BBC Shock and Awe. The Story of Electricity

Durante esta nueva etapa de CLUSTER, vamos a intentar comentar, y así recomendar, algunos de los mejores documentales sobre ciencia que hemos visto. Como no podía ser de otra manera, hemos de empezar por un gran documental. Se trata de una pequeña serie de episodios sobre la electricidad: SHOCK AND AWE: THE STORY OF ELECTRICITY, realizado en el año 2007 por la BBC, y emitido por BBC FOUR.

El documental está presentado por el carismático físico Jim Al-Khalili, especializado en física teórica, y profesor de la University of Surrey, colaborador habitual de la BBC en gran cantidad de documentales, tanto de física como de química.

La serie de documentales se divide en tres episodios:

1. SPARK. (La chispa)

En el primer episodio el profesor Al- Khalili nos muestra los inicios del electricidad, el descubrimiento de los asombrosos efectos de la electricidad estática, y nos desvela algunos de los misteriosos efectos mágicos utilizados en aquella época por prestidigitadores. Desde la máquina generadora de electricidad estática de Francis Hauskbee, hasta el descubrimiento del pararrayos de Benjamin Franklin, pasando por la gran disputa entre Galvani y Volta, se trata de un episodio especialmente interesante.

2. THE AGE OF INVENTIONS (La era de los inventos)

El segundo episodio se centra en la utilización de la electricidad, y en los grandes experimentos que relacionan la electricidad con el magnetismo. Desde el famoso experimento de Christian Oersted, las ideas y conclusiones de Michael Faraday, y por supuesto la gran guerra de las corrientes entre Thomas Edison y Nikola Tesla. Un capítulo imprescindible

3. REVELATIONS AND REVOLUTIONS (Revelaciones y Revolución)

El tercer episodio se centra en algunos de los mayores inventos relacionados con las ondas electromagnéticas predichas por las ecuaciones de Maxwell. Los experimentos de Lodge, Crookes, Mataré y Welker, así como las nuevas promesas de la superconductividad, son los temas tratados en este capítulo, quizás el mas flojo de la serie.

PUNTOS A FAVOR

El profesor Al-Khalili nos presenta los descubrimientos por orden cronológico, y nos explica de forma amena y didáctica la implicación que han tenido estos descubrimientos en nuestra sociedad actual. El documental está repleto de experimentos que realiza el mismo Al-Khalili, recreando los experimentos de la época. El formato BBC realmente funciona y tanto la edición del documental, como la fotografía y las tomas son excelentes.

PUNTOS EN CONTRA

Aunque cuesta encontrar puntos en contra al documental, citaré dos que me han sorprendido. El primero es el enfoque, sobretodo en el tercer episodio, ya que se centra muy especialmente en los científicos británicos y norteamericanos, así como en el desarrollo tecnológico entre las ciudades de estos dos países, implicando únicamente a los habitantes de habla inglesa. Un documental sobre un tema tan universal como la electricidad, debería tener, según mi opinión, una visión mucho mas amplia. El segundo aspecto que no me ha gustado tanto de la serie es el recorte estratégico de contenido en el tercer episodio en cuanto a la invención de la radio y la no mención de Nikola Tesla durante todo el proceso. Es bien sabido que tanto Tesla como Marconi estuvieron durante mucho tiempo enfrentados por los derechos de patentes de la radio, fallando finalmente a favor de Tesla. Es por lo tanto impensable que no saliera el ingeniero servio en todo el episodio, pues bien, no sale ni se le menciona en todo el capítulo.

Excepto estos comentarios el documental es excelente y de muy recomendado visionado. Os dejo algunos enlaces mas para poder ver el documental en su lengua original.

DOCUMENTAL ENTERO SUBTITULADO EN INGLÉS

DOCUMENTAL EN INGLÉS Y EN HD

Aunque los documentales estén subidos a youtube y enlazados al blog, los derechos del documental pertenecen a la cadena BBC. CLUSTER tan solo recomienda el visionado del documental, y no se hace responsable de su uso por parte de terceros.

