NPQ 416 by Col·legi Oficial de Químics de Catalunya

E D I T O R I A L

QUÍMICA, NATURALMENT mb motiu del proper i primer Dia de la Química –15 de novembre– la Junta Directiva dels nostres col·lectius a Catalunya ha planejat diverses actuacions que ja divulgarem més endavant. La primera fou cercar un lema (eslògan) similar als ja «inventats» en pro de la Química: «Tot és Química», «Quimifília, Sí, Gracies»... Doncs bé, el nostre company Claudi Mans ens ha suggerit amb molt d’encert el que titula aquest editorial: Química, naturalment. Ara bé, ha fet més i ha preparat una conferència on amb el mateix títol desenvolupa i explica tot allò que la Química té de natural. Ja es comunicarà la data i el lloc. Posteriorment, el text es publicarà a la nostra revista. Un prec innecessari: assistiu, i difoneu el natural de la Química. En l’últim número de Química e Industria i també en aquest número d’NPQ es dediquen unes línies a recordar el nostre company, que recentment ens ha deixat, Carlos Mingarro Lasaosa, degà del Consejo General de los Colegios de Químicos de España. Les raons que el van portar, com altres companys, a acceptar aquesta responsabilitat en les nostres organitzacions foren, com ell manifestava sovint, la necessitat de retornar a la Química i als químics el molt que havia rebut d’Ella i d’ells. No ha arribat a completar el seu segon mandat consecutiu de quatre anys, però la tasca desenvolupada i tot el que ha aconseguit en pro de la Química durant aquest temps (precisament el Dia de la Química ha estat un dels seus objectius) ens permet afirmar que ho ha superat amb escreix. El nostre sincer condol a la seva família. Descansa en pau company i amic.

Con motivo del próximo y primer Día de la Química –15 de noviembre– la Junta Directiva de nuestros colectivos en Catalunya ha planeado diversas actuaciones que más adelante se darán a conocer. Entre ellas, estuvo el buscar un lema (eslogan) similar a los ya «inventados» en pro de la Química: «Todo es Química», «Quimifilia, Sí, Gracias»... Pues bien, nuestro compañero Claudi Mans nos ha sugerido muy acertadamente el que titula este editorial: Química, naturalment. Ahora bien, ha hecho más y ha preparado una conferencia donde con el mismo título desarrolla y explica lo natural de la Química. Ya se comunicará la fecha y el lugar. Posteriormente, el texto se publicará en nuestra revista. Un ruego innecesario: asistir, y difundir lo natural de la Química. En el último número de Química e Industria y también en este número de NPQ se dedican unas líneas a recordar a nuestro compañero, recientemente fallecido, Carlos Mingarro Lasaosa, decano del Consejo General de los Colegios de Químicos de España. Las razones que le llevaron, como a otros compañeros, a aceptar esta responsabilidad en nuestras organizaciones fueron, como él manifestaba frecuentemente, la necesidad de devolver a la Química y a los químicos lo mucho que había recibido de Ella y de ellos. No ha llegado a completar su segundo mandato consecutivo de cuatro años, pero la labor desarrollada y los logros conseguidos en pro de la Química en ese tiempo (precisamente el Día de la Química ha sido uno de ellos) nos permiten afirmar que el objetivo lo superó con creces. Nuestro más sentido pésame a su familia. Descansa en paz compañero y amigo. José Costa Degà CQC · President AQC

NPQ 416 / 2003

S U M A R I

PORTADA: Monestir de Pedra. Fotografia: Antoni Portela.

TERCERA ÈPOCA ANY XXXV NÚM. 416 SET. - OCT. 2003 Director en funcions: ANTONI PORTELA Comitè de Redacció: JOAN ASTOR MARTA CALVET JOSEP MANUEL RICART Edita: COL·LEGI OFICIAL DE QUÍMICS DE CATALUNYA Òrgan de difusió de: – ASSOCIACIÓ DE QUÍMICS DE CATALUNYA – AGRUPACIÓ TERRITORIAL DE BALEARS-ANQUE Redacció: Av. Portal de l’Àngel, 24, 1r 08002 Barcelona Tel.: 93 317 92 49 Telefax: 93 317 92 99 e-mail: colquim@cqc.ictnet.es web: colquim.org

EDITORIAL

COL·LABORACIONS Introducción a una teoría metalúrgica de la formación de la tierra ......... 5 Exploració de resultats multidimensionals: anàlisi d’agrupacions mitjançant mètodes jeràrquics ................. 17 Sobre l’ensenyament científic al nostre país ........................................ 21 La prosa de la política ........................................................................... 22 Els dos significats de les sigles «ABS» ................................................ 24 In memoriam. Joan Rion ....................................................................... 26 In memoriam. Carlos Mingarro ............................................................. 27

Maquetació i creació arxiu PDF: Joan Astor Realització gràfica: Editorial Estel Grup EMA - S.L. Equador, 32-34 ent. 1a, 2a Tel. 93 419 33 21 Dipòsit Legal: B-14.622 -1969 ISSN 1577-4600 Nombre d’exemplars: 4.000 NPQ no es responsabilitza de les opinions expressades en els articles signats

ACTIVITATS Informació de la plataforma «Ciència i Societat» ................................. 28 Plataforma «Ciència i Societat». Trobada debat .................................. 29 Una agradable sorpresa ....................................................................... 30 Els químics ben alt. La Facha - 03: un nou «tresmil»............................ 32

COL·LEGI DE QUÍMICS DE CATALUNYA

ASSOCIACIÓ DE QUÍMICS DE CATALUNYA

GRUPS DE TREBALL DEL COL·LEGI I DE L’ASSOCIACIÓ

Degà: José Costa.

President: José Costa. Vicepresident: Alfredo Vara. Secretari: Agustí Agustí. Vicesecretari: Josep Martín. Tresorer: Antoni Tuells. Vocals: Joan Bertran, Carme Borés, Aureli Calvet, F. José España, Mireia Estrada, Jordi Galván, Marta García, Margarita Luria, Claudi Mans, Roger Palau, J. Manuel Ricart, Alfred Vara, Àngel Yagüe. Assembleistes Electes: Victoria Abella, Agustí Agustí, Joan A. Bas, Carme Borés, Margarita Calafell, Aureli Calvet, F. José España, Santiago Esplugas, Roser Fusté, Marta García, Carmen González, Enrique Julve, Margarita Luria, Josep Martín, Roger Palau, Antoni Portela, J. Manuel Ricart, Emilio Tijero, Antoni Tuells, Alfred Vara, Àngel Yagüe. Assembleistes Nats: José Costa, Alfredo Vara.

Borsa de Treball: Antoni Portela.

Vicedegà: Alfredo Vara. Secretari: Agustí Agustí. Vicesecretari: Josep Martín. Tresorer: Antoni Tuells. Vocals: Joan Bertran, Carme Borés, Aureli Calvet, F. José España, Mireia Estrada, Sebastià Estrades, Jordi Galván, Alfonso Garvín, Carmen González, José Mª Gutiérrez, Francisco Iranzo, Enrique Julve, Margarita Luria, Claudi Mans, Joan Mata, J. Carlos Montoro, Roger Palau, Antoni Parente, J. Manuel Ricart, J. Manuel Santesmases, Emilio Tijero, Alfred Vara, Àngel Yagüe. Delegat de la Mutualitat a Catalunya: Josep M. Romero.

NPQ 416 / 2003

Delegat Química e Industria: Aureli Calvet. Escola de Graduats: Alfredo Vara. NPQ: Joan Astor. Olimpíada Química: Carme González.

COMISSIONS: • Cultura: Carme Borés.

SECCIONS TÈCNIQUES: • Anàlisis Clíniques: Jorge Morancho. • Corrosió: Enrique Julve. • Ensenyament: Roser Fusté. • Metal·lúrgia i Ciència dels Materials: Joan Antoni Bas.

COL·LABORACIONS

INTRODUCCIÓN A UNA TEORÍA METALÚRGICA DE LA FORMACIÓN DE LA TIERRA COMENTARIOS Y REFLEXIONES Joan Antoni Bas

..., en algún lugar del planeta Tierra, unos hombres sin nombre encontraron los primeros metales elementales ya hechos, producidos o conservados en el astronómico proceso físico-químico que consolidó nuestro planeta. Felipe Ángel Calvo 1

RESUMEN En este trabajo se expone una posible teoría de la formación de la Tierra, basándose en fenómenos y procesos de la pulvimetalurgia, como son la atomización y la sinterización de polvos metálicos.

INTRODUCCIÓN Para la Ciencia y Tecnología de Materiales, la Tierra puede considerarse como el primer material que se ha visto, palpado y conocido por el género humano; su origen y formación ha estado presente en la curiosidad de la mayoría de nosotros a través de todos los tiempos. Nuestro planeta se formó hace 4.500 millones de años, creyéndose en un principio por ciertos filósofos, como Sócrates, Platón y Aristóteles, entre otros, formado por tan sólo cuatro elementos: tierra, aire, fuego y agua 2, a los que luego se agregó el cristal celeste brillante o quinta-esencia. Sin embargo, a lo largo de los dos últimos milenios, gracias a los avances científicos, las observaciones ópticas y estudios profundos, principalmente, de los astrónomos, físicos, geofísicos y astrofísicos, entre otros, se acepta que actualmente está formado por todos los elementos químicos de la tabla periódica descubiertos y otros quizás aún por descubrir, la mayor

parte de los cuales son metales, bien en estado libre o bien entre sus múltiples combinaciones. Tres de estos metales (W, Pt y V) fueron descubiertos por metalúrgicos españoles. El centro de la Tierra está compuesto por un núcleo metálico de considerables dimensiones de Fe-Ni 3; otro tanto podemos decir de otros planetas como Venus y Mercurio, que también tienen un núcleo metálico, pero en este último sólo es de Fe 4. En el centro de las galaxias también se ha observado que la concentración de metales es alta, y en los orificios negros se acepta una muy alta densidad 5, que bien podría atribuirse a una estructura metálica. A lo largo de la historia de la humanidad, se han ido proponiendo innumerables teorías del origen de la Tierra, hasta llegar a la que describiremos, como la más aceptada actualmente. Sin embargo, dado el gran número de elementos químicos metálicos que componen la Tierra, nos hacemos las siguientes NPQ 416 / 2003

preguntas. ¿En qué grado intervino la metalurgia en la formación de este material compuesto de tanta complejidad? ¿Cuál fue su verdadero origen? ¿Podría su formación basarse en parte en algún proceso metalúrgico? ¿La pulvimetalurgia o metalurgia de polvos, que trata de la ciencia y tecnología de polvos metálicos, pudo jugar algún papel en la formación de la Tierra? Éstas o similares preguntas nos hacemos algunos metalúrgicos. Cabe pensar que la metalurgia ha tenido una importancia notable en el desarrollo y prosperidad de la humanidad; tanto es así, que ha habido etapas de los pueblos caracterizadas por el nombre de los metales más utilizados, como la edad del cobre, la edad del bronce, la edad del hierro y la del acero; así mismo en la antigüedad fueron relacionados los siete planetas del sistema solar con los siete metales descubiertos, y a éstos se les asignó los símbolos de aquéllos, lo cual hace aún más interesante estudiar cien-

COL·LABORACIONS

tíficamente la posible incidencia de la metalurgia en la formación de la Tierra, como hicieron nuestros antepasados, principalmente alquimistas y metalurgos, por razones más bien intuitivas. Para poner un ejemplo en este sentido, la invención tecnológica más importante que ha tenido Catalunya fue el proceso de obtención de hierro, acero y cobre denominado Farga Catalana 6, desarrollado durante los siglos XI-XIII, que se exportó a Europa y América, y que perduró hasta principios del siglo pasado.

