Encélado y sus -370 ºC

Ayer recibí un correo de un lector informándome de un par de errores en una noticia publicada en El Mundo (gracias Juan), sobre unas imágenes de Encélado (una de las lunas de Saturno) que han sido obtenidas por la sonda Cassini. Resulta que en algunas zonas de esta luna, surgen chorros de partículas de hielo hacia el espacio, y estas nuevas imágenes han aportado nuevos datos para estudiarlos.

El primer error que menciona Juan está en el pie de la foto que acompaña la noticia. Vemos una superficie rugosa con el lema «Una partícula captada en la luna Encélado». Vaya, pues vaya zoom tan extraordinario que debe tener la Cassini para poder ampliar a ese detalle una pequeña partícula. Como podéis sospechar, en realidad la imagen es de la superficie de Encélado, como se puede comprobar en la web del JPL.

El segundo error es mucho más grave, y por desgracia, bastante común. Citando a uno de los que participan en la misión Cassini, se dice: «En la Tierra estas hondonadas serían gélidas, pero son un agradable paraíso si se las compara con el ambiente de menos 370 grados centígrados a su alrededor». Atención, pregunta ¿pueden alcanzarse -370 ºC en algún lugar? Exacto, es totalmente imposible, porque dicha temperatura está por debajo del cero absoluto, la mínima temperatura posible (y que en realidad, la Tercera Ley de la Termodinámica nos impide alcanzar), que corresponde a −273,15 °C.

Es evidente lo que ha pasado, y una lectura rápida de la fuente original en el JPL nos lo confirma. En realidad se trata de -370 ºF, es decir, -223,33 ºC. Lo gracioso de todo es que en la declaración, el hombre dice 50 K (en el mundo de la astronomía se usan más los kelvins), si bien se aclara entre paréntesis que corresponde a -370 ºF. No sé qué es más grave, si desconocer a qué temperatura corresponde (al menos aproximadamente) el cero absoluto (o incluso desconocer por completo su existencia), o ignorar que en EEUU utilizan la escala Fahrenheit, que es diferente a la escala Celsius que utilizamos nosotros. Por que no es que se haya reproducido la cifra sin más, es que en la noticia se dice explícitamente que son grados centígrados, cuando no es así.

El error no aparece únicamente en El Mundo, y eso es lo más grave de todo. La redacción de la noticia proviene de la agencia EFE, y si buscais «menos 370 grados centígrados» en Google, descubriréis multitud de sitios donde se han limitado a copiar y pegar la noticia, sin percatarse del error. Y es realmente alarmante comprobar que no se trata sólo de medios generalistas, sino que aparece en sitios dedicados a la ciencia, como la web de la FECYT, Blogastronomía, o fys (del Colegio Oficial de Físicos). Ante esto, no puedo evitar hacer la misma reflexión que repite Josu en Malaprensa. ¿A esto se ha reducido la divulgación de noticias? ¿A copiar y pegar sin contrastar la información? (posiblemente ni eso, y en muchos casos se trate de un agregador automático que se alimente de varios feeds). Y añado de mi propia cosecha ¿tan bajo es nuestro nivel de cultura científica, que se cuela un error tan garrafal en tantos sitios?

El Quinto Elemento: Átomos solares ligeramente grasos

Como los dos últimos envíos han sido bastante extensos, el de hoy va a ser algo más corto, ligero, y casi podría decirse que innecesario, pues muy poca gente podría tomarse en serio la frase que voy a comentar. Me estoy refiriendo a una escena de la película El Quinto Elemento, en la que están reconstruyendo un cuerpo alienígena (que finalmente resulta ser Milla Jovovich), y uno de los científicos dice que están utilizando «átomos solares ligeramente grasos».

