Un diamante no es para siempre

"A Diamond is Forever ", o traducido “Un diamante es para siempre”. Esta frase, insuperable ejemplo de publicidad engañosa, fue lanzada en 1948 y ha sobrevivido hasta nuestros días como una de las más exitosas campañas publicitarias de todos los tiempos. Pero, ya en 1772, Antoine-Laurent de Lavoisier demostró que era muy fácil de destruir. Así que, ¿Qué es realmente un diamante?

Para empezar es algo caro y escaso. Es necesario remover 10 toneladas de material para obtener un quilate (200 miligramos) de diamantes. Añadamos a esto que la compañía De Beers, controla el 90% de la producción a nivel mundial de diamantes naturales. Eso le da una posición de casi monopolio que permite mantener los precios al nivel deseado. Y no hay mucho mercado de segunda mano porque, ¿Quién desearía vender su anillo o pendiente de diamantes? La publicidad, que volverá por San Valentín, ayuda a dar un fuerte valor emocional al diminuto brillo de un diamante corriente.


El diamante también es un material extraordinariamente duro aunque bastante frágil. Dado que es casi imposible de rayar es muy útil como abrasivo. La producción de diamantes artificiales, utilizados industrialmente, cuadruplica la producción de diamantes naturales. Generalmente son diamantes muy pequeños y con imperfecciones lo que impide utilizarlos como gemas, aunque las técnicas se van perfeccionando constantemente. De hecho, el material de base es muy barato.

En 1772, Lavoisier realizo un experimento para intentar determinar la naturaleza del diamante. Debido al alto precio de los diamantes fue necesario hacer una colecta entre varios científicos para comprar uno. Lo colocó en un recipiente cerrado y concentró sobre el mismo la radiación del sol, utilizando una lupa. Una vez calentado a unos 800 grados el diamante ardió y se vaporizó convertido en CO2 puro.
Efectivamente, el diamante esta compuesto de carbono, al igual que la mina de un lápiz, pero con distinta estructura cristalina. El gráfico superior pertenece al diamante y el inferior al grafito, según aparecen en Wikipedia. Son lo que se conoce como alótropos. Por cierto que, puestos a comparar, una romántica vela puede alcanzar los 1600 grados de temperatura.

Otras gemas como rubís, zafiros o esmeraldas son una alternativa perfectamente valida para el día de San Valentín. Poseen menor dureza superficial pero, a cambio, no corren el riesgo de dañarse por el calor. Y aunque ahora son más abundantes que el diamante, y por tanto con menor precio, eso no tiene porque durar para siempre. En 2004 se anuncio el descubrimiento a 50 años luz de la Tierra de una estrella llamada BM 37093. Es una enana blanca (un tipo de estrella degenerada tras agotar el hidrogeno) y se piensa que es un enorme diamante de 4000 kilómetros de diámetro. Lástima que pille un poco lejos. Habrá que confiar en que mejoren las técnicas para producirlos artificialmente en la Tierra.

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Categoría: Química

El carbono-14 y el premio Nobel de la paz

Hace unas semanas comentábamos la utilidad del Carbono-14 como medidor de la antigüedad de un material. Vimos como el carbono-14, un elemento radiactivo natural, se incorporaba a nuestro cuerpo a través de la alimentación. Por suerte estamos adaptados a ello y podemos protegernos de la incorporación de una cierta cantidad de elementos radiactivos, aunque este isótopo tiene un efecto especialmente dañino.


El carbono-14, como el carbono “normal” forma parte de nuestro ADN ya que el carbono es un material imprescindible dentro de su composición. Cuando se desintegra se transforma en nitrógeno con lo que la molécula queda dañada o destruida. Afortunadamente el daño es reparable y, habitualmente, el organismo puede recuperarse. Cuando la reparación falla el resultado es el cáncer o, en algunos casos, una mutación transmitida a nuestros hijos. El problema surgió cuando la cantidad relativamente estable de carbono-14 en la atmósfera pasó a duplicarse a mediados del siglo XX. Y el origen no fue una catástrofe cósmica sino algo mucho más cercano y peligroso.