TEORÍA MÁS ACEPTADA DE LA FORMACIÓN DE LA TIERRA Para resumir esta amplia temática en una breve descripción, primero nos hemos de remontar a describir cómo se formó nuestra constelación solar, nuestra galaxia, las estrellas, el mundo cosmológico con todos sus astros, es decir, el Universo. Dentro de las muchas teorías científicas que existen, aparte de las filosóficas y teológicas, todas ellas muy interesantes y respetables, la que parece ser más aceptada dentro del mundo científico es la que se conoce como Big Bang. Según ésta, el Universo comienza en un punto original del sistema espacio - tiempo, hace aproximadamente 13.700 millones de años 7, de muy alta energía, a una enorme temperatura, del orden de 10 12 K, ocasionando la Gran Explosión, formándose inicialmente las partículas elementales, como los quarks y los electrones. Los quarks se transformaron en nucleones y éstos en neutrones y protones. Todas estas partículas fueron proyectadas al espacio, y entonces comienza el Universo a expandirse y por lo tanto a enfriarse. Los núcleos formados se convirtieron en átomos y éstos en moléculas. Los elementos más ligeros, como el hidrógeno y el helio, fueron los primeros elementos químicos en formarse, que, por ser gases, ayudaron aún más a la expansión del

Universo. Posteriormente se formaron los elementos compuestos ligeros que formarían las primitivas estrellas, conjuntamente con el H2 y el He, las cuales fueron evolucionando por choques entre ellas y por reacciones nucleares. Los elementos más pesados no se formaron durante el Big Bang, sino mucho más tarde en los fenómenos de núcleo - síntesis en el interior de las estrellas, donde se dan las condiciones de altas presiones y temperaturas adecuadas, mediante reacciones nucleares o radiactivas. Estos átomos fueron arrojados al espacio interestelar al colapsar una estrella con otra y convertirse en una supernova. La nube de elementos pesados, en forma de polvo, es la que alrededor de una estrella empieza a agregarse, para formar planetas a lo largo del tiempo 8. Los planetas y las estrellas y otros cuerpos cósmicos (meteoritos, cometas, satélites, materia oscura, orificios negros y otros, como los quasars y los pulsars), forman las galaxias, las cuales contienen más de 100.000 millones de estrellas. Las galaxias se agrupan formando cúmulos de galaxias y el conjunto de ellas forma el Universo. La Tierra pertenece a nuestro sistema solar, el cual está formado por los siguientes planetas y sus satélites: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón, que giran en torno al Sol y que forman parte de nuestra galaxia, denominada Vía Láctea, que tiene forma espiral. Las teorías actuales proponen que la formación de la Tierra y la de los demás planetas, en el sistema solar y fuera de él, se debe a un proceso de acreeción de polvo y de pequeños cuerpos llamados planetesimales, que giran en torno a una estrella en órbitas elípticas. De esta manera se fueron formando los planetas, los más pesados más cercanos a las estrellas. La Tierra no empezó como un cuerpo caliente, sino frío calentándose después por procesos radiactivos. Como ya deNPQ 416 / 2003

mostró Kelvin, una Tierra incandescente sólo habría tardado en enfriarse unos 20 millones de años y la Tierra tiene 4.500 millones de años y todavía mantiene calor 9. La atmósfera primitiva de la Tierra no contenía oxígeno, que es una adición posterior debido a la acción fotosintetizadora de ciertos seres vivos 10. El oxígeno se originó hace 3.000 millones de años, cuando aparecieron las bacterias fotosintetizadoras, a partir del CO2, que era la atmósfera de aquel entonces en la Tierra. Los seres vivos más simples habían aparecido hace 3.500 millones de años, y la especie humana se formó hace 150.000 años, como consecuencia de una evolución continua de otros seres vivos más primitivos 11, con la existencia de aire, agua, tierra y luz. El agua afloró a la corteza desde el interior de la Tierra, por efecto de los volcanes y de la sobrepresión interna, hace aproximadamente 2.500 millones de años, en la era arcaica, cuando se formó la corteza terrestre y ésta se enfrió permitiendo la formación de continentes y océanos, que fueron evolucionando a través del movimiento de las placas tectónicas de la corteza, hasta la morfología actual. En un principio, sólo existía un continente llamado el Pangea, hace 2.000 millones de años, que por corrimientos de las placas tectónicas con el tiempo se fue dividiendo y separando en los actuales continentes. La Tierra, también llamada planeta azul, tiene una forma casi esférica, y gira alrededor del Sol describiendo una órbita elíptica a una velocidad de 29,79 km/s, durante 365,26 días y diariamente gira alrededor de su eje N-S. El diámetro de nuestro planeta es de 12.756 km y su densidad estimada es de 5,52 g/cm 3, siendo su masa de 5,976 · 10 21 toneladas y su gravedad media de 9,81 m/s2. La Tierra está formada por una corteza continental media de 40 km de espesor y de una corteza oceánica de 5 km. La corteza está recubierta en sus

COL·LABORACIONS

tres cuartas partes por H2O. La corteza está soportada por el manto superior, de espesor 630 km, al que sigue en profundidad el manto inferior de 2.290 km, y este último linda con el núcleo externo, de una aleación de Fe-10%Ni, en estado líquido a una temperatura de 5.500 oC, y de espesor 1.820 km, la cual está en contacto con el núcleo interno de la misma composición, pero en estado sólido a altas presiones y a temperaturas del orden de 6.500 oC, con un espesor de 1.600 km, acusado mediante la emisión-detección de ondas sísmicas. Esta fase líquida de Fe-Ni es la que origina el magnetismo de la Tierra, al girar ésta alrededor de su eje. El plasma electrónico de esta aleación líquida, al girar induce un campo magnético que se denomina magnetosfera, en donde se encuentran los cinturones de Van Allen que atrapan las partículas o radiaciones cósmicas cargadas procedentes del viento solar, protegiendo a la Tierra. La atmósfera de la Tierra tiene un espesor de 100 km y la mayor concentración de los gases está situada dentro de los primeros 10 km de la troposfera. En esta zona la composición es de aire con 80 % de N2, 20 % de O 2, conteniendo una pequeña cantidad de CO 2, H2O y gases nobles. Al aumentar la altitud hasta 30 km, nos encontramos con la capa de ozono (O3), que absorbe parte de la radiación ultravioleta procedente del Sol, evitando que esta radiación sea dañina para nuestra piel. Ciertos compuestos químicos, como algunos fluorocarbonos, que no se descomponen hasta alcanzar la capa de ozono, producen el denominado orificio de ozono, por donde la parte dañina de la radiación ultravioleta no se puede absorber. La Tierra como se sabe tiene un satélite esferoidal que es la Luna, de diámetro 3.476 km, una masa igual al 1,2 % de la masa de la Tierra, una densidad de 3,34 g/cm3 y una gravedad de 1,57 m/s2, el cual está formado también por una corteza, un manto y un núcleo metáli-

co. La Luna probablemente estuvo un tiempo unida a la Tierra, pero por el impacto de un meteorito se separó y quedó orbitando alrededor de nuestro planeta, cada 27,3 días, con un período de rotación igual sobre su eje, causando sus típicas mareas. Quisiera añadir, de forma muy breve, que en esta teoría estándar interviene también la teoría de la relatividad, que da forma al tiempo y relaciona la masa con la energía, mediante la ecuación de Einstein: E = m · c2 la teoría de la mecánica cuántica, que relaciona la energía ondulatoria o fotones (h · ν) con la ecuación de Schrödinger y el principio de incertidumbre de Heisemberg o de probabilidad estadística, la antimateria o materia oscura, los orificios oscuros que existen en las galaxias, principalmente en su centro, que se consideran de una alta densidad, prácticamente infinita, y su temperatura cercana a la del cero absoluto, cuya entropía es: S = A · k · c2 / 4 · h · G

(12)

y su temperatura: T = h · c3 / 8 · π · k · G · M

(12)

en donde: k = constante de Boltzmann A = área efectiva del agujero negro h = constante de Planck c = velocidad de la luz G = constante de gravitación de Newton M = masa del agujero negro Asimismo, hemos de mencionar también los denominados orificios de gusano en el espacio, en los cuales la velocidad es más alta que la velocidad de la luz, del orden de tres veces más, así como mencionar los espacios tipo membrana de 11 dimensiones, que tienen su importancia para explicar diversos fenómenos 12. Finalmente, con relación a la NPQ 416 / 2003

formación del Universo, como antes hemos comentado, se inició en un punto que por su alta temperatura ocasionó el Big Bang, que fue formando las galaxias a partir de la materia elemental o puré cósmico, las cuales fueron expansionándose con el tiempo, en forma de copa, y finalmente vendría la gran contracción del Universo durante el enfriamiento, terminando en otro punto denominado Big Crasch 13. El fenómeno físico de la gravedad newtoniana se explica como si la Tierra estuviera sostenida por un medio muy elástico, como un colchón, lo deformara mucho y los demás objetos a su alrededor rodaran hacia la Tierra por la gran inclinación que habría sufrido el medio o colchón. Esta teoría contiene muchos puntos fuertes y otros menos fuertes, o más difíciles de comprender, todos ellos de alto interés científico. Los puntos fuertes consisten en las observaciones astronómicas experimentales efectuadas, en las que se ha visto la morfología de muchos astros y cuerpos del Universo, así como todas las aportaciones de los científicos de todas las épocas, como Copérnico, Galileo Galilei, Kepler, Newton, Halley, Hubble, entre otros, que descubrieron sus leyes, tales como las de las áreas (Kepler), las de la gravitación (Newton), así como también las aportaciones de las ciencias, tales como la astronomía, la física, las matemáticas (trigonometría esférica de Neper), la química, la geología, y de las importantes investigaciones realizadas principalmente por la NASA, la antigua URSS y actualmente Rusia, mediante los lanzamientos de sus satélites artificiales y naves espaciales a la Tierra, la Luna y Marte. Como puntos más débiles, podríamos considerar el razonamiento de la forma esférica de la Tierra y demás planetas, los anillos de algunos planetas, el porqué algunos tienen y otros no, el oxígeno como aportación de los seres vivos, y sobre todo el concepto de universo en expansión a partir de un punto caliente y cómo se formó este

COL·LABORACIONS

punto y los orificios o agujeros negros. Asimismo, por qué todos los planetas del sistema solar tienen órbitas en un mismo plano. La forma de los cráteres de los planetas, la formación de agua en los planetas, especialmente en la Tierra. ¿Qué había antes del Big Bang? Existen aún muchos fenómenos e incógnitas por descubrir e interpretar, aparte de la vida que es lo más importante. ¿Cómo y qué es la materia oscura? Para poder responder a esta pregunta se debe de estar constantemente investigando en todos estos puntos que hemos denominado débiles. En esta teoría, que podemos llamar estándar, creemos que la metalurgia y la pulvimetalurgia tuvieron también su oportunidad y por lo tanto su participación, que intentaremos explicar más adelante. En el estudio astrofísico del Universo, España también ha contribuido en todas las épocas, así, los astrónomos árabes españoles del siglo XI, como Azarquiel, contribuyeron al conocimiento del sistema solar y de la trigonometría esférica, Alfonso X el Sabio, en el siglo XIII, fue uno de los primeros en contradecir a Tolomeo 14, que ubicaba a la Tierra como centro del Universo y los planetas realizaban trayectorias orbitales de alta complejidad; en cierta ocasión dijo: «Si la Divinidad me hubiera pedido consejo, estas cosas habrían estado mejor organizadas»; en su honor se ha bautizado uno de los mayores cráteres de la Luna. Navegantes como Magallanes (siglo XVI), Antonio de Ulloa y Jorge Juan (siglo XVII), corroboraron en demostrar la redondez de la Tierra, Alonso de Santa Cruz, cosmógrafo y experto en náutica, que escribió obras importantes, como El libro de las longitudes e Islario general del mundo (siglo XVI), Carlos Ibáñez, que trazó el mapa moderno de nuestro país y creó el Instituto Geográfico Estadístico en el siglo XIX, José Comas y Solé, científico que llegó a ser el director de la sección de astronomía del Instituto Fa-

bra en 1904, José Joaquín Landerer y Climent, astrónomo autodidacta, que contribuyó al conocimiento de la Luna y de Júpiter y fue promotor de la fundación del Observatorio del Ebro 15 en el siglo XX.

LA PULVIMETALURGIA Y LA ATOMIZACIÓN DE POLVOS METÁLICOS COMO POSIBLES FUENTES DE IDEAS EN ASTROFÍSICA Y ASTROQUÍMICA

Finalmente, no podemos olvidar al Dr. Fonseré, fundador del proyecto del Observatorio Fabra y primer hombre del tiempo en la radio, al Dr. Febrer, astrónomo y matemático y director en su época del Observatorio Fabra, así como al Dr. Codina, físico y también director del Observatorio Fabra, al Dr. Orús, descubridor de ciertos cuerpos estelares que llevan su nombre, al químico Martí y Franqués en el siglo XIX, que estudió la composición de nuestra atmósfera, y al Dr.Oró, también químico, profesor en Houston, que colaboró y colabora activamente en varios programas espaciales de la NASA, como los proyectos Apolo y Viking 16. Algunos de estos investigadores, como es el caso del Dr. Febrer y del Dr. Codina, fueron profesores nuestros durante la etapa de estudiantes (promoción de 1959) en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Barcelona.