¿Por dónde empezar? En varias ocasiones he comentado que las estrellas son enormes bolas de plasma, formadas sobre todo por hidrógeno, que se va transformando en helio mediante reacciones nucleares de fusión. Pueden contener algún que otro elemento, producto también de dichas reacciones o que ya estaban presentes en la nube de polvo original que formó la estrella (aunque en última instancia, todo elemento químico diferente del hidrógeno o el helio se originó en algún momento en el interior de una estrella). En el caso concreto de nuestro Sol, la composición es de un 73,46% de hidrógeno, un 24,85% de helio y un 1,69% de otros elementos, entre los que podemos destacar el oxígeno (0,77%) y el carbono (0,29%). Por tanto, un «átomo solar» no es más que ión (recordad que el plasma es gas ionizado) de hidrógeno o helio.

Y ¿qué es una grasa? Bueno, las grasas son unos tipos de lípidos denominados acilglicéridos, aunque a veces se emplea de forma coloquial para referirse a cualquier lípido en general.

En el colegio nos enseñaron un poco de química orgánica, y entre ella, el concepto de grasa. Si os acordáis, la química orgánica estudiaba las moléculas formadas por cadenas de carbono. Nos decían que un átomo de carbono tiene 4 enlaces, que podían usarse para unirse a otros átomos (bien de carbono, bien de otros elementos, como el hidrógeno), y el profesor pintaba bonitas cadenas de letras unidas por rayas. Lo primero que nos enseñaban eran moléculas formadas únicamente por átomos de carbono e hidrógeno y que se denominan alcanos. Nos contaban también que los nombres de las moléculas tenían una nomenclatura, donde el prefijo indicaba el número de átomos de carbono. Así, teníamos el metano (1 C), el etano (2 C), el propano (3 C), el butano (4 C), y a partir del pentano (5 C) ya usábamos los prefijos griegos de toda la vida (y que aprendimos en geometría).

Normalmente, tras esta introducción, nos enseñaban que si sustituíamos uno o más hidrógenos de un alcano, por grupos hidroxilo (OH^-, un átomo de hidógeno unido a uno de oxígeno al que el queda un enlace libre), obteníamos un alcohol. Estas moléculas seguían una nomenclatura muy similar a los alcanos, y así aprendimos lo que era el metanol, el etanol (aunque muchos ya supieran de él de forma experimental), el propanol, etc. Hay un alcohol que debemos destacar: el propanotriol, también llamado glicerol o glicerina, que es un alcohol de 3 carbonos (propa-) y tres grupos OH (-tri-ol).

Vamos a saltarnos los pasos intermedios con los que se nos introducía en la química orgánica, para llegar a los ácidos grasos. Un ácido graso es una cadena como las de los alcanos, pero en la que en uno de sus extremos hay un grupo carboxilo. ¿Y esto qué es? Pues es un grupo funcional formado por un átomo de carbono unido a uno de oxígeno (mediante un enlace doble), y a un grupo OH.

Y con esto ya llegamos a las grasas. Si a una molécula de glicerol le «enganchamos» uno o más ácidos grasos, tenemos una grasa. El enlace se produce en los grupos OH de cada molécula, de forma que queda un único oxígeno haciendo de «puente» entre ambas, y los dos átomos de hidrógeno y el de oxígeno sobrantes, forman una molécula de agua (H₂O, como imagino todos sabréis). Como la molécula de glicerol tiene tres grupos OH, se pueden enlazar uno, dos o tres ácidos grasos, y así tenemos tres tipos de acilglicéridos diferentes: monoacilglicéridos, diacilglicéridos y trialcilglicéridos (también conocidos como triglicéridos).

Tras este repaso, volvamos a la peli. ¿Qué es un átomo solar ligeramente graso? Pues sólo se me ocurre que sea algo así como un ión de hidrógeno o helio, unido a una grasa. Fijáos que «ligeramente graso» es un calificativo de «átomo solar», por lo que lo importante es el átomo de hidrógeno o de helio, y el resto de la molécula de grasa sería como un complemento (molécula que tiene varios átomos de hidrógeno). La expresión tiene tan poco sentido como hablar de una «silla amueblada».

Y sí, ya sé que es más que posible que los guionistas supieran que estaban diciendo una enorme chorrada, y lo hicieran a propósito por motivos humorísticos, pero ¿a que es divertido recordar un poco la química orgánica?

