenderán a ceder ese electrón más externo, para tener su última capa completa. 


Analizando la configuración electrónica de los halógenos del grupo 7B

            
en este caso todos ellos poseen 7 electrones en su nivel más externo, son electronegativos, por eso tienden a captar un electrón para completar la última capa.

Las propiedades químicas de un elemento dependen esencialmente del número de electrones de la capa más externa de la corteza. 

Se denomina Número atómico al número de protones que posee un átomo en su núcleo, que es igual al número de electrones que tiene en su corteza. Por ejemplo el carbono tiene de número atómico Z=6 tiene por tanto 6 protones en su núcleo y 6 electrones en su corteza.

Se denomina Masa atómica a la suma de la masa de los protones y la de los neutrones. El carbono tiene 12 unidades de masa atómica (6 protones y 6 neutrones).


domingo, 6 de marzo de 2022

CATALÁN y la estructura del átomo IV


Miguel Antonio Catalán Sañudo
(1894-1957) Físico español que estudió Ciencias Químicas en la Universidad de Zaragoza, Doctorándose en Madrid en los Laboratorios de Investigaciones Físicas de la Junta para la Ampliación de Estudios (Presidida por Santiago Ramón y Cajal) con una tesis sobre el espectro químico del magnesio en el año 1917. Un año antes había publicado una investigación de espectrografía en el que citaba los trabajos de Alfred Fowler espectroscopista y profesor de Astrofísica del Imperial College londinense. Catalán siguió investigando en la JAE compaginando sus investigaciones con la enseñanza como Catedrático de Física y Química en la Enseñanza Media. En el año 1920 Catalán usando una beca de la Junta para la Ampliación de Estudios e Investigaciones Científicas trabajó como investigador en el Imperial College de Londres y por invitación de Sommerfeld trabajó en la Universidad de Múnich. en 1930 fue nombrado Jefe de la sección de espectrocopía en el Instituto Nacional de Física y Química de la JAE.

Catalán al estudiar átomos de Manganeso por medios espectrográficos vio que el espectro contenía unas lineas finas que guardaban cierta regularidad que denominó "multipletes". El estudio de estos multipletes servía para comprender mejor el estado energético de los electrones del átomo. Su trabajo fue reconocido rápidamente por muchos investigadores: Saha, Russel, Fowler y sobre todo Sommerfeld, que enseguida se dio cuenta de que el descubrimiento de Catalán era precisamente la prueba que necesitaba para introducir algunos cambios, para justificar la estructura fina de las rayas del espectro del átomo de Hidrógeno, en el modelo atómico de N. Bohr.

Tras el modelo atómico propuesto por Rutherford, Bohr con sus postulados estableció el nuevo modelo atómico para el átomo de Hidrógeno, pero para átomos mas pesados no se podían justificar algunas características. Sommerfeld encontró en los trabajos espectrográficos de Catalán la prueba experimental que necesitaba para justificar los cambios teóricos que propuso para el modelo atómico de Bohr. Por todo ello se ha llegado a la denominación de Modelo atómico de Bohr-Sommerfeld-Catalán.

Catalán recibió en 1930 el Premio Pelfort. Tres cráteres de la Luna llevan el nombre de Catalán y el CSIC fundó en su memoria el Centro de Física Miguel Antonio Catalán.

sábado, 5 de marzo de 2022

SOMMERFELD y la estructura del átomo III


Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld
(1868-1951) Físico alemán que estudió en la Universidad de Königsberg y fue profesor en las de Gotinga, Aquisgrán y Múnich. Introdujo algunas mejoras en el modelo atómico de N. Bohr para justificar la estructura fina de las rayas del espectro del átomo de Hidrógeno, basándose en las conclusiones de los estudios espectrográficos realizados por el español Miguel A. Catalán, a la vez que introducía la teoría de la relatividad para indicar que la masa del electrón variaba según su velocidad, Sommerfeld también introdujo dos nuevos números cuánticos: el acimutal para definir la forma elíptica de la órbita electrónica y el magnético que condiciona la situación espacial de dicha órbita. Un cuarto número cuántico fue propuesto por Wolfgang Pauli: el spin.