La pulvimetalurgia

En España existen importantes observatorios astronómicos, en especial el de Canarias que es uno de los más importantes del mundo, que han realizado notables contribuciones al conocimiento del Universo. Para una mayor información sobre la teoría estándar, consultar la interesante conferencia Del Big Bang a l’homo sapiens sapiens dada por nuestro profesor y académico Josep Castells, publicada en NPQ núm. 374, en octubre de 1996, así como las obras recientes de algunos autores, como La Historia de la Tierra, de la profesora de Química Mª Jesús Mediavilla, L’origen del Sistema Solar, de Josep M. Trigo, con prólogo de Joan Oró, y finalmente La Historia del Tiempo y El Universo en una Cáscara de Nuez, del genial físico Stephen Hawking, prólogo del profesor David Jou, físico y académico. NPQ 416 / 2003

La pulvimetalurgia, o también llamada metalurgia de los polvos, se basa en la compactación de polvos metálicos, generalmente menores de 150 µm, para piezas estructurales de hierro o acero, conteniendo además un lubricante orgánico del orden del 0,5-1 % en peso, en una matriz, generalmente de metal duro (fabricada mediante sinterización de carburos de wolframio-titanio-tántalo-niobio cementados con cobalto), para formar un compacto de densidad del 80-95 % de la densidad teórica. Este compacto, denominado en verde, es colocado en un horno, bien de cinta o de viga galopante con atmósfera controlada, entre 1100-1300 oC, donde tiene lugar el fenómeno de la sinterización, mediante la cual los granos se unen o se sueldan y simultáneamente se producen fenómenos de autodifusión y de difusión entre diferentes aleantes, obteniéndose después del enfriamiento piezas de aleaciones diversas, según los polvos de partida, con un determinado cambio dimensional. Estos materiales sinterizados tienen buenas propiedades mecánicas, en ensayos estáticos, pero inferiores a los materiales macizos de la misma composición química y estructura metalográfica, por tener menor densidad o mayor porosidad, pero en ensayos cíclicos o a fatiga tienen mayor resistencia, sobre todo con entallas, con coeficientes de concentración de tensiones K t entre 2-3, que son la mayoría de piezas estructurales que se utilizan en el sector de automoción 17, porque estas porosidades hacen que la propagación de las grietas, según la mecánica de la fractura, que se originan por las deformaciones plásticas en los vértices de

COL·LABORACIONS

las mismas (zonas de IrvingOrowan), que las hace avanzar, queden frenadas, desviadas o ramificadas por los poros, a diferencia de los materiales macizos, como los aceros, en que las grietas se propagan más rápidamente y más linealmente. Uno de los puntos importantes de la sinterización es el potencial de oxígeno de la atmósfera del horno donde se sinterizan los compactos en verde, el cuál debe ser más negativo que el potencial de formación del óxido del metal o aleación que se intenta sinterizar 18. Podemos considerar el horno como un cierto universo, donde los compactos o planetas en su fase de acreción van pasando por sucesivas zonas de atmósferas de diferente potencial de oxígeno, donde tienen lugar diferentes tipos de reacciones químicas y físicas. En este caso, entre la atmósfera y los materiales del compacto-planeta que se están sinterizando se suceden etapas, como oxidación, reducción, carburación, descarburación, fusiones parciales, difusiones, autodifusiones, enfriamiento, solidificación, que en cierta manera podrían simular los diferentes estados térmicos y atmosféricos que el planeta ha pasado a lo largo de su vida. En el caso de la Tierra, 4.500 millones de años. En la tabla adjunta 19 mostramos los potenciales de oxígeno a 1393 K, en kcal / at · g, para diferentes elementos metálicos y no metálicos. Esta tabla la podríamos denominar como de la sinterabilidad de los metales. Los metales con potencial de oxígeno mayor son más fácilmente sinterizables, como el Fe, Ni, Cu, Mo que el Ca, Ti, Al, Si. La oxidación de un metal la podemos representar por la reacción química [1], y la variación de energía libre ∆GM por la expresión [2], de la cual obtenemos que el potencial de oxígeno por átomo de oxígeno es igual a 1/2 RT ln PO , que es igual a la variación de energía libre ∆GM según [3]. 2

Potencial de Oxígeno 1393 K (kcal / at · g)

Reacción

∆ G (calorías)

Ca Mg

Ca + 1/2 O2 CaO Mg + 1/2 O2 MgO

−153.550 + 25,64 T −179.871 + 51,3 T

−117,8 ± 5 −108,4 ± 5

Al Ti V

2/3 Al + 1/2 O2 1/3 Al2O3 1/2 Ti + 1/2 O2 1/2 TiO 2 2/3 V + 1/2 O2 1/3 V2O3

−128.775 + 22,15 T −108.750 + 20,7 T −103.400 + 19,45 T

−97,9 ± 5 −79,9 ± 5 −76,3 ± 5

Si Mn Cr C

1/2 Si + 1/2 O2 Mn + 1/2 O2 2/3 Cr + 1/2 O2 C + 1/2 O2

−104.150 + 21,65 T −91.950 + 17,31 T −89.250 + 20,7 T −26.700 − 20,95 T

−74,0 ± 5 −67,8 ± 1,5 −60,4 ± 1,5 −55,9 ± 1,5

Elemento

1/2 SiO 2 MnO 1/3 Cr2O3 CO

C Fe H2

1/2 C + 1/2 O2 1/2 CO 2 Fe + 1/2 O2 FeO H2 + 1/2 O2 H2O

−47.100 − 0,10 T −62.050 + 14,95 T −59.000 + 13,375 T

−47,2 ± 0,5 −41,2 ± 1,5 −40,4 ± 0,5

P W Fe

1/5 P2 + 1/2 O2 1/5 P2O 5 W + 1/2 O2 1/2 WO2 3/4 Fe + 1/2 O2 1/4 Fe3O4

−74.000 + 24,68 T −65.625 + 19,021 T −65.193 + 18,7 T

−39,6 ± 5 −39,1 ± 5 −39,1 ± 1,5

Mo Fe Co S

1/2 Mo + 1/2 O2 2/3 Fe + 1/2 O2 Co + 1/2 O2 1/4 S2 + 1/2 O2

−66.800 + 21,535 T −64.574 + 20 T −55.900 + 17,17 T −43.262 + 8,625 T

−36,8 ± 5 −36,7 ± 2 −32,0 ± 5 −31,2 ± 1,5

−58.450 + 23,55 T −46.070 + 19,64 T

−25,6 ± 1,5 −18,7 ± 0,5

1/2 MoO 2 1/3 Fe2O3 CoO 1/2 SO2

Ni + 1/2 O2 NiO 2 Cu + 1/2 O2 Cu2O

Ni Cu

M(s) + 1/2 O2(g) MO(s)

[1]

∆GM = −RT ln aMO / aM· PO1/22

[2]

El potencial de oxígeno de una atmósfera dependerá de su temperatura y de la relación de presiones parciales PH O / PH o PCO / P CO, que determinan si la atmósfera es reductora u oxidante, según las presiones parciales PH O , PH , PCO y P CO , y por consiguiente si las uniones que se forman durante la sinterización son de metal-metal o bien de óxidoóxido, de más bajas propiedades mecánicas. 2

de donde: 1/2 RT ln PO = ∆GM

[3]

siendo a MO y aM las actividades igual a 1 por ser sólidos. Pero en una atmósfera que contenga vapor de H 2 O y/o CO 2 , existirán los siguientes equilibrios químicos: H2O H2 + 1/2 O2

[4]

CO2 CO + 1/2 O2

[5]

Por lo tanto, el potencial de oxígeno de la atmósfera en equilibrio con el potencial químico del óxido del metal a sinterizar dependerá de la expresión [6]: ∆GM = 1/2 RT ln PO = 2

= −1/2 ∆GH2O − RT ln PH2 / PH2O = = −1/2 ∆GCO − RT ln PCO / PCO 2

NPQ 416 / 2003

[6]

Otro punto importante de la pulvimetalurgia es la obtención de polvos metálicos. De entre los diferentes procedimientos de obtención de polvos metálicos, el que podría tener alguna similitud con la formación de los planetas es el de atomización, que explicamos en el siguiente apartado. El Proceso de Atomización La atomización de polvos metálicos se puede definir como la obtención de polvos metálicos, mediante el impacto de un fluido sobre un metal líquido fundido. En la ato-

COL·LABORACIONS

mización se producen partículas de polvo de diversas granulometrías. Las partículas pueden ser irregulares, esferoidales o intermedias. Las técnicas de atomización son variadas, dependiendo del tipo de polvo

que se quiera obtener y del metal que se atomiza. En general, el metal o aleación se funde en un horno de alta frecuencia, con atmósfera controlada o al vacío, el líquido se vierte en un crisol cerámico o de

Metal líquido

Chorro de fluido líquido

Chorro de gas

Chorro de fluido líquido

a) Atomización con fluido líquido.

Chorro de gas

b) Atomización con gas.

Atomización Centrífuga Metal líquido

grafito, el cual contiene en su parte inferior una boquilla de φ = 1-10 mm, por donde sale un hilo metálico fundido, en el cual impacta un fluido a alta presión procedente de unas toberas simétricas, asimétricas o circulares, o bien el hilo metálico fundido choca con un disco metálico a alta velocidad, formándose en todos los casos polvos metálicos de diversas morfologías de grano. En las figuras 1, 2 y 3 mostramos esquemas de diversos sistemas de atomización típicos, y varias formas de toberas, así como la atomización con disco, en el que el hilo es transformado en polvo por la fuerza centrífuga del disco.

Metal líquido Electrodo combustible

c) Disco giratorio.

d) Copa giratoria.

Metal

Electrodo de wolframio

e) Electrodo giratorio.

Figura 1. Diferentes métodos de atomización 20.

Metal

Gas

f) a)

Figura 2. Diferentes tipos de crisoles y toberas de atomización 21. Patm. Crisol de atomización

φ = diámetro de la boquilla, Θ = ángulos de las toberas, D = distancia de la boquilla al punto de impacto, T = temperatura del metal o aleación fundida, P = presión de atomización del fluido, µ = viscosidad del metal o fusión, σ = tensión superficial de la fusión, Χ = aditivos tensoactivos, Mm = caudal del metal, M W = caudal del fluido, ρ = densidad del metal fundido.

T X µ

Tipo de Chorro de tobera metal fundido

Boquilla

Patm. φ

Chorro de agua Punto de incidencia Partículas metálicas

P Q D

El diámetro medio de las partículas dm atendiendo a Kishidata 23 depende de la siguiente expresión: dm = K · φ (φ · ρ V / µ)−0,57 · (φ · ρ · V 2 / σ)−0,22 · (Mm / MW )−0,043

[7]

Con una cantidad de 1 m3 de metal líquido se puede obtener una cantidad de 1012 partículas esféricas de 150 µm de diámetro, con una energía de 10-12 kJ. Figura 3. Crisol típico de atomización con sus parámetros característicos 22. NPQ 416 / 2003

COL·LABORACIONS

FUSIÓN LÍQUIDA Crisol

Zona de acumulación de energía

Gases de atomización (H2 , He, O2 , H2 O) Boquilla

Aspirador Boquilla de atomización Filtro Disco estelar Polvo fino (meteoritos)

Cámara de atomización (espacio)

Polvos (planetas)

Figura 4. Instalación industrial esquemática de atomización de polvos en pulvimetalurgia y su analogía al sistema solar.

20 µ m

• Granos muy esféricos, utilizando fluidos de atomización como gases reductores o inertes y presiones de impacto bajas.

20 µ m

Figura 5. Polvo de Fe atomizado con aire.

En la figura 4 mostramos una instalación industrial muy simple de obtención de polvos metálicos. El fluido, mediante el impulso de una bomba a altas presiones, sale de unas toberas de determinadas geometrías circulares o no, impacta sobre el hilo metálico anteriormente mencionado, dando lugar a polvos esféricos o irregulares, o bien a mezclas de ambos, así como de una cierta oxidación superficial, dependiendo de las condiciones de atomización. Los polvos más gruesos caen en la primera cuba, y los más finos en una segunda cuba 24. Los rendimientos suelen ser del 85-95 %, dependiendo de la aleación y del tipo de tecnología de la instalación. En la figura 5 mostra-

mos granos esferoidales de polvo de hierro, obtenido por atomización con aire. Se observan granos esferoidales con unas zonas oxidables exter-

20 µm

Figura 6. Orificios internos del Fe atomizado con aire compactados y sinterizados. NPQ 416 / 2003

nas de óxidos de hierro, algunos de ellos pegados. Más aun en cortes metalográficos después de compactarlos y sinterizarlos con atmósferas reductoras, observamos granos que contienen orificios internos (figura 6). Estos fenómenos se encuentran también en la atomización de polvos de bronce, dando granos con orificios producidos fundamentalmente por restos de gases atrapados durante el enfriamiento (figura 7). La superficie de estos polvos muestra al microscopio electrónico (SEM) rugosidades similares en algunos lugares a las de la Tierra (figuras 8 y 9), dependiendo estas rugosidades de las condiciones de atomización, composición química del material, tensión superficial, viscosidad y demás parámetros, tal como hemos mostrado en la expresión [7]. Estas observaciones se han efectuado en polvos comerciales, estudiando la superficie de los diferentes polvos, así como la sección de los mismos compactados y sinterizados en atmósferas reductoras 25, detectándose las siguientes morfologías de grano:

• Granos no esferoidales o irregulares de forma, con atomización con fluidos como el agua o el aceite y con alta presión de impacto, obteniéndose también una granulometría más fina.