Para acabar, y ya totalmente fuera del documental, os dejo un vídeo muy gracioso sobre la guerra de la corrientes realizado por dos humoristas americanos muy famosos en youtube. Epic Rap Battles of History (youtube), Epic Rap Battles of History (página web).  ¡¡¡No os la perdais!!!

¡¡¡Hasta la próxima!!!

Sergio

Migración de Iones (I)

Nuevo vídeo de CLUSTER, y nueva entrega. No nos habíamos olvidado, es que estábamos descansando...Es broma. La verdad es que la confección de los nuevos vídeos requiere mucho más trabajo, muchas más tomas y mucho mayor tiempo de edición. Si hay que añadir también que se han realizar todos los gráficos en 3D, animarlos, etc...no os cuento nada. Espero que todo el trabajo valga la pena y disfrutéis con ellos tanto como lo estoy haciendo yo, pues la verdad es que aunque me ocupa mucho tiempo, lo paso pipa...

En esta ocasión volvemos con un experimento de química. Un experimento que permitirá entender que ocurre cuando un compuesto iónico se disuelve.

Para ello utilizaremos dos disoluciones bien hermosas, una de un color azul turquesa espectacular (estamos hablando obviamente de nuestro querido sulfato de cobre (II)), y otra no menos bonita de color violeta (permanganato de potasio)


AVISO:
Ficha de seguridad del sulfato de cobre (II)
Ficha de seguridad del permanganato de potasio. Más información aquí.

Es necesario indicar de forma general que el sulfato de cobre (II) es tóxico por contacto, y el permanganato de potasio es un oxidante especialmente fuerte, por lo que ademas de tóxico es corrosivo. Por lo tanto siempre hay que ir con guantes.

Utilizaremos un tubo en forma de U, y añadiremos una mezcla de sulfato de cobre (II) y permanganato. A continuación conectaremos una corriente de 30V con electrodos de grafito. ¿Que ocurre? Obsérvalo tu mismo en el siguiente vídeo:




Dejaremos la pregunta en el aire, pero si quieres conocer la respuesta puedes ir Migración de Iones (II).

Sergio

PD: He de agradecer a Fina Guitart y a Josep Corominas su ayuda en la grabación del experimento

La película mas pequeña del mundo

Es muy habitual que en las clases de secundaria, o incluso entre personas no científicas se comente en algún momento..¿cómo es posible que se sepa tanto sobre los átomos y la materia? ¿Alguien los ha visto alguna vez?

La tecnología actual nos brinda la oportunidad que Demócrito, Dalton, Thomson, Rutherford, o Bohr no tuvieron. Poder ver los átomos, gracias a la física cuántica, y al desarrollo de un microscopio muy especial llamado MICROSCOPIO DE EFECTO TÚNEL. El desarrollo de este aparato les llevó a Gerd Binnig, y a Heinrich Rohrer, científicos de la empresa IBM a ganar el premio Nobel de física en el año 1986. Gracias a este aparato podemos llegar a ver objetos del tamaño de 1A (1 Amstrong = 0,0000000001 metros), el tamaño de los átomos. (Imagen del Microscopio de efecto túnel ubicado en IBM)

Desde la aparición de este microscópio, el microscópio que llega a lo mas pequeño que se puede llegar a ver (hasta ahora), hemos podido observar gran cantidad de estructuras, desde oro, hasta la estructura mas codiciada actualmente, el grafeno (podemos ver abajo su característica forma de panal de abejas)

Los científicos de IBM han llegado esta vez un poco mas allá, y han creado la película más pequeña posible, realizada con átomos. Gracias a este microscopio, y a su tecnología, podemos trabajar manipulando átomos uno a uno. Ese ha sido el trabajo de los científicos de IBM, colocando adecuadamente los átomos, y realizando un frame para cada movimiento de los átomos. Aquí os dejo el vídeo y el como se hizo:

Espero que os haya gustado, para mas información IBM.