Sommerfeld también investigó la conductividad eléctrica de los metales y la mecánica ondulatoria. Un cráter lunar y un asteroide llevan su nombre

viernes, 4 de marzo de 2022

BOHR y la estructura del átomo II


Niels Henrik David Bohr 
(1885-1962) físico danés que estudió en la Universidad de Copenhague, donde se doctoró en el año 1911. Tras ampliar estudios en Cambridge con J.J. Thomson, pasó a Manchester bajo la dirección de Ernest Rutherford con el que colaboró un largo periodo. Fue profesor de física teórica en la Universidad de Copenhague y dirigió el Instituto Nórdico de Física Teórica. En el año 1943, huyendo de la policía alemana viajó a Suecia y mas tarde a Londres, participando en los trabajos angloamericanos para el desarrollo de armas atómicas del proyecto Manhattan.

Tras el modelo atómico de Rutherford en el que el átomo de Hidrógeno tenía un núcleo positivo (un protón) que estaba rodeado por un electrón negativo girando alrededor del núcleo como un planeta alrededor del sol, Bohr dijo que el electrón en movimiento debería radiar energía y eso haría inestable al átomo, por ello combinó el modelo de Rutherford con la teoría cuántica de Planck enunciando en el año 1913 los postulados de Bohr: 1º El átomo posee órbitas estacionarias, al girar los electrones en ellas no emiten energía. 2º Al girar el electrón en torno al núcleo la fuerza centrífuga del mismo equilibra las atracciones electrostáticas. 3º El momento angular de un electrón es un múltiplo de h/2π donde h es la constante cuántica universal de Planck. 4º Al pasar un electrón de un estado estacionario de mayor energía a otro de menor energía (más próximo al núcleo) se emite un cuanto de radiación electromagnética (un fotón), fotón que también es necesario para lograr el salto de un electrón a un estado estacionario de mayor energía. Este último postulado le sirvió a Bohr  para calcular teóricamente la posición de las rayas del espectro de absorción del Hidrógeno que coincidieron con las obtenidas experimentalmente. El modelo de Bohr fue mejorado por Arnold Sommerfeld para justificar la estructura fina del espectro, ya que dentro de un nivel energético había subniveles de distinta energía, como se pudo comprobar con los estudios espectrográficos realizados por el español Miguel Catalán.

Bohr fue el primero en poner de manifiesto en Estados Unidos la importancia de los trabajos de Otto Hahn y Fritz Strassmann  y predijo que el Uranio 235 y el Plutonio, que no se obtuvo hasta el año siguiente, eran los mejores elementos para la fisión nuclear.

Niels Bohr recibió el Premio Nobel de Física en el año 1922 por su teoría atómica, en 1926 la Medalla Franklin de Física y en el año 1957 se le concedió el Premio Átomos para la Paz por su constante defensa de la no utilización de la energía nuclear con fines bélicos.

jueves, 3 de marzo de 2022

RUTHERFORD las radiaciones alfa, beta, gamma y la estructura del átomo I


Ernest Rutherford
(1871-1937) Físico británico de origen neozelandés, realizó sus estudios en Christchurch  de Nueva Zelanda viajó a Cambridge donde trabajó a las órdenes de J.J. Thomson. Más tarde fue nombrado catedrático  en la Universidad McGuill de Montreal, regresó a Inglaterra y trabajó en la Universidad de Manchester, ocupando posteriormente la catedra Cavendish de la Universidad de Cambridge. Rutherford es considerado el padre e la física nuclear.