20 µm

Figura 7. Polvo atomizado de bronce cortado y pulido metalográficamente. Ataque con FeCl3.

COL·LABORACIONS

2 µm

Figura 8. Aspecto superficial de un grano de bronce atomizado, oxidado y reducido.

Figura 9. Aspecto superficial de granos atomizados de distinta composición química.

• Granos muy esferoidales, con atomización con gases oxidantes a bajas presiones, que dan lugar a óxidos que al enfriarse y depositarse en la capa externa por emigración al tener densidades más bajas que el núcleo, forman rugosidades similares a las de la Tierra. En el interior de los granos atomizados existen ciertas porosidades y microporosidades de diferente tamaño que pueden explicar las cavidades o vacíos en el interior de la Tierra, o gases ocluidos en las estrellas. Estas microporosidades dependen de las condiciones de atomización.

tes presiones y temperaturas, girando alrededor de una estrella, que es la denominada fase de acreeción de los planetas y que duró un considerable tiempo (miles de millones de años), durante el cual se fue formando la gravedad, densificando hasta obtener el volumen y forma actual del planeta.

POSIBLE CONTRIBUCIÓN DE LA METALURGIA A LA TEORÍA ESTÁNDAR DE LA FORMACIÓN DE LA TIERRA Después del Big Bang se formó una cierta masa primitiva o puré cósmico (partículas elementales), que motivó posteriormente la formación de moléculas de H2 y He, dando lugar a las primitivas estrellas y a los elementos ligeros, que luego por reacciones nucleares originaron los elementos más pesados, como los metales ferromagnéticos Fe, Ni y Co. Todos estos fenómenos motivaron un cierto polvo interestelar, agrupado en ciertas zonas del espacio, de distinta concentración metálica y a diferen-

La posible incidencia de la metalurgia, y más concretamente la pulvimetalurgia, podía haber estado presente en esta etapa de acreeción y la explicación científica sería la siguiente: Los polvos interestelares iniciales de alta concentración metálica debieron haber sido compactados isostáticamente a densidad baja de 3-4 g/cm3, suficiente para obtener una cierta resistencia mecánica en verde, y posteriormente se sinterizaron, gracias a la temperatura que existía en aquella zona, ayudada por las posibles reacciones exotérmicas, fundamentalmente de oxidación química, y por las reacciones nucleares o radiactivas que tuvieron lugar más tarde. Esta sinterización hizo aumentar la densidad de los planetas, lentamente y con el tiempo, ocasionando fenómenos que motivaron que su gravedad, como la de la Tierra, también fuera aumentando, así como fenómenos de reducción y fusión, formando un núcleo metalúrgico como el de la Tierra, constituido por Fe-Ni principalmente, o de Fe en el caso de Júpiter. NPQ 416 / 2003

Con el tiempo la Tierra debió cambiar su forma inicial geométrica irregular por una forma esferoidal, para que su incremento de energía libre fuera más pequeño que cero (∆G < 0), pues para que ello se cumpla la superficie debe de ser esférica, que es la superficie mínima; asimismo se originó un núcleo metálico a alta temperatura y presión, mediante reducción de óxidos metálicos con carbono. Los óxidos metálicos que no pudieron reducirse emigraron a la superficie por diferencias de densidad, formando la corteza de la Tierra. Durante el período de enfriamiento tuvo lugar una gran contracción, provocando un plegado de la corteza, que formó su rugosidad y aumentó más la densidad y la fuerza de la gravedad, así como la sobrepresión del núcleo de la Tierra. La rugosidad de la capa externa fue cambiando, al cambiar el potencial de oxígeno de la atmósfera en íntimo contacto; así de una atmósfera oxidante, en cierta época de la Tierra, se pasó a una atmósfera reductora en otra época, formándose H2O, que terminó condensándose en la superficie terrestre formando los océanos, hasta alcanzar la atmósfera actual. La Tierra externamente formó unos macrogramos de rocas fundidas, que originaron los continentes en el enfriamiento externo mediante el siguiente mecanismo. El agua atacó los límites de estos granos (de la misma manera que el reactivo nital ataca a los granos de ferrita de la perlita, diferenciándolos de la ferrita primaria en el acero al carbono), separándolos y formando los actuales continentes y océanos, así como las placas tectónicas. Posteriormente, a través de primitivas células orgánicas del cosmos, se formó el reino vegetal y seguidamente el reino animal. La teoría estándar dice que el oxígeno se formó a través de bacterias fotosintetizadoras y posteriormente de las plantas, y luego se formaron los seres vivos, mediante los diferentes ADN existentes en la atmósfera, que dieron lugar a las diferentes espe-

COL·LABORACIONS

ρ = densidad aparente P = f(ρ), función que depende de la compresibilidad de la Tierra (ρ = ϕ(P)) en terminología pulvimetalúrgica. La densidad máxima teórica de la Tierra dependerá del porcentaje de compuestos químicos X Ai y de su densidad ρAi , de acuerdo con la expresión: 2 µm

Figura 10. Rugosidades de un grano de bronce aleado enfriado después de la atomización.

cies animales. El agua se formó por reacciones del oxígeno de los óxidos metálicos con el H2 existente en la atmósfera, al cambiar de oxidante a reductora según su potencial de oxígeno. Durante el período de acreeción hubo una variación de ∆G (energía libre) de acuerdo con la expresión matemática simplificada [8]. Los polvos metálicos, metálicos oxidados u otros compuestos en forma de polvo, mediante una presión externa se compactaron isostáticamente a densidades más altas en las fases de acreeción. Bajo esta acción la energía libre del futuro planeta o suma de polvos de diversas densidades, granulometrías y formas se podría expresar matemáticamente de forma sencilla por: ∆G =

∫V

ρ2

PdV = −m∫ Pρ− 2dρ =

ρM =

1 X / ∑ Ai ρ Ai ⋅ 100

[9]

y la porosidad π de la Tierra sería: π = (1 − ρ / ρM) · 100

[10]

siendo ρ la densidad aparente de la Tierra.

PROPUESTA METALÚRGICA DE LA FORMACIÓN DE LA TIERRA A través de un exhaustivo estudio de la teoría actual aceptada del Universo, comentada brevemente en el segundo apartado, como conjunto de cuerpos o partículas, generalmente esféricas, en la que los planetas son similares en cuanto a morfología a los polvos atomizados metálicos utilizados en pulvimetalurgia, al observarlos al microscopio electrónico de barrido (SEM) (figura 11) y con la experiencia científica experimental acumulada investigando, a lo largo de cuarenta años,

como químico-metalúrgico dentro del sector pulvimetalúrgico, se han puesto de manifiesto ciertas analogías con los fenómenos físico-químicos vividos, dentro de las diversos procesos pulvimetalúrgicos, que quizás pueden ayudar o orientar a explicar aspectos de la formación de la Tierra, o por lo menos creemos que tienen cierta similitud, y que pueden esclarecer algunos puntos de los que anteriormente se han considerado como más débiles, o de más difícil entendimiento de la teoría estándar. Para empezar, el Universo ha ido variando con respecto al tiempo, a partir del Big Bang o inicio del tiempo, pero siempre ha tenido unas dimensiones finitas dentro de un espacio infinito y una energía constante pero cambiante, formado por galaxias, constelaciones, estrellas, planetas, satélites, meteoritos, que se han ido creando y transformando a lo largo del tiempo, pero siempre obedeciendo a la primera ley de la termodinámica, de conservación de la energía, según la cual ésta ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. En alguna zona del espacio, por azar se formó una acumulación de masa sólida y de gases a alta presión, la masa sólida se transformó en una masa líquida incandescente, con la participación de todos los elementos químicos de la tabla periódica que conocemos, y los que aún no conocemos, la mayor parte

ρ1

ρ2

= −m∫ f(ρ)ρ−2dρ ρ1

[8]

siendo: ρ = m/ V V = m/ρ dV = −mρ−2 · dρ 20 µm

en donde: (a)

P = presión de compactación m = masa de la Tierra V = volumen

(b)

Figura 11. Polvo de Fe atomizado con agua de forma esferoidal (a). Polvo de bronce 90/10 con 0,3 P, atomizado con gas, con elementos que aumentan la tensión superficial, como el P, y sinterizado posteriormente (b). NPQ 416 / 2003

COL·LABORACIONS

de los cuales ya hemos mencionado son metales; el líquido fundido, al igual que una colada de Fe o acero líquido, pasó a través de un cierto orificio espacial de aproximadamente 3 × 10 8 m, 25 veces mayor que el diámetro de la Tierra, donde fue atomizado por un gas oxidante, similarmente a como se atomiza un líquido metálico con un fluido para obtener polvo metálico en pulvimetalurgia, probablemente aire, dando origen a un conjunto de granos del tamaño de la Tierra (de forma esferoidal); se formó así nuestro sistema solar, con los planetas o granos (macrogranos) girando alrededor del Sol, que fue la última parte que se conservó incandescente, por haberse agotado el gas oxidante, quedando rodeado por un gas inerte (helio, por ejemplo) o reductor (H 2, deuterio). La solidificación no fue brusca, porque de lo contrario los planetas no serían esferoides, sino de forma irregulares. Los granos o planetas fueron solidificándose y oxidándose, tanto internamente como externamente, y los elementos más ligeros (como Al, Si y parte del Fe) emigraron a la capa externa y se oxidaron, formándose escorias, por tener un potencial de oxígeno más negativo en términos termodinámicos o termoquímicos, siguiendo los diagramas d’Ellinghan, Jeffes y Ridchardson, que tensionaron dicha capa externa por el aumento de volumen y formaron rugosidades, lo que motivó las primitivas cordilleras o montañas (figura 10). Internamente quedaron los metales más pesados, como el níquel y el hierro, en estado líquido. La atomización de la Tierra tuvo lugar en medio oxidante, como lo demuestra el que la parte externa esté compuesta por óxidos de Fe, Al y Si. En el núcleo de la Tierra quedaron principalmente metales fundidos, como Ni y Fe, a alta temperatura. La corteza o parte externa de la Tierra actuó como aislante del calor, por su baja conductividad térmica, evitando que el núcleo se enfriara. Posteriormente, la atmósfera del espacio cambió, disminuyendo en

oxígeno, a una atmósfera reductora de hidrógeno, la cual redujo gran parte de los óxidos de Fe, Cu, Zn, Pb, etc. y de los metales fácilmente reducibles, formándose vapor de agua, que posteriormente condensó en la capa externa de la Tierra formando el H2O. Finalmente, después de consumirse los gases reductores como el H2, volvió a cambiar el ambiente en atmósfera oxidante, probablemente aire. Estos cambios de gases, producidos antes y después de la atomización de la masa acumulada, es lo que dio origen a la actual forma o morfología de la Tierra (o primer material que tocó el ser humano). Según esta teoría podemos explicar más fácilmente la forma esferoidal de la Tierra, así como de los demás planetas, con una cierta rugosidad superficial. En la Tierra, por haber sido atomizada con atmósfera oxidante, se formó una corteza de óxidos metálicos, como Fe 2O3 , FeO, SiO2 , Al2 O3 , TiO 2, CaO, principalmente, lo cual explicaría su composición superficial, quedando en el interior una parte líquida metálica de elementos más pesados, como Fe y Ni, que explica su magnetismo. Los planetas más cercanos al Sol serían los más pesados y los más lejanos, como Saturno y Júpiter, serían los de menor densidad y los que contendrían más cantidad de gases, como H2 y He, que a su vez serían los primeros elementos que se formaron y atomizaron a un líquido metálico fundido. Los planetas se situarían en la misma dirección de la atomización, girando alrededor de la última parte que se atomizó, que fue el Sol o estrella de nuestro sistema solar. La propia atomización produce ópticamente un disco brillante, hasta convertirse en estrella, al finalizarse la atomización. El agua de la Tierra se podría explicar por un cambio de atmósfera oxidante a reductora. Al irse consumiendo parte del oxígeno de la atmósfera de la Tierra, ésta quedó NPQ 416 / 2003

reductora, reduciéndose los óxidos de la corteza, formándose los océanos y mares, consumiéndose la mayor parte del H 2 y volviendo a ser la atmósfera oxidante. El enfriamiento de la corteza, la propia atomización, la propia oxidación -reducción, formó una superficie externa de la Tierra de aspecto rugoso e irregular, formándose las primitivas montañas, cordilleras y valles de distintas alturas y profundidades, por donde inicialmente circuló el agua, dando lugar a los primitivos ríos, mares y océanos, como anteriormente hemos explicado. La vida en la Tierra se podría explicar por haberse formado, a una temperatura ambiental adecuada, un planeta con agua, oxígeno y luz, elementos fundamentales, que conjuntamente con la formación de substancias químicas orgánicas, como las que se han encontrado en los meteoritos de agua, de estructura atómica amorfa, obtenida por rápida solidificación durante el Big Bang o durante la atomización de nuestro sistema solar, dio origen al reino vegetal primero y posteriormente al reino animal, en el transcurso del tiempo. Los anillos de algunos planetas se formaron por acumulación de partículas finas durante la atomización, que posteriormente giraron alrededor de la parte más gruesa o planeta. La forma de los cráteres de los planetas se puede explicar, en la mayor parte de las veces, por el golpeteo de los meteoritos procedentes de la atomización, o bien por reacciones químicas internas que formaron explosiones tipo cráter. Los satélites y en especial la Luna podrían explicarse por la unión de dos planetas durante la propia atomización, que posteriormente se separaron, bien sea por la rotura de la escoria externa de ambos o bien durante el proceso de oxidación-reducción. Esto explicaría el agua que recientemente se ha encontrado en la Luna, en especial en los cráteres de sus polos.

