Moléculas a reacción

Blog de divulgación del Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea

Dos grandes hombres, un mismo error.

Fernando Gomollón Bel (ISQCH)

El emperador Napoleón Bonaparte (1769-1821) y el explorador Robert Falcon Scott (1868-1912) cometieron el mismo error planeando sus conquistas. Al francés, el error le costó la derrota en la fría Rusia en 1812. El inglés perdió la carrera hacia el polo Sur geográfico exactamente 100 años después. Quizás si hubieran estudiado un poco más de Química antes de lanzarse a la aventura, sus tragedias podrían haberse evitado.

Las formas alotrópicas

Estructura del diamante (izquierda) y el grafito (derecha), dos alótropos del carbono.

Estructura del diamante (izquierda) y el grafito (derecha), dos alótropos del carbono. Fuente: Itub, Wikimedia Commons.

Algunos elementos químicos tienen la costumbre de presentarse en la naturaleza en varias formas alotrópicas. Así, por ejemplo, el carbono existe en formas tan distintas como el carbón amorfo, el grafito, el famoso y mediático grafeno, los nanotubos, los fullerenos o el preciado diamante. A simple vista podrían parecer cosas distintas pero, en realidad, estas estructuras están formadas únicamente por átomos de carbono. Es la disposición, la forma en que se ordenan estos átomos lo que hace que cada una tenga un aspecto y unas propiedades muy características.

Esto no sólo le ocurre al carbono. Sin ir muy lejos en la tabla periódica encontramos al oxígeno y al fósforo. El primero lo podemos encontrar en nuestra atmósfera en forma de dioxígeno (O2, el gas que respiramos) y ozono (O3, el gas de la estratosfera que nos protege de la radiación ultravioleta). El segundo se presenta como fósforo blanco (un producto muy tóxico e incendiario usado en las guerras desde finales del XIX) y fósforo rojo (un producto menos tóxico pero también inflamable que encontramos, por ejemplo, en las cerillas).

Si bajamos un par de periodos en la tabla de Mendeléyev nos encontramos a otro elemento con formas alotrópicas que resulta ser el protagonista de esta historia: el estaño.

El estaño

El estaño se presenta, por debajo de los 13,2 ºC en forma de estaño alfa: no metálico, gris, frágil y quebradizo. Por encima de 13,2 ºC es estaño beta, el estaño metálico, brillante y maleable que todos conocéis y que se usa prácticamente en todas las soldaduras metálicas por su bajo punto de fusión (232 ºC). El estaño no se convierte de cualquier manera de una forma alotrópica a otra. Si se enfría gradualmente a temperaturas no demasiado bajas, el estaño beta permanece inmutable. Pero si el enfriamiento es brusco o el metal presenta alguna impureza o golpe, el estaño beta no tarda en convertirse en alfa. Esto se conoce como la peste de estaño. Además de volverse más quebradizo, el estaño aumenta hasta un 26% su tamaño al pasar de beta a alfa, lo que generalmente provoca que se vuelva totalmente inútil para desempeñar la función para la que fue diseñado.

Estaño beta, brillante y metálico (a la izquierda) y estaño alfa, quebradizo (a la derecha). Fuente: Alchemist-hp, Wikimedia Commons.

Estaño beta, brillante y metálico (a la izquierda) y estaño alfa, quebradizo (a la derecha). Fuente: Alchemist-hp, Wikimedia Commons.

La historia se repite

Aunque muchos historiadores probablemente discreparían y muchos estrategas dirían que fueron otros fallos los que provocaron la retirada de las tropas napoleónicas de Rusia, lo cierto es que a los químicos nos gusta sacar siempre una explicación de las cosas que incluya como protagonistas a los átomos. Cuando Napoleón se lanzó a la conquista de Rusia en 1812 preparó para sus tropas unas abrigadas chaquetas para soportar las frías temperaturas. Pero los botones de esas chaquetas se fabricaron de estaño. Craso error. Al enfrentarse a las bajísimas temperaturas del invierno ruso, el estaño beta de los botones fue convirtiéndose, poco a poco, en el poroso y quebradizo estaño alfa. Los botones se resquebrajaban ante los ojos de los soldados que, incapaces de abrochar sus chaquetas, acabaron muriendo de hipotermia.