Un saludo,

Sergio

Isotopos y agua pesada

Volvemos en CLUSTER, no en un mes como habíamos comentado inicialmente, sino en dos meses, no obstante con uno de esos experimentos espectaculares, que hacía mucho tiempo que quería realizar. 

Se trata de un experimento sencillo, pero justamente ahí es donde radica la belleza del mismo. Dos cubitos de hielo, uno con agua normal, y otro con un agua un poco especial, con agua "pesada". ¿Que pasará cuando los introduzcamos en agua líquida? Es necesario decir que el agua líquida utilizada no tiene ningún componente extra...es simplemente agua destilada.

EXPERIMENTO

Observa el siguiente vídeo:

Efectivamente, el hielo formado a partir de agua destilada flota. Eso se debe a la densidad del agua sólida, respecto a la del agua líquida. La estructura sólida del agua posee muchos mas huecos que la del agua líquida, en la que las partículas fluctúan mucho mas libremente, ocupando los huecos, y por tanto dismuyendo su volumen y aumentando por tanto su densidad.

¿Pero qué ha pasado con el otro hielo? ¿Porque se hunde?

EXPLICACIÓN DEL EXPERIMENTO

Lo cierto es que no se trata de agua destilada normal, sino de agua pesada, también conocida como agua deuterada, es decir con el isotopo deuterio. Para mayor explicación entra en el siguiente vídeo:

Efectivamente los ISÓTOPOS de un elemento son átomos de un mismo elemento con el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. El número de protones (también llamado número atómico), indica qué tipo de elemento químico tenemos. Así, por ejemplo, un átomo con número atómico de 1 indica que tenemos hidrógeno, un número atomico de 2 indica que tenemos helio, y un número atómico 39 indica que tenemos indiscutiblemente Ytrio.

No obstante, y aunque el número de protones indique que tenemos de forma clara el elemento que tenemos, no todos los átomos de hidrógeno serán iguales, ya que poseerán diferente número de neutrones. A éstos átomos de un mismo elemento con diferente número de neutrones se les denomina ISOTOPOS. Los primeros isotopos descubiertos fueron los isótopos del Neón (20-Ne y 22-Ne). Actualmente son fácilmente detectables a partir de métodos de espectrometria de masas. No todos los isotopos se encuentran en la naturaleza en la misma proporción, así en el caso del hidrógeno, el protio se encuentra en una gran mayoría, mas de un 99%. 

Al cambiar todos los hidrógenos de las moléculas de agua (que recordemos que son protios), por deuterios, estamos de hecho, añadiendo dos neutrones mas a la molécula de agua, haciéndola mas pesada, dos unidades de masa atómica mas pesada. Y haciendo por tanto que ésta no flote en agua destilada. En esta foto podemos observar tanto el hielo de agua destilada normal (arriba), como el hielo de agua deuterada (abajo).

Simulación realizada a ordenador donde las moléculas de agua van cayendo al intercambiar los átomos de hidrógeno (protio), por deuterios.

Un hecho curioso que no he mencionado en el vídeo, es que éste cubito de hielo de agua pesada no permanece mucho tiempo hundido. Al cabo de unos segundos vuelve a subir, lo podemos observar en la siguiente secuencia de fotografías:

Una explicación para éste fenómeno es que las moléculas de agua deuterada al calentarse, y al interaccionar con las moléculas de agua "normales", se van intercambiando en el agua sólida, mediante rápidos puentes de hidrógeno. Teniendo el hielo cada vez mas moléculas de agua "normales" y el agua líquida mas moléculas de agua deuterada.

Espero que os haya gustado el experimento, y os espero en el siguiente artículo en CLUSTER. ¡¡Hasta pronto!!

Sergio

PD: Quiero agradecer al CDEC, y especialmente a Fina Guitart su ayuda en la filmación de este experimento.