COL·LABORACIONS

A modo de resumen, los principales puntos de esta posible teoría serían los siguientes: 1. En algún lugar del espacio, después del Big Bang, existió una formación de masa líquida con la participación de todos los elementos químicos que conocemos de la tabla periódica, de los cuales la mayoría son metales. 2. Esta masa fue absorbida por un orificio espacial, probablemente por algún agujero negro, y posteriormente fue atomizada, formando nuestro sistema planetario. La inclinación de las elípticas coincide con la dirección de atomización. El agujero negro fue el crisol y primitivo horno donde se fundió la masa del sistema solar. La atomización fue realizada por la energía que se transformó en masa de gas oxidante a alta velocidad y presión, siguiendo siempre las leyes correspondientes al primer principio de la termodinámica de conservación de la energía. Simultáneamente, existieron fenómenos de oxidación, formándose óxidos de los metales más oxidantes, como aluminio, silicio, sodio, litio y hierro, según los diagramas de equilibrio termodinámicos. 3. Tuvo lugar una emigración de estos óxidos al exterior, por diferencia de densidad, formándose una parte externa de menor densidad que la interna. Durante el enfriamiento se formarían las cordilleras, montañas, valles, originándose un planeta esferoidal pero con cierta rugosidad externa. Posteriormente, se produjeron cambios atmosféricos de atmósferas reductoras, reducciones de parte de estos óxidos, según la relación de presiones parciales de agua e hidrógeno, PH O / PH , formándose agua que durante el enfriamiento produciría agua líquida, que originaría los océanos, lagos, ríos, etc. Técnicamente, las rugosidades llenas de agua. 2

4. En el centro de la Tierra quedaron los metales de más alta densidad, como parte de hierro y níquel, principalmente. Estos materiales ferromagnéticos explican que la Tierra tenga un cierto campo magnético importante con sus respectivos polos. El campo magnético se debe a que tanto el hierro como el níquel son elementos magnéticamente dulces y que, por su alta temperatura, sus átomos y dominios magnéticos están en un estado dinámico que imposibilita un campo magnético más alto, pues superan en mucho a la temperatura del punto de Curie del Fe o del Ni, si bien este campo magnético alto se atribuye al flujo electrónico del Fe-Ni líquido, que al girar la Tierra origina un campo magnético inducido que protege a la Tierra del viento solar, como hemos comentado en la teoría estándar. El giro de la Tierra sobre sí misma es pequeño, pero se debe al fenómeno de la atomización inicial. Su velocidad permanecerá constante mientras el sistema planetario esté en equilibrio. 5. Los astros formados giraron alrededor de la última parte de la masa que quedó incandescente por falta de oxígeno, probablemente atendiendo a las leyes formuladas por Newton, Kepler, etc. formándose el Sol. En algún momento de la atomización debió cambiar la composición química del líquido, atomizándose poca parte de masa, denominada roca, y quedando ésta unida a una gran cantidad de gas de atomización, lo que explicaría la formación de los planetas grandes como Júpiter y Saturno, cuyos núcleos como se sabe son de roca. Los discos iniciales de la formación de las estrellas representarían la base del cono de atomización. 6. La presencia de oxígeno, agua y luz dio origen a los vegetales y a los seres vivos. NPQ 416 / 2003

DISCUSIÓN Y REFLEXIÓN DE LAS DISTINTAS TEORÍAS EXPUESTAS DE LA FORMACIÓN DE LA TIERRA La teoría estándar aceptada está basada en una alta investigación experimental, astronómica y espectroscópica. Si bien continuamente se está investigando mediante el envío de satélites, sondas especiales, naves espaciales, a diversos planetas, puesto que quedan muchas incógnitas para aclarar. Se están estudiando los meteoritos, así como las atmósferas o gases que se produjeron durante el Big Bang. Partículas como los neutrinios son de gran importancia para asegurar esta teoría. Asimismo, el estudio de sintetización de partículas elementales en el sincrotrón es actualmente de enorme importancia e interés para el conocimiento de la materia oscura y de los orificios negros, y para las aplicaciones médicas e industriales que se deriven. La pulvimetalurgia en sí podría explicar en esta teoría estándar el proceso de acreeción de los polvos cuando están en una fase de baja gravedad o de ingravidez para dar lugar a planetas como la Tierra, así como los de nuestra constelación solar, mediante cierta compactación isostática y sinterización. La formación del núcleo metálico de Fe-Ni debe ser considerado como un proceso metalúrgico. La atomización de polvos podría explicar mejor el fenómeno de la redondez de los planetas y estrellas, la utilidad de los orificios negros, así como los cambios de la atmósfera que se sucedieron en la Tierra, que por oxidación-reducción dieron lugar a la formación del agua, ocasionando con ello los océanos, mares y ríos. El aspecto morfológico de ciertos polvos atomizados es muy similar a las imágenes de la mayor parte de los planetas (figura 11). Científicamente, dentro del proceso de atomización de polvos metálicos, continuamente se está avanzando en técnicas que posibilitan nuevos

COL·LABORACIONS

sistemas, como la co-atomización simultánea de aleaciones inmiscibles, como ha mostrado W. G. Hopkins en su publicación en la revista Metal Powder Report (MPR, febrero 2002), que ha conseguido obtener polvos de Al recubiertos por una importante capa de Pb, lo cual aplicado a la posible co-atomización de la Tierra, mediante la simultánea atomización de los distintos materiales que componen las diferentes capas de la misma, habría dado lugar a un núcleo metálico rodeado por el manto y la corteza. La idea de la posible contribución en la formación del Universo y muy concretamente de la Tierra a través de la metalurgia de polvos, deberá considerarse sólo como una introducción y su viabilidad precisa de estudios posteriores más profundos que lo que se ha expuesto en estas líneas. La historia demuestra que muchas ideas, inventos e innovaciones científicas han costado muchos años de ser aceptadas. Es ciertamente curioso que finalice este estudio con la misma concepción que tenía de niño, cuando imaginaba la creación de la Tierra por un ser superior, seguramente porque había visto en algún libro u oído de algún profesor que Dios creó una cierta masa y, juntando sus manos en forma de crisol, la fundió y sopló fuertemente para esparcirla por el espacio, es decir, una atomización... con aire en toda regla.

3,4

F. A. Calvo. Contribución de la Química al Desarrollo de la Metalurgia. Historia de la Química. Real Academia de Ciencias

Josep Mª Trigo i Rodríguez. L’Origen del Sistema Solar. Enciclopedia Catalana, 2000.

Stuard Ross Taylor. Nuestro Sistema Solar en el Cosmos. Cambridge University Press, 2000.

M. Eudier. Congreso Mundial de Pulvimetalurgia (PM-86). Dusseldorf, 1986.

B. Taylor. Los Grandes Atlas Visuales. El Periódico, 1994.

M. Eudier. Metafram, documento privado.

J. A. Bas. Jornadas de Fatiga. Organizado por la Sección Técnica de Metalurgia de l’Associació de Químics de Catalunya, con motivo de su 25 aniversario, en el LGAI. Abril 2002. Publicado en el NPQ n.º 409. Agosto 2002.

G. González, D. Brownlee P. Ward. La Vida en el Universo. Revista Investigación y Ciencia. Diciembre 2001. Heribert Barrera. Comentaris sobre la presentació del llibre La Farga Catalana, pel Prof. Pere Molera, STM i CM, Sala Actes, Associació-Col·legi de Químics de Catalunya, 12-11-1980.

18,19,25

J. A. Bas. Metalografía y Propiedades Mecánicas de Metales Sinterizados. Tesis Doctoral dirigida por el Profesor F. A. Calvo. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto Tecnológico «Emilo Jimeno». Universidad de Barcelona. Marzo 1976.

Josep Corbella. Una Nueva Biografía del Universo. La Vanguardia, 16 febrero de 2003.

8,9,10

Mª Jesús Mediavilla. La Historia de la Tierra.

J. Corbella. La Vanguardia, 16 febrero de 2003.

Stephen W. Hawking. El Universo en una Cáscara de Nuez. Editorial Planeta, 2002.

Stephen W. Hawking. Historia del Tiempo. Del Big Bang a los Agujeros Negros. Editorial SA. Madrid, 2002.

BIBLIOGRAFÍA 1

Exactas, Físicas y Naturales. Madrid, 1981.

Stuard Ross Taylor. Nuestro Sistema Solar y su lugar en el Cosmos . Cambridge. University Press, 2000. Historia de la Ciencia Española. Revista Muy Especial, n.º 53, 2001.

NPQ 416 / 2003

20,21,22

F. Sánchez. Obtención y Caracterización de Polvo de Bronce Atomizado con Agua. Tesis Doctoral dirigida por P. Molera y J. A. Bas. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia. Universidad de Barcelona. Mayo 1999.

H. Kishidata, Japan Soc. Powder and Powder Metallurgy. Febrero 1972.

Métallurgie des Poudres. Mission d’Assistance Technique nº 141. Publié par l’Organisation Europeenne de Coopération Économique. 2 Rue André Pascal, París 16. 1955, pag. 178-179. ☯

COL·LABORACIONS

EXPLORACIÓ DE RESULTATS MULTIDIMENSIONALS: ANÀLISI D’AGRUPACIONS MITJANÇANT MÈTODES JERÀRQUICS M. S. Larrechi * Departament de Química Analítica i Química Orgànica Universitat Rovira i Virgili

L’objectiu d’aquest article és introduir els conceptes bàsics de l’anàlisi d’agrupacions de resultats multidimensionals. S’introdueixen les mesures més habituals que permetran agrupar objectes o mostres que es caracteritzen per anàlisis múltiples i es presenta la construcció dels mètodes jeràrquics més emprats habitualment. Es planteja un problema real d’aplicació d’aquests mètodes encara que per a la seva exposició es simplifica a un cas reduït.

INTRODUCCIÓ Una de les finalitats que es persegueixen quan s’analitzen mostres caracteritzades per nombrosos anàlisis (resultats multidimensionals), és trobar similituds entre elles que permetin, en base a les anàlisis efectuades, establir agrupacions. Les agrupacions trobades poden servir posteriorment per classificar objectes desconeguts. Amb l’objectiu d’il·lustrar alguns dels diversos mètodes que ens permetin trobar grups, prendrem com a referència el següent exemple [Remolà 1996]:

se en base a aquests criteris. Amb la finalitat d’assignar l’origen de les mostres desconegudes, es va dur a terme llur anàlisi mitjançant fluorescència de raigs-X del seu contingut en diferents metalls: Al, Mn, Fe, Ti, Ca, K, Si, Al, P i Mg. Es plantejava esbrinar si aquests fragments s’agrupaven en base a aquestes anàlisis en grups relacionats amb la seva procedència, establerta per criteris arqueològics. Si això era així, podia suposar-se que seria factible associar els objectes desconeguts amb algun dels grups establerts. Les anàlisis efectuades van proporcionar una taula de dades de (85 × 10) elements i que es correspon amb una matriu que anomenem X.

més reduït i es corresponen amb les taules de dades que es fan servir al treball. Com ja es pot intuir de l’exemple esmentat, la hipòtesi que s’assumeix és que aquells objectes que s’agrupen dins d’un grup han de tenir major similitud que la que mantenen amb els objectes d’altres grups; per tant, cal establir una mesura que ens permeti avaluar aquest concepte de similitud.

MESURES DE SIMILITUD

Amb l’objecte d’exemplificar de forma senzilla la dinàmica d’actuació dels diversos mètodes que a continuació s’expliquen, s’ha simplificat aquesta matriu a un nombre de mostres analitzades (anomenades també objectes) i variables (concentració determinada d’elements) molt

Si tenim un conjunt d’N objectes caracteritzats pels valors de les seves variables (x1, x2,..., xm), està clar que seran tan similars com més semblants siguin els seus valors en les variables individuals, el què es traduirà en que es situïn propers en l’espai m-dimensional. Per tant, qualsevol mètode d’agrupació comença pel càlcul de la similitud entre els objectes.