Un poco de radiactividad

Estos días es noticia las candidaturas de diferentes ayuntamientos a tener un cementerio nuclear, y las numerosas y enérgicas protestas de gente en contra. Escuchando y leyendo declaraciones, puedo comprobar que hay bastante desconocimiento en general sobre todo lo que rodea la radiactividad, y se asocia inmediatamente a algo muy peligroso y dañino, tanto para el hombre como para el medio ambiente. Y sí, la radiactividad puede ser muy dañina, incluso letal, pero no es una fuerza irresistible que atraviesa todo. Se puede aislar, y de hecho, se hace.

¿Que es la radiactividad? Hace tiempo expliqué un poco qué es y que qué produce la radiactividad, pero no está de más recordarlo. Existen isótopos cuyos núcleos atómicos no son estables, por tener «demasiada energía». La naturaleza tiende siempre a la configuración menos energética, por lo que estos isótopos desprenden energía en forma de radiación electromagnética o partículas subatómicas. Durante este proceso, el núcleo ve modificado su número de protones o neutrones (o ambos). Si como resultado, se modifica el número de neutrones, se convierte en otro isótopo del mismo elemento. Y si se modifica el número de protones, el elemento químico cambia (la transmutación de la materia anhelada por los antiguos alquimistas).

Existen tres tipos de radiación: la radiación alfa, que consiste en núcleos de helio (dos protones y dos neutrones «juntitos»), la radiación beta, que consiste en electrones o positrones, y la radiación gamma, que es radiación electromagnética (es decir, fotones). La radiación alfa es muy energética, pero fácilmente bloqueable. Bastan unas hojas de papel para impedir su paso (pensad que después de todo, aunque ligeros, se trata de núcleos atómicos enteros). La radiación beta es algo más penetrante, pero sólo un poco más. Una lámina de aluminio puede deneterla sin problemas. La radiación gamma ya es harina de otro costal. Es muy penetrante y se necesitan barreras bastante más gruesas, y de materiales muy concretos, como el plomo o el hormigón.

¿Por qué es dañina la radiactividad? Bueno, la radiactividad es dañina porque es ionizante, es decir, es capaz de ionizar átomos. ¿Y eso qué quiere decir? Pues que cuando la radiación atraviesa la materia, puede arrancar electrones de los átomos que la componen, alterando algunas propiedades. Si eso ocurre con átomos que forman parte de una estructura celular, ésta puede resultar dañada. Y dependiendo de dónde esté el daño y de su cantidad, será más o menos perjudicial para el ser vivo afectado.

He mencionado la cantidad, y es que la radiactividad no escapa a la cita atribuida a Paracelso: «todo es veneno, nada es veneno; la diferencia está en la dosis» (o algo así; si alguno conoce la cita exacta, le agradecería que me corrigiera). El cuerpo humano puede soportar pequeñas dosis de radiactividad, y de hecho, las soporta diariamente. Existe radiactividad en la naturaleza, que no tiene nada que ver con la actividad humana ¿Os acordáis del artículo en el que comenté la datación por carbono-14? Todos los seres vivos (incluidos nosotros) tienen una cantidad de carbono-14 formando parte de su estructura, y el carbono-14 es un isótopo radiactivo. Y no es el único que podemos encontrar en la naturaleza.

En otro orden de cosas, el hombre utiliza elementos radiactivos y radiaciones ionizantes, para otros fines además de la energía nuclear, como por ejemplo en el campo de la medicina. Los famosos rayos X que se utilizan para realizar radiografías, es radiación ionizante. Y precisamente por eso el paciente se queda solo en la sala, en el momento de la irradiación (una única dosis no es dañina, pero una exposición diaria es otra cosa). La radioterapia utilizada en tratamientos para el cáncer consiste precisamente en matar los tejidos afectados mediante radiación ionizante (pudiendo utilizarse material radiactivo, dependiendo del tipo de tratamiento). Y hay métodos de diagnóstico que consisten en inyectar directamente un isótopo radiactivo en el paciente, que luego es fácilmente detectable desde el exterior, proporcionando información de «por dónde va». Por supuesto, todos estos elementos son manipulados con las debidas precauciones, y las salas donde se utilizan están convenientemente apantalladas.