Comprobó con Thomson que los rayos X ionizaban el aire, Tras conocer los trabajos de H. Becquerel, descubrió que las radiaciones que emite el Uranio bajo la acción de campos eléctricos eran de tres tipos: un chorro de partículas positivas de masa elevada, que denominó alfa, un segundo de partículas  de carga negativa y pequeña masa que denominó beta y un tercero que no sufría desviación formado por ondas electromagnéticas de alta frecuencia  que llamó gamma. Colaborando con F. Soddy formularon la teoría de la radiactividad según la cual unos átomos pueden transmutarse en otros formándose partículas alfa o beta. Colaboró con H. Geiger en la fabricación del contador Geiger para medir la radiactividad. Propuso un modelo para el átomo similar a un Sistema Planetario en que las cargas positivas formaban el núcleo muy pequeño alrededor del cuál giraban los electrones negativos, este modelo planteaba dudas de estabilidad que fueron resueltas posteriormente por Niels Bohr. En el año 1919, haciendo incidir una partícula alfa sobre un átomo de Nitrógeno comprobó que se formaban un átomo de Oxígeno y otro de Hidrógeno consiguiendo así la primera transmutación artificial de elementos químicos.

Rutherford recibió numerosos premios entre los que destacan el Premio Nobel de Química en el año 1908, La Medalla Rumford de la Royal Society, la Medalla Copley, el Título de Sir y el de Barón Rutherford de Nelson. Al morir fue enterrado en la Abadía de Westminster. El elemento químico número 104 recibió el nombre de Rutherfordio Rf en su honor.

martes, 1 de marzo de 2022

Mis Universidades favoritas

Tan solo hay en la actualidad dos Universidades que están en todos los ranking de las 10 mejores Universidades del mundo que no están ubicadas en los Estados Unidos. Son dos fantásticas Universidades europeas (de habla inglesa), con menor presupuesto, menos milmillonarios, menos "superempresarios", menos artistas de cine, menos medallistas olímpicos, pero mucho más antiguas y con mucha mas solera y tradición que las Universidades americanas y son:  


--- La Universidad de Oxford (fundada en 〰1096) 








--- La Universidad de Cambridge (Fundada en 1284)














Pero yo personalmente me quedo sin ninguna duda con la Universidad de Salamanca (Fundada en 1218 y enclavada en una maravillosa ciudad con uno de los patrimonios artísticos y culturales mas importantes del mundo) donde tuve el honor de comprender la trascendencia de las Leyes de Mendel con  Fernando Galán Gutiérrez, (catedrático de Genética durante 42 años, una auténtica institución, hombre bueno, íntegro y progresista, formado en la Institución Libre de Enseñanza, que se atrevió a emitir su voto negativo en contra de que el General Franco fuera nombrado doctor honoris causa por la Universidad salmantina), Microbiología con Julio Rodríguez Villanueva, Botánica con Bartolomé Casaseca Mena, Bioquímica con José Antonio Cabezas Fernández del Campo (catedrático durante 30 años en esta Universidad), Zoología con Andrés de Haro Vera, Fisiología Vegetal con Carlos Vicente Córdoba, Citología e Histología con Jose Luis López Campos, Paleontología con Jorge Civis Llovera,.......  allí además de aprender Biología aprendí a amar la Naturaleza junto a mis queridos amigos y colegas de la 5ª promoción de Ciencias Biológicas, allí vivimos seguramente  los mejores años de nuestra vida y allí, en aquel marco incomparable, conocí a la persona a la que aún sigo amando, la madre de mis hijos, -que también estudiaron en Salamanca-, y abuela de mis nietos, mi compañera.

























Simplemente caminar por las calles de Salamanca, o por Oxford o por Cambridge, es una experiencia indescriptible para toda persona interesada por el Arte, la Cultura y la Historia, un auténtico gozo para los sentidos, como lo es estudiar y sentirse miembro activo de una de estas nobles Instituciones dedicadas desde hace más de 8 siglos a la ampliación del conocimiento.