* L’autora agraeix tots els comentaris relacionats amb els continguts d’aquest article. Poden dirigir-se, mitjançant missatge electrònic, a l’adreça: quimio@quimica.urv.es. Una versió en suport electrònic d’aquest article i informació addicional pot trobarse a: http://www.quimica.urv.es/quimio.

Els tipus de mesures de similitud més importants són: distàncies, coeficients de correlació i d’altres [Massart 1983, Mahalanobis 1936].

En un abocador de la ciutat de Tarragona, antiga Tarraco, es van trobar milers de fragments d’àmfores dels quals se’n van seleccionar 66. Tots varen ser catalogats com a procedents d’orígens diferents en base a criteris arqueològics. A més, van trobar-se 19 fragments més, que no varen poder catalogar-

NPQ 416 / 2003

COL·LABORACIONS

DISTÀNCIA COM A MESURA DE SIMILITUD Un objecte i, definit en l’espai m-dimensional pel seu vector fila xi, és igual a l’objecte p, definit per x p, si la seva distància Dip en l’espai m-dimensional és igual a zero. Com menor sigui el valor d’aquesta distància, més semblants són els objectes que es comparen entre si. Distància Euclídea El seu valor per a dos objectes i i p es calcula mitjançant l’equació: m

∑ (xij − xpj )2

Dip =

j =1

o en termes de notació vectorial: Dip2 = (x i − x p )T(x i − x p ) Si s’està interessat en donar major importància a unes variables respecte a d’altres, el càlcul s’efectua a partir de la següent expressió: m

Dip =

∑ w j( xij − xpj )2 j =1

∑w j = 1

El valor de la distància Euclídea estandarditzada ens ve donat per: m

Dip =

∑ ((xij − xpj ) / s j )

j =1

essent sj la desviació estàndard dels valors associats a la variable j per a tots els objectes (m) que constitueixen la matriu de dades X: 1 sj = n

∑ (xij − x j )

Distància de Mahalanobis Aquesta distància ens permet calcular la distància entre un objec-

te particular, per exemple p, i un grup d’objectes, el valor central dels quals ve representat, per exemple, per xi: Dip2 = (x i − x p )T C−1(x i − x p ) essent C el valor de la matriu variància-covariància dels objectes representats per x i. La distància més habitual en l’anàlisi d’agrupacions és la distància Euclídea. MATRIU DE SIMILITUD Ja hem indicat que la similitud entre totes les parelles d’objectes es pot mesurar utilitzant algunes de les magnituds descrites anteriorment. El resultat d’aquests valors és el que s’anomena matriu de similitud. És una matriu simètrica de dimensions (N × N). La taula 2 es correspon a la matriu de similitud pels fragments d’àmfores representats en la taula 1, en avaluar la distància Euclídea entre cada parella d’objectes.

MÈTODES D’AGRUPACIÓ Quan es disposa d’un grup d’objectes i s’està interessat en analitzar la similitud existent entre ells, existeixen dues aproximacions al problema. Una d’elles consisteix en considerar cada objecte com un grup aïllat amb identitat pròpia i anar incrementant la seva grandària fins a obtenir un únic grup format pel total de tots els objectes. Aquest procediment és l’anomenat aglomeratiu. El grup augmenta de grandària i, simultàniament, decreix la similitud entre els objectes. La segona aproximació al problema és precisament la inversa, és a dir, considerar que inicialment tots els objectes formen un grup. Aquest grup inicial es va dividint a mesura que s’exigeix major similitud entre els objectes perquè constitueixin subgrups. Aquest procediment s’anomena divisiu. La classificació més habitual entre els mètodes d’anàlisi d’agrupacions consisteix en parlar de mè-

Mostra

Al2O3

MgO

MnO

Fe2O3

1 - Classe 1 2 - Classe 1 3 - Classe 1 4 - Classe 3 5 - Classe 3 6 - Classe 6 7 - Classe 6

11.33 14.22 13.25 23.31 23.30 16.02 15.09

2.36 2.19 2.56 4.59 4.51 3.34 3.05

61.08 64.46 64.39 50.78 53.90 70.27 70.05

4.80 6.26 5.37 10.45 8.46 4.75 4.67

Taula 1. Dades d’àmfores extretes de l’exemple àmfores (1). Classe 1 (Àfrica), classe 3 (Sardis), classe 6 (Lusitània).

1 2 3 4 5 6 7

0 4.68 3.87 16.92 14.59 10.36 9.75

0 1.37 17.12 14.29 6.37 5.94

0 17.79 14.98 6.58 6.01

0 3.70 21.61 21.79

0 18.33 18.57

0 1.02

Taula 2. Matriu de similitud (en termes de la distància Euclídea) per a les dades mostrades a la taula 1. NPQ 416 / 2003

COL·LABORACIONS

todes jeràrquics i mètodes no jeràrquics.

Taula 3

1 2 3 4 5 *(6,7)

MÈTODES JERÀRQUICS En aquests mètodes s’uneixen els objectes o grups d’objectes que estan més propers en l’espai m-dimensional fins a formar un sol grup. Són molts els algorismes jeràrquics [Kaufman 1990, Bratchell 1989, Ward 1963] que permeten arribar a aquest objectiu, i es diferencien en el criteri utilitzat per decidir quines han de ser les unions i la magnitud considerada per avaluar la similitud. Nosaltres descriurem els emprats més freqüentment. MÈTODE D’UNIÓ SIMPLE, MITJANA I COMPLETA En aquest mètode es fa servir la distància com a mesura de similitud entre dos objectes. El procediment comença, un cop calculat el valor distància entre totes les possibles parelles de objectes, unint aquells objectes pels quals s’ha trobat el valor de distància més petit. Suposem que aquest valor és Dp q , corresponent a la distància entre l’objecte p i l’objecte q. Aquests objectes s’uneixen i es substitueixen per un nou objecte combinat p* = pq. El procediment segueix de la mateixa manera, pel què es calcula de nou la distància entre aquest objecte p* i la resta. En aquest càlcul es diferencien les tres varietats: simple, mitjana i completa. A la d’unió simple, el valor de Dip* que es considera és el més petit entre Dip i Diq, és a dir: Dip* = mín (Dip, Diq) En el mètode d’unió completa és justament al contrari: Dip* = màx (Dip, Diq) Finalment, en el mètode d’unió mitjana: Dip* = (Dip + Diq) / 2

*(6,7)

0 4.68 3.87 16.93 14.59 10.05

0 1.37 17.12 14.29 6.13

0 17.79 14.98 6.28

0 3.70 21.69

0 18.44

Taula 4

1 **(2,3) 4 5 *(6,7)

**(2,3)

*(6,7)

0 4.24 16.92 14.59 10.06

0 17.44 14.62 6.17

0 3.70 21.69

0 18.44

Taula 5

1 **(2,3) ***(4,5) *(6,7) Taula 6

****(1,**) ***(4,5) *(6,7) Taula 7

***(4,5) *****(*,****)

**(2,3)

***(4,5)

*(6,7)

0 4.24 15.69 10.05

0 15.99 6.17

0 12.10

****(1,**)

***(4,5)

*(6,7)

0 15.70 8.07

0 20.05

***(4,5)

*****( *,****)

0 17.55

Simultàniament, es va construint el gràfic unint els objectes a un nivell equivalent al valor de distància trobat. Aquest procediment es repeteix fins que tots els objectes apareixen units de forma jeràrquica, originant-se els anomenats dendrogrames. Com a exemple, a les taules adjuntes es reflecteixen els resultats obtinguts en aplicar el mètode d’unió mitjana a les dades de la taula 1. Com s’observa a la taula 2, en base al càlcul de la distància Euclídea els objectes més propers són el núm. 6 i el núm. 7, que s’uneixen a una distància D6,7 = 1.02. A contiNPQ 416 / 2003

nuació, aquests objectes es substitueixen per un nou punt (*) el vector del qual és x6,7 = (x6 + x7) / 2. El càlcul de la matriu de distàncies aportaria els nous resultats que veiem reflectits a la taula 3. La nova distància més curta correspon al valor 1.37 entre els objectes 2 i 3. Aquests objectes es substitueixen a la matriu de dades X pel punt mitjà (**), de coordenades x2,3 = (x2 + x 3) / 2. La nova matriu de distàncies és la de la taula 4. La distància més petita ara és 3.70, i correspon als objectes 4 i 5.

COL·LABORACIONS

Novament es defineix un punt (***), de coordenades x4,5 = (x4 + x5) / 2. La nova matriu de distàncies és la de la taula 5. En aquesta ocasió, s’uneix l’objecte núm. 1 amb el centre (**) a una distància de 4.24, i novament es definirà un centre (****) d’aquests punts calculant el valor mitjà dels seus vectors respectius. El nou càlcul ens proporciona els valors de la taula 6, on la distància més curta és entre el (*) i (****). Seguint la mateixa dinàmica, es tancaria el càlcul amb la darrera matriu de distàncies (taula 7). La figura adjunta representa l’arbre jeràrquic (o dendrograma) que s’hauria anat construint unint els punts indicats a les distàncies indicades. És freqüent trobar que moltes vegades, a l’hora de construir el dendrograma, no es representa directament el valor de la distància, sinó que es defineix un valor de similitud de la forma:

Sp,q = 1 −

Dpq Dmàx

essent Dmàx el valor màxim de distància trobat entre dos objectes. De

manera que un valor de S = 1 es correspon amb un màxim de similitud, i S = 0 significa similitud mínima. Un cop construït el dendrograma, l’establiment de grups s’efectua tallant les unions al nivell de similitud definit per l’experimentador, per poder considerar que els objectes són iguals. Per exemple, en el cas explicat, si s’exigeix un nivell de similitud de 0.65 per considerar que dos objectes pertanyen al mateix grup, s’ha de traçar a aquest nivell d’S una paral·lela a la base del dendrograma i analitzar posteriorment tots aquells objectes que romanen agrupats. En aquest cas s’observen tres grups, el format per 1, 2 i 3, el grup format per 6 i 7 i el format per 4 i 5. Aquesta conclusió concorda perfectament amb les assignacions efectuades per a aquestes mostres en base a criteris arqueològics [Remolà 1996]. MÈTODE DE WARD En aquest mètode també es calculen les distàncies com a mesura de similitud entre els objectes, però a l’hora d’unir-los per tal d’establir grups, els objectes o grups s’uneixen amb el criteri de que siguin el més compactes o homogenis possible. L’heterogeneïtat s’avalua com la suma dels quadrats de les distàncies de cada objecte del grup considerat al centre de l’esmentat grup. 0

17.55

CONCLUSIONS En aquest treball s’ha introduït la distància entre dos objectes definits per múltiples variables com a mesura de similitud entre ells. S’ha introduït també la filosofia dels diversos mètodes d’agrupació i s’ha desenvolupat la forma d’actuació dels mètodes jeràrquics, en concret els basats en la unió simple, mitjana i completa, i el mètode de Ward. S’ha posat de manifest que aquests mètodes permeten establir agrupacions entre objectes que concordaven amb les establertes d’acord a criteris arqueològics.

BIBLIOGRAFIA J. A. Remolà, J. Lozano, I. Ruisánchez, M. S. Larrechi, F. X. Rius. Trends in Analytical Chemistry, 51 (1996) 137-151. D. L. Massart, L. Kaufman. Interpretation of Analytical Data by the Use of Cluster Analysis. Wiley, New York, 1983. P. C. Mahalanobis. Proceedings National Institute of Science (India), 12 (1936) 236-244.

S pq

Dpq

El criteri consisteix en unir aquells objectes pels quals aquest valor resulti mínim. Encara que les representacions finals difereixen quant a les distàncies que uneixen a uns objectes amb d’altres, les agrupacions trobades normalment solen ser les mateixes.