Antes he mencionado que los isótopos radiactivos lo son porque sus núcleos tienen demasiada energía, y deben liberarla. ¿Qué ocurre cuando ya han emitido esa energía que les sobra? Todos los isótopos radiactivos, al emitir radiación se convierten en otros (recordad que el número de protones y neutrones del núcleo se ve alterado), que pueden ser radiactivos o no. Pero si es radiactivo tendrá que ir decayendo a su vez en otro. Finalmente, todo material radiactivo termina decayendo (directa o indirectamente) a isótopos estables no radiactivos. Existe un concepto llamado periodo de semidesintegración, llamado también semivida, que es intrínseco a cada isótopo radiactivo. Nos dice cuánto tiempo pasa hasta que la mitad del material ha decaído en otro isótopo diferente. Cuanto mayor sea el periodo de semidesintegración, más duradero será el material radiactivo, y cuanto menor sea, antes desaparecerá. Fijaos que todos los materiales radiactivos terminan desintegrándose con el tiempo, precisamente porque sus núcleos son inestables. No ocurre así con los elementos no radiactivos, que pueden durar indefinidamente.

Bueno, una vez hemos asimilado todo esto, vayamos el punto de la polémica: los residuos nucleares y su almacenamiento. En una central nuclear se fisionan elementos radiactivos (por lo general, uranio) para obtener energía. Para ello, el combustible nuclear se dispone en una serie de varillas que se intoducen en el reactor. Durante el proceso, se producen entre otras cosas, otros elementos radiactivos. Una varilla «gastada» contiene dichos elementos, además de parte del combustible nuclear original, que no se ha fisionado. Por otro lado, hay partes del reactor, herramientas y otros utensilios, que tras tanta exposición a la radiación, terminan por volverse algo radiactivos (no porque la radiactividad sea algo «contagioso», sino porque algunos núcleos atómicos, al absorber la radiación, sufren el proceso inverso, adquieren energía y se vuelven inestables). Y no sólo una central nuclear produce residuos radiactivos, sino que un hospital también puede generarlos, como hemos visto.

Los residuos radiactivos se dividen en tres grupos, según su emisión de radiación y su periodo de semidesintegración: de baja actividad, de media actividad y de alta actividad, siendo estos últimos los más peligrosos. Todos estos residuos deben ubicarse en un lugar seguro hasta que decaigan en elementos no radiactivos, y para eso están los vulgarmente llamados cementerios nucleares.

Las expresiones «desechos nucleares» y «cementerio nuclear» evocan algún tipo de bidón metálico lleno de un líquido brillante, que se vierte de cualquier forma en algún lugar condenado. Puede que hace unas décadas esta visión no estuviera demasiado alejada de la realidad, pero a día de hoy, el tratamiento de estos residuos es bien distinto. Precisamente, la misión de estos «cementerios» es almacenar estos residuos de forma que no causen daño al hombre y al medio ambiente en general. Hay dos tipos de estos almacenes: superficiales, para residuos de baja y media actividad, y profundos, para los de alta actividad. Estos almacenes no son simples naves industriales donde se amontonan los resiuduos, sino que están formados por paredes muy gruesas de hormigon, que impiden la salida de la radiación.

Los residuos en sí, también se recubren de hormigón para minimizar la radiación que alcanza el exterior (no olvidéis que se transportan de alguna manera hasta que llegan a su almacenamiento). Y así recubiertos, se introducen en el almacém, que proporciona aún más aislamiento. Si se toman todas las medidas necesarias, la radiactividad en el exterior del cementerio nuclear no debería ser superior a la radiactividad natural.

Con esto no quiero pintarlo todo de rosa. Los materiales radiactivos pueden llegar a ser muy peligrosos, pero precisamente por eso, se toman enormes medidas de seguridad en su uso. Y si se cumplen, no debería haber ningún problema.