Algo similar le pasó a Robert F. Scott un siglo después. Su expedición al polo Sur geográfico fue un cúmulo de desgracias. En su viaje desde Nueva Zelanda hasta la Antártida, su barco se quedó atorado en el hielo durante más de 20 días. Cuando por fin llegaron y comenzaron a descargar el equipo, uno de sus trineos a motor se cayó, atravesó el frío hielo y se hundió en el mar. Al alcanzar los 87º de latitud, Scott seleccionó a las cinco personas que iban a continuar el viaje hasta el polo. Más de 1300 kilómetros sin ningún apoyo. El 17 de enero de 1912 alcanzaron, por fin, su objetivo. Encontraron una bandera noruega ondeando en el polo Sur. A su lado había una pequeña tienda de campaña marrón con algunos víveres y una nota que decía:

Querido capitán Scott,
 
Seguramente sea usted el primero en llegar aquí después de nuestra expedición. Le pido, por favor, reenvíe esta carta al Rey Haakon VII de Noruega. Si necesita alguno de los víveres y objetos que encontrará en la tienda, no dude en llevárselos. Le saluda atentamente y le desea un buen viaje de vuelta, 
 
Roald Amundsen

Su rival había llegado primero. Amundsen había conquistado el polo sur treinta y cinco días antes. Pero todavía quedaba la peor de las tragedias por llegar. Ahora había que emprender el camino de vuelta a la base inglesa. Scott había guardado el keroseno necesario para los hornillos (usados tanto para cocinar como para fundir el hielo y conseguir agua potable) en latas soldadas con estaño. Las soldaduras de estaño se habían resquebrajado provocando fugas de keroseno que, además de suponer la pérdida de combustible, contaminaron los alimentos que Scott llevaba en los trineos. Sin agua y sin comida, todo el equipo murió antes de llegar a la base.

¿Historia o historias?

Además de frustrar las ilusiones de dos grandes hombres, se dice que la peste del estaño provocó la reducción a polvo del órgano de la catedral de San Petersburgo. Tras un frío invierno, el estaño de los tubos del órgano se transformó en estaño alfa y, cuando el organista los hizo vibrar con el primer acorde, se hicieron pedazos.

Probablemente las tres anécdotas sean leyendas. Puede que Napoleón perdiera en Rusia por una mala estrategia, o que Scott llegara más tarde porque su ruta estaba peor planificada que la de Amundsen. Y quién sabe si el órgano de San Petersburgo se desintegró de verdad. Pero son historias con una preciosa explicación química detrás que nos invitan a descubrir la magia de los alótropos. Una magia que nos hace admirar los diamantes como una de las joyas más caras y, sin embargo, cuando escribimos con lápices llenos de su alótropo, el grafito, apenas nos inmutamos. ¡Lo que puede dar de sí la forma en la que se ordenan los átomos!

La historia sobre los botones de Napoleón recuerdo haberla aprendido en las fantásticas clases de Química Inorgánica de Mª Pilar García Clemente. Gracias por todo lo que nos enseñaste.

 

Notas

  • Se ha escrito mucho sobre la leyenda de los botones de Napoleón, e incluso hay un libro titulado: “Napoleon Buttons: Molecules that Changed History” de P. Le Couteur y J. Burreson. Sin embargo, creo que la historia de las latas de combustible es más desconocida. La descubrí gracias a otro libro que os recomiendo: “La cuchara menguante” de S. Kean.
  • Mientras escribía este artículo descubrí este otro de Luis Reig (@luisreig) en Moles y Bits que, además de explicar la alotropía muy bien, incluye un vídeo de la transformación del estaño.
  • Este artículo participa en la Edición XXXV (Edición del Br) del Carnaval de Química cuyo anfitrión es Ángel Rodríguez (@1797Angel) en su blog CIENCIA PARA TODOS.Logo Carnaval_XXXV

Acerca de isqch

El Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea (ISQCH) es un instituto de investigación química mixto entre el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Zaragoza.

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Esta entrada fue publicada en 13/05/2014 por en Conceptos, Estructura y etiquetada con , , , , , , , , , , , , .

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