8.07

0.54

L. Kaufman, P. J. Rousseeuw. Finding Groups in Data: An Introduction to Cluster Analysis. Wiley, New York, 1990.

4.24

0.76

N. Bratchell. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 6 (1989) 105-125.

1 1 2 3 6 7 4 5

1 2 3 6 7 4 5 NPQ 416 / 2003

J. H. Ward Jr. Journal of the American Statistical Association, 58 (1963) 236-244. ☯

COL·LABORACIONS

SOBRE L’ENSENYAMENT CIENTÍFIC AL NOSTRE PAÍS Secció Tècnica d’Ensenyament

Els membres de la secció tècnica d’ensenyament del Col·legi de Químics de Catalunya, després de la polèmica desfermada darrerament en relació a l’ensenyament científic, i atesos els baixos resultats en disciplines científiques en les proves d’accés a la universitat (PAU), estem convençuts de que la ciència no hauria de ser solament patrimoni dels científics, sinó de tot ciutadà mitjà que finalitzi els seus estudis de secundària. Creiem que haurien de replantejar-se els programes de totes les matèries i també de les científiques, fent-los més breus i aprofundits, seleccionant els continguts fonamentals de cada matèria de manera que accentuïn la motivació i l’interès de

l’alumne, així com les seves capacitats d’observació, inducció i raonament. A fi i efecte d’afavorir al màxim aquestes capacitats, creiem del tot indispensable l’existència d’un seriós programa experimental a desenvolupar en els laboratoris, de manera que aquest s’integri dins del programa general. És indubtable que és molt còmode desenvolupar el programa d’una disciplina científica a la pissarra o bé ben asseguts en una cadira, però no creiem que aquesta sigui la manera més atractiva i eficient d’ensenyar una ciència experimental, ja que aquesta neix, es desenvolupa i creix en els laboratoris, i la millor forma d’ensenyar-la és mitjançant un treball pràctic al laboratori.

Però, què necessitem per fer-ho possible? Sabent que la majoria de centres disposen dels mitjans necessaris per realitzar aquests programes, cal que les autoritats polítiques i acadèmiques entenguin que el que realment cal és la possibilitat de desdoblar el grup classe quan realitzin les pràctiques de laboratori, i això implica l’adequació de l’horari del professorat a aquestes necessitats. En el cas que aquestes i d’altres propostes aparegudes a la premsa no es portin a terme, estarem portant el nostre país a un empobriment científic i tecnològic irreversible, amb les conseqüències econòmiques que això comporta. ☯

NOU SERVEI COL·LEGIAL Entre les finalitats del Col·legi de Químics de Catalunya figura la d’oferir a tots els seus col·legiats els serveis que considera de la màxima utilitat per a tots. Per això ens complau comunicar-vos el acord a que hem arribat en el sector de les assegurances, gestionats a través d’Eurogestió bcn S. L. Correduria d’assegurances. Davant diverses opcions hem escollit la que aporta el millor servei al millor preu. Gràcies a aquest acord hem aconseguit que companyies d’assegurances confeccionin i desenvolupin un programa complet de productes per proporcionar la màxima protecció davant qualsevol eventualitat, amb unes condicions especials per a col·lectius, de la que es poden beneficiar tots els col·legiats i llurs familiars. A través d’Eurogestió us oferim productes com: • Assegurança d’automòbil. • Assegurança de la llar. • Assegurança dels despatxos professionals. • Assegurança d’assistència sanitària. • Assegurança de vida. • Assegurança d’accidents. A la nostra pàgina web, a la secció de «Altres Serveis», trobareu el vincle per accedir a la web d’Eurogestió, on hi ha informació detallada d’aquests productes, o trucant al tel. 93 232 74 69, on atendran totes les vostres consultes.

NPQ 416 / 2003

COL·LABORACIONS

LA PROSA DE LA POLÍTICA Ginés Olmos

L’idil·li furient que enardeix el partit polític guanyador d’una contesa electoral, indefectiblement envoltada de disbauxa, guirigall i brindis, és de curta durada, tan breu com girar full a l’agenda de treball i encarar-hi l’exercici de l’acció de govern que no pot anar més enllà del que permet el diner amb que es compta, sent aquest, ben bé, el pòsit real que en queda d’esvair-se l’escuma de les paraules grandiloqüents i prometences, com la clàssica de fer un pont o empedrar la carretera o portar el tren... És prou entès, no cal ésser massa crescut, que sense diners no es va enlloc, i la política com a gestor encara menys, perquè s’assenta originàriament sobre deures crematístics ineludibles, tan simples com pagar sous si més no, que no és poc, la qual cosa necessita d’un cabal fluent que no cal dir d’on brolla: de la butxaca de tothom i que té un nom propi: l’impost. Un mot inquietant que amoïna tant a la gent comprensiva com a la indiferent a la res pública. El següent esment fa palès aquest sentiment: pels anys cinquanta, a França, en va sortí un aprenent de polític, de nom Pierre Poujade, que oferí treure els impostos i, sorprenentment, tingué un nombre elevat de vots, que cridà l’atenció internacional, 52 escons al Parlament, però no els suficients per crear assentament de tan flagrant inconsciència. L’avés a tributar-ne ve de vell. Ja n’era d’ús pels ciutadans grecs i llatins. Tucídides, escriu Plutarc, acusà Pericles de lapidar a la babalà els calés de l’erari públic. Juli Cèsar deixà escrit «Imponere tributum in capita» (imposar tribut per cap). L’apòstol i evangelista sant Mateu

era recaptador d’impostos a Judea per compte dels romans; era a Cafarnaum que Jesús el convidà a seguir-lo. Vespasià, a meitat del segle I, reordenà el sistema tributari, afegint-hi el graciós impost per l’establiment de pixadors a la via pública. Cervantes, dels molts oficis que tingué, a més d’ésser el gran novel·lista castellà, va exercir de comissari reial de provisions, que casualment fou excomunicat per requisar blat d’uns eclesiàstics, i també empresonat en perdre els diners de recaptacions dipositats a un banc sevillà que va fer fallida. La tradició tributària a la Península s’inicià el segle XII, al regne de Lleó, on el rei Alfons VII, en dificultats financeres, demanà «vi vel gratu» (per força o gustós) un impost extraordinari als seus habitants, cosa que paregué en part un encert, puix que n’afavorí el control de la inflació, una eventualitat sempre present. A Catalunya, primer quart del segle XIII, regnat d’en Jaume I, foren organitzades les Corts catalanes amb el propòsit d’incloure representants de les ciutats, la burgesia, a la cúria regia representada sols per la clerecia i la noblesa, i demanar recursos amb més expandiment de possibilitats. És confluent la necessitat de diners per part de la Corona i la creació de les Corts, on s’establí l’administració fiscal. Voldria dir que Corts i tributs són símbols significatius de la mateixa cosa. Posat que la població creixia, les necessitats comunes augmentaven, sobrepassant el capítol seguretat la prestació de serveis, en especial d’infrastructures. D’aquí el caràcter universal de l’impost, que amb l’esNPQ 416 / 2003

tabliment del income tax britànic, l’any 1842, esdevingué la imposició del tribut personal i a un mateix tipus de coerció en relació a la suma de rendes provinents de propietats, treball i capital. A començaments del segle XX, el 1909, s’estableix el surtax, impost de tarifa progressiva, caient el pes d’aquest tipus sobre les rendes de nivell més alt. La recaptació de diners i la següent redistribució al que correspon és la mare dels ous de l’enfrontament polític entre partits. Intel·ligentment cap d’ells qüestiona l’existència de l’impost, però sí la quantia i l’emprament. Perquè és cert que l’impost condiciona diversos aspectes de la vida: incideix en el desenvolupament de l’economia domèstica, l’estalvi, el consum... i d’altra banda en les inversions de l’Estat, en la competitivitat del sistema productiu, els nivells d’ocupació i en especial l’estat del benestar, el genial Welfar state, sense oblidar la irremeiable càrrega de la burocràcia, que hi copsa el 15 % de la població activa. La resultant d’aquest revoltim d’incidències político-social-econòmic dependrà substantivament de la ideologia del partit que hi mani, i que al Parlament està pla bé definit: dreta i esquerra. La dreta, de mentalitat liberal, no necessàriament política, que reivindica la paternitat de la revolució industrial i els seus beneficis, sosté que el bon afer de la societat sols reïx d’un mercat sense regles, de la iniciativa individual, el que es coneix per burgesia feinera, i sobretot del joc que hi dóna l’oferta i la demanda. El paper de l’Estat ha d’ésser només de garant i no gestor de

COL·LABORACIONS

la cosa pública, la qual cosa fa desaparèixer d’escena l’estat del benestar posant-hi al seu lloc la societat del benestar –de tots o d’alguns?–, en la que no hi ha drets socials, només hi ha el fruit de la seva contribució a la producció i, per als qui no hagin tingut oportunitat a participar-hi, la caritat. S’hi veu de llarg que tal sistema no necessita de gaires impostos; tan sols els indispensables per mantenir l’ordre públic que sovint es veuria avalotat. Seria molta la gent que se’n revoltaria. Caldria preguntar-se a què fou deguda la naixença del comunisme, si tot rotllava tan bé amb el liberalisme pur de l’època. Sortosament avui l’escenari social vesteix d’un altre agençament. L’esquerra, de tarannà progressista, segellada per un sentiment solidari, uns per idealisme, d’altres per ratllar la pobresa, s’aferma en els drets socials per sobre de la llibertat com veritables drets de l’home, que s’apleguen en el dret a la salut, l’educació i el treball, tres gegants inaccessibles per als menys afortunats i exigus ninots per als més adinerats. La llibertat, malgrat tot ésser un do diví de primera categoria per a l’ésser humà, en certs moments ha estat qüestionada (s’entén en relacions humanes). Fou el dominic i

prestigiós predicador de Notre Dame de París, J. B. Lacordaire, qui proferí la màxima lapidària: «Entre el fort i el dèbil la llibertat és la que oprimeix i la llei la que allibera». La sentència no n’és gratuïta, és fruit de la vivència personal i una obvietat, si hom compara les diverses etapes de la civilització de la humanitat. La llei, sàpiga dolç o amarg, és una regla d’acció coercitiva. És en aquest context on l’ideal progressista vol emplaçar la igualtat en allò que és fonamental per viure en societat, el desenvolupament de la qual lliga, a forciori, l’Estat com únic ens pertinent per distribuir la riquesa, que, mai que s’ha de crear, és considerada de tots. Això s’anomena justícia distributiva, la que posa per sobre la competència i la rendibilitat el principi universal dels drets humans. A tomb d’aquesta justícia en particular, l’Església, de suprema autoritat moral, ha tingut quelcom a dir. Recolzant-se en reflexions filosòfiques de sant Tomàs d’Aquino de que «de la mateixa manera que la part i el tot són en certa forma la mateixa cosa, i per tant, el que pertany al tot pertany d’alguna guisa a cadascuna de les parts», i a través de les encícliques dels papes Lleó XIII i Pius XI tramet el missatge de què la justícia distributiva, que és

un valor regulador, dóna a l’home, com a part integrant de la societat, el dret d’ésser atès per l’autoritat pública segons les seves aptituds i necessitats. Així mateix, deurà complir les seves funcions respecte a cadascun dels membres de la societat, mitjançant una equitativa distribució de carregues i guanys socials. L’Església, doncs, fa òbvia la imposició d’impostos i llur correcta distribució, posició que envigoreix la tesi progressista. La feixugor esdevé a l’hora d’imposar càrregues, perquè tothom vol que siguin quant menys millor, i en democràcia l’opció a governar depèn rigorosament del nombre de vots afins, el que obliga sempre a caminar de puntetes entre la necessitat i la possibilitat, màxim si es vol mantenir l’estat del benestar. La cosa certa és que, dissortadament, el ventall d’exigències socials mai serà acomplert, sobretot les llistes d’espera als hospitals i un llarg etcètera. Amb tot, hom pot sentir com agosaradament i sense cap rubor en campanya electoral es promet baixada d’impostos i alhora augment d’atenció al ciutadà, des d’una millor seguretat pública fins a auxili domiciliari; de la mateixa manera que si fos possible amassar pa sense farina. Increïble. ☯

PASSEJADES PER COLLSEROLA 18 octubre 2003. Camí de bosc amb alguns passos difícils. Punt de trobada: Carretera de l’Arrabassada km 10,4. Rambla de can Bell, font i runes de l’ermita de sant Vicens del Bosc i font de l’ermità. Dinar a concretar. En cas de pluges recents, a causa del fang, s’intercanviarà la sortida amb la del dia 8 de novembre. Aproximadament: 20-25 euros. 8 novembre 2003. Passejada fàcil per bones pistes. Punt de sortida: Carretera d’Horta a Cerdanyola km 2 (àrea de lleure de can Coll). Pista fins a les ermites de can Cerdà, tornada pel mateix camí, font de sant Pau i entorns de la masia de can Coll. Dinar allà mateix. Aproximadament: 20-25 euros. 13 desembre 2003. Fàcil camí de carena amb vistes al Vallès i al Barcelonès. Punt de trobada: Carretera de l’Arrabassada km 3,7 (revolt de la Paella). Pas del Rei, turó d’en Magarolla (429 m), turó de Valldaura, baixada al portell de Valldaura (fals forat del Vent). Dinar a prop. Tornada per pista panoràmica. Aproximadament: 20-25 euros.