Los ensayos nucleares en superficie o en la atmósfera generan grandes cantidades de carbono-14. Esto es debido a que la fisión genera gran cantidad de neutrones que chocan contra los átomos de nitrógeno de la atmósfera dando lugar a este isótopo. Junto con el carbono-14 también aparecen diversas cantidades de otros materiales radiactivos pero sus efectos, aun siendo importantes, son mucho menores. Uno de los que reconocieron este problema fue Linus Carl Pauling. Este importante bioquímico norteamericano fue premio Nobel de química en 1954 y, poco después, inicio una campaña para concienciar a todos los países de la necesidad de prohibir los ensayos nucleares en superficie. En 1957, presento ante las Naciones Unidas una solicitud firmada por más de once mil científicos de 41 países solicitando el fin de las pruebas nucleares. Cinco años después, Linus Pauling recibió el premio Nobel de la Paz por sus esfuerzos, convirtiéndose en la única persona en la historia poseedora de dos premios Nobel concedidos de forma individual. Pero esta militancia política perjudico el resto de su carrera. Años después volvió a ser conocido por su apasionada defensa de la Vitamina C. Fue el primero en proponer su uso terapéutico para evitar los resfriados y en los últimos años de su vida abogo por su ingestión en grandes cantidades para prevenir ciertas enfermedades. Aun hoy, continúa la polémica sobre los auténticos beneficios de la vitamina C.

Pero, volviendo a las pruebas nucleares, la movilización de la opinión pública mundial propiciada por Pauling consiguió que en 1963 se firmase un tratado prohibiendo las explosiones nucleares en la atmósfera y en el mar, reduciendo así la generación del peligroso carbono-14. Desgraciadamente esto no impidió que continuasen los ensayos subterráneos con diversos pretextos. Hasta el día de hoy se han producido algo más 2000 explosiones nucleares.  De ellas unas 500 explosiones fueron anteriores  a la firma del tratado. No he añadido un cero, son algo así como una explosión cada 12 días desde el final de la segunda guerra mundial. Esperemos que hacerlas subterráneas sea suficiente para contener sus efectos.


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Categorías: Física, Historia de la ciencia
Más información: El discurso de aceptación del Premio Nobel

Siguiendo las curvas de Laffer

Tengo algunos amigos que me han pedido que anime un poco más esta bitácora. Dibujos, fotografías y, sobre todo, algún tema no totalmente científico. Va a ser que no, :-). Tendrán que conformarse  con algunas imágenes para hacer menos árido un tema bastante diferente. Hablaremos de la que dicen que fue la segunda profesión más antigua. La recaudación de impuestos.


¿Qué tal si bajamos los impuestos? ¿Y si encima eso hace que suba la recaudación? Todos tendríamos más servicios, más ayudas, ¡y nos costaría menos! La idea básica es engañosamente simple.  Si pagásemos el 100% de nuestros ingresos en impuestos nadie trabajaría. Si fuese el 0%, no habría recaudación. Por eso, cuando el economista Arthur Laffer, dibujó en una servilleta este gráfico, algunos políticos como Dick Cheney se lanzaron sobre ella entusiasmados.





El punto t* es el porcentaje que consigue la mayor recaudación. La discusión esta en cual es ese porcentaje. Pero además, ¿es tan simple la relación entre impuestos y recaudación? ¿Por qué esa curva y no otra? ¿Porqué no una meseta? ¿O dos picos en los extremos? De hecho, un paraíso fiscal como Andorra o Gibraltar, probablemente tenga una curva más parecida a esta.






Ellos recaudan mucho más al tener los impuestos más bajos que sus vecinos, pero ¿que pasaría si todos los países los tuviesen iguales? ¿comenzaría una carrera por la "competitividad" vía reducción de impuestos? Y, aun dando por cierta la curva de Laffer (algo bastante discutible), ¿en que punto  exacto de la curva nos encontramos?. ¿Pagamos demasiados impuestos? ¿o todo iría mejor con más impuestos y más servicios como en Suecia?

En realidad, no se conoce con exactitud la relación entre impuestos y recaudación.  A pesar de numerosos estudios sobre el tema, no hay conclusiones claras. La economía es demasiado compleja y la interacción entre decenas de variables como la estructura económica del país, los impuestos de los vecinos, el capital disponible para inversiones, la tendencia al ahorro de los ciudadanos, la existencia de un sistema financiero completo y consolidado hacen  de esta curva una enorme simplificación de la realidad.

Y cuando la realidad es demasiado complicada, siempre suele surgir la fe para simplificarnos la vida. O, en este caso, la ideología que, como la fe, no necesita estar basada en la realidad o la lógica. Si eres un político “de derechas” la economía esta a la derecha del punto t* y hay que bajar los impuestos para mejorar la economía y subir la recaudación. Si eres “de izquierdas” esta a la izquierda y hay que subirlos para maximizar la recaudación. Según quien gobierna se dedicaran a hacer experimentos con tu dinero para “demostrar” que tienen razón. Mejor estar atentos y no creerse el "slogan" que nos quieran vender en cada momento.


Categoría: Matemáticas

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El portaaviones de hielo y el submarino de hormigón

Lord Louis Mountbatten tenía una importante misión como jefe de operaciones combinadas y mano derecha de Winston Churchill. Era uno de los responsables del desarrollo nuevas armas secretas para hacer frente a los alemanes.  Junto con grandes éxitos como los puertos flotantes usados en el desembarco de Normandia también cosecho importantes fracasos como el portaaviones de hielo.


Desesperados con la constante pérdida de barcos por el acoso de los submarinos, asediados por la escasez del imprescindible acero y sin suficientes portaaviones los británicos buscaron una solución más imaginativa. El proyecto Habbakuk se basaba en la construcción de un gigantesco portaaviones de 600 metros de largo fabricado con una mezcla de hielo y  un 14% de pulpa de madera llamado “pykrete”. Este curioso ejemplo de material compuesto o “composite” presentaba un alta resistencia mecánica y a la compresión. Con  paredes de 15 metros, el portaaviones sería imposible de hundir y un agujero de torpedo podría cerrarse rápidamente con un poco de agua de mar  y frío. Se desarrollo un prototipo a pequeña escala pero el excesivo coste y el lento desarrollo del proyecto impidieron que se desarrollase a tiempo. Por no hablar de sus limitadas aplicaciones. Estupendo para el Norte del Atlántico pero ¿alguien se animaría a patrullar el Mediterráneo en uno de esos?

Los americanos desconfiaban del proyecto y preferían seguir sus ensayos con una flotilla de buques de carga con el casco de hormigón.  Lentos y más pesados tenían la ventaja de ser baratos, fáciles y muy rápidos de fabricar (uno por mes). Se construyeron 24 de estos barcos durante la Segunda Guerra Mundial. Pero una vez acabada esta, el bajo precio de acero provocó la vuelta a los materiales tradicionales. Aunque no hay nada en las leyes físicas que se oponga al hormigón como elemento de construcción marino. Con una densidad que es la mitad que la del acero es fácil construir un armazón de hormigón que flote. Como este modelo de casa flotante, bastante más espaciosa que mi pisito. O las embarcaciones que, desde los años 70, participan en esta carrera para canoas de hormigón. Hay que recordar que el hormigón es excelente resistiendo la compresión y muy bueno para impedir  las filtraciones de agua como podemos ver en cualquier presa.

Pero todavía se puede dar una vuelta de tuerca más a la historia. Hace unos años se propuso el desarrollo de submarinos de hormigón. Serían lentos y relativamente baratos y añadirían algunas ventajas muy interesantes. Indetectables con un magnetometro, cualquier sonar que los localizase en el fondo los confundiría con una roca. Así podrían esperar pacientemente el paso de otros buques y atacarlos con torpedos lanzados verticalmente. Lástima, usar tanta imaginación siempre para los mismos fines.

Categoría:  Física

Nota: Este texto casi encaja más en otras bitácoras como la excelente CPI, pero una vez que vi el tema no pude resistir la tentación de escribir sobre el mismo.
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