NPQ 416 / 2003

COL·LABORACIONS

ELS DOS SIGNIFICATS DE LES SIGLES «ABS» Marta Calvet Cornet Departament d’Enginyeria Química Universitat Politècnica de Catalunya

La crisi petroliera de 1974 va influir en l’augment del consum dels plàstics, especialment en la indústria dels automòbils. Els plàstics varen ser una bona alternativa per estalviar energia, en permetre disminuir el pes dels cotxes, la qual cosa representava una reducció del consum de combustible. Entre els polímers més emprats per reduir el pes dels automòbils cal esmentar l’ABS (acrilonitril-butadièestirè).

B: polibutadiè H

z S: poliestirè

QUÈ ÉS L’ABS? L’ABS no és un terpolímer aleatori. Pot considerar-se com una mescla d’un copolímer cristal·lí (estirè-acrilonitril ) i un compost elàstic, principalment el polímer de butadiè. Mesclant cautxú amb el copolímer cristal·lí no es produeixen propietats òptimes d’impacte. La millor resistència a l’impacte s’obté quan la matriu del copolímer estirè-acrilonitril és inserida als dominis de cautxú per produir una estructura de dos dominis.

Unitats químiques estructurals L’ABS conté tres unitats químiques estructurals, a saber: H

N x

A: poliacrilonitril

Propietats i aplicacions Totes les propietats que té l’ABS es deuen a les propietats que presenten cada un dels seus components. L’acrilonitril contribueix a la resistència tèrmica i química i a la duresa, el butadiè proporciona resistència a l’impacte, i l’estirè proporciona brillantor superficial, rigidesa i facilitat de processat. La resistència a l’impacte dels plàstics ABS es veu incrementada en augmentar el percentatge del contingut en cautxú, però així disminueixen les propietats de resistència a la tensió i també la temperatura de deformació per escalfament. Es tracta de plàstics molt durs, amb una elevada resistència mecànica i a l’impacte, però degut a la presència del butadiè la seva resistència a l’envelliment és limitada. És un dels pocs plàstics que combinen la resistència amb la duresa. NPQ 416 / 2003

Es pot fer servir en aliatges amb altres plàstics. Per exemple, l’ABS amb el PVC ens donarà un plàstic d’alta resistència a la flama, el que el fa útil en la construcció de televisors. L’ABS té moltes més aplicacions, com ara la fabricació de canonades, juntes, recobriments per a les portes de les neveres i diferents parts moldejades dels automòbils. També en articles d’oficina, instruments de dibuix, bases de telèfons, video gravadores, mobles per al bany, components de càmeres fotogràfiques i articles d’electrodomèstics. L’ABS és menys transparent que el PS (poliestirè), però tant el marge de temperatures en que es pot utilitzar com la seva resistència als hidrocarburs i als olis són més grans. També es pot metal·litzar, recobrint-lo d’una capa metàl·lica per galvanització, obtenint així un producte amb múltiples aplicacions decoratives.

Fabricació L’ABS obté les seves característiques especials a través d’una mescla de dos productes totalment diferents: el polibutadiè i el SAN (copolímer d’estirè amb acrilonitril). Hi ha diferents classes d’ABS, que s’obtenen afegint diferents additius segons el camp d’aplicació i les propietats que ha de reunir el producte final.

COL·LABORACIONS

Fabricació del polibutadiè El butadiè es polimeritza en dissolució amb aigua en un reactor a pressió, i s’obté un polímer elàstic. La dissolució rep el nom de làtex, per tenir un aspecte lletós.

El procés consisteix en la fusió dels productes per mitjà de la calor. La massa fosa es mescla fins aconseguir una pasta uniforme. Aquesta pasta es refreda, es sotmet a extrusió en forma de cintes i després es trosseja en cubs o cilindres d’uns 2 mm de longitud.

Fabricació de l’empeltat Per fer compatible el polibutadiè amb la resina de SAN, primer s’han de polimeritzar sobre la superfície de polibutadiè cadenes de polímer de SAN. Aquesta reacció rep el nom d’empelt. El producte que s’obté s’ha de separar de l’aigua que acompanya al polímer durant tot el procés. Una vegada s’ha separat l’aigua i assecat el polímer, ja el tenim a punt per ser utilitzat en la següent fase de mesclat. Fabricació de la resina SAN El SAN és un copolímer d’acrilonitril i estirè. S’anomena copolímer perquè el polímer es forma per unió en línia de molècules d’acrilonitril i estirè de forma alternada. Bayer fa la polimerització en massa sense utilitzar aigua per a la polimerització. Només es fa servir una petita quantitat d’un dissolvent orgànic que es recupera durant l’etapa de separació dels monòmers que no han reaccionat. És un procés mediambientalment net i no es generen aigües residuals. Fabricació de l’ABS En la planta de granulat es combinen ambdós polímers en les proporcions adequades amb altres additius, pigments i colorants per aconseguir les propietats del tipus d’ABS volgut pel client.

El producte granulat és apte per a que una vegada a casa del client aquest pugui introduir-lo en les seves màquines d’injecció, a fi i efecte de fabricar les peces finals que el consumidor veu en les carcasses dels electrodomèstics, peces dels automòbils, ordinadors, impressores i d’altres on l’ABS dóna una estabilitat i una adequada resistència als cops.

QUIN ÉS L’ALTRE SIGNIFICAT DE LES SIGLES ABS? És completament diferent. Les sigles ABS volen dir sistema antiblocatge de frens. S’ha dissenyat per evitar patinar, ajudant als conductors a mantenir el control durant una situació d’emergència. Gràcies a la presència de l’ABS es poden obtenir unes millors i més potents frenades. El que aconsegueix l’ABS és que les rodes no es bloquegin quan efectuem una frenada molt brusca, de sobte o en sòls lliscants. Però, encara que portem instal·lat ABS, la física és la que s’imposa sempre. Per utilitzar correctament l’ABS hem de pressionar el fre amb la màxima força possible.

Com funciona l’ABS? Un sensor electrònic de revolucions instal·lat en la roda detecta en

NPQ 416 / 2003

cada instant de la frenada si una roda està a punt de bloquejar-se. En cas afirmatiu, envia una ordre que redueix la pressió de frenada sobre aquesta roda, evitant així el seu bloqueig. Quan actua, es nota una pulsació en el pedal del fre, que també es pot detectar en el volant, i en alguns cotxes provoca un moviment de ziga-zaga. No té manteniment. Només cal vigilar que la distància dels sensors que es troben situats sobre les corones dentades en les rodes sigui la correcta. És molt estrany que hi hagi un desajust. El que sí cal tenir en compte és l’estat de la bateria, ja que si baixa suficientment la càrrega observarem que es desprograma el sistema ABS i es desconnecta. Com es reprograma l’ABS davant un mal funcionament degut a una càrrega baixa de la bateria? En primer lloc hem de tornar a recuperar un nivell de càrrega bo. El millor que podem fer es treure la bateria i connectar-la a un carregador, o bé canviar-la per una de nova si es necessari. En cas d’emergència es pot actuar de la següent manera: si aconseguim posar en marxa el cotxe, amb la bateria baixa, mitjançant un pont amb un altre cotxe, rodem durant uns deu minuts a un regim mitjà, sense encendre els llums, amb la finalitat de que la bateria es recarregui una mica. Durant aquest temps anirem amb molta precaució, ja que no disposarem de l’ABS. Seguidament, aparcarem el cotxe i el pararem. Esperarem uns trenta segons abans de tornar a arrencar i... problema resolt! El sistema ha tornat a activar l’ABS. Més endavant recarregarem correctament la bateria. ☯

COL·LABORACIONS

In memoriam JOAN RION En Joan Rion ens ha deixat als 84 anys. La seva vida, plena de facetes, és un model a prendre. Hem de dir d’ell que va ser un d’aquells químics compromès amb la professió, i que van fer possible la creació del Col·legi que avui tenim. Però ens quedaríem curts. Home fortament compromès amb el seu entorn va lluitar durant la dictadura per les llibertats, per Catalunya, per la qual cosa va ser empresonat. Home també de fortes conviccions cristianes va ingressar a Montserrat com a monjo a l’edat de 57 anys. Una vida massa plena per resumir en quatre línies. Pel seu interès reproduïm l’article del bisbe auxiliar de Barcelona, Joan Carrera Planas, aparegut el 24 de juliol de 2003 a Catalunya Cristiana.

«El veia, molt de tant en tant, a Montserrat, al cor monacal. Alguna vegada al refetor, entre els monjos. La porteria del monestir també ens havia donat ocasió per a algunes converses, breus, però substancioses. Tot plegat ben poca cosa, podria semblar. Però ara que el germà Rion se n’ha anat discretament, com havia viscut, en sento el buit. Era un d’aquells testimonis silenciosos que t’acompanyen en la fe. Fins i tot quan no t’hi fixes particularment, saps que hi són. I el seu record t’encoratja. Ben mirat, no tan poca cosa com podria semblar...

alguns consiliaris. Rara ha estat la nostra conversa, al llarg d’aquests últims anys, en la qual el germà Rion no n’esmentés, amb afecte, dos de destacats en aquell moment: Albert Maréchal i Martí Canal... Sempre he cregut en l’absoluta continuïtat del procés religiós de Joan Rion: des de les llavors de contemplació de la revisió de vida, per a ell tan ben copsades, fins a la seva plenitud benedictina. »També en la voluntat de canvi social la vida del germà Rion dibuixa una línia contínua. Amb lucidesa creixent –a la llum de l’Esperit Sant– va anar concentrant les energies en

la renovació de l’home interior. Però el monjo no va matar mai aquell jove que s’havia rebel·lat contra l’opressió social i política i que s’havia compromès, fins a patir presó, per la causa dels pobres, la causa de Catalunya i la causa de la llibertat. No el va matar, sinó que el va madurar. Un signe d’aquest procés positiu el trobem en la seva capacitat de llançar-se a nous i més radicals objectius, sense mai posar-los en contradicció amb els anteriors. Al contrari. Mantenia la seva simpatia envers el socialisme democràtic i els seus líders i amics com ara, entre d’altres, Josep Pallach i Joan Reventós.

»En els meus primers records del germà Rion es barregen la imatge del militant cristià i la del lluitador polític. »Ell havia viscut de prop el moment inicial i engrescat de l’ACO (Acció Catòlica Obrera). Estava unit als seus pioners per l’amistat i pel desig de renovació evangèlica. Justament ara s’escau el cinquantè aniversari d’aquells inicis. Rion, químic de professió, va ser un –el primer, si no ho recordo malament– dels qui van voler trasplantar el seu esperit i els seus mètodes al món dels professionals. Aleshores en dèiem independents, d’acord amb la terminologia francesa. Així va néixer l’ACI (Acció Catòlica d’Independents), íntimament relacionada amb l’ACO, amb la qual compartia

26 d’abril de 2001. 25è aniversari de professió monàstica amb un grup de la seva promoció (1949). NPQ 416 / 2003

COL·LABORACIONS

»Ben segur que, com a tot bon socialista, a Rion el feia patir el socialisme... I que, com a tot bon patriota, el feia patir Catalunya... I que, com a tot bon catòlic, el feia patir l’Església... Però sense ira, sense frustració, sense perdre el delit de continuar construint. Amb esperança. I amb la moderació i àdhuc el punt d’humor que ens dóna saber veure, juntament amb la brossa de l’ull de l’altre, la biga del propi.» ☯

PELEGRINS A MONTSERRAT Quan el germà Rion hi era no passàvem any sense anar-hi per trobar aquella pau que la gran ciutat sempre escatima. Sabíem que, al racó d’una pregària d’aquell monjo, els químics hi érem sempre presents, igual que una pluja benefactora que no passava mai de llarg. Virolai que cada any es repetia inacabable. Manuel Tremoleda

In memoriam CARLOS MINGARRO Malauradament un bon nombre, així ens ho sembla, de químics ens deixa cada any. Sabeu que a la tradicional missa de Sant Albert tenim un record per a tots ells; tots són companys nostres, i totes les pèrdues són igualment sentides. Amb tot haureu observat que a les pàgines d’aquesta revista surt, de tant en tant, una nota necrològica recordant els trets principals d’algun company que ens ha deixat. No hi ha cap criteri que determini qui ha de tenir aquest record a les pàgines de la revista i qui no. NPQ publica totes les notes d’aquest tipus que arriben a la redacció. També és cert que hi ha persones que per la seva dedicació a les nostres institucions, en defensa de la professió i dels professionals de la Química, ha deixat una empremta especial. Aleshores la redacció d’NPQ, recollint el sentir general de molts companys, vol retre un darrer homenatge a aquestes persones. Aquest és el cas del que ha estat degà-president del Consejo General de Colegios de Químicos, el company i amic Carlos Mingarro. A la revista Química e Industria

del mes de juny hi ha un article in memoriam que segurament haureu llegit. Poc més podem afegir a aquest article, poc més podem afegir a aquesta Gran Cruz de la Orden Civil de Sanidad concedida pel rei a títol pòstum. Sí voldríem afegir que el company Mingarro sempre va tenir una sensibilitat especial que li va permetre contactar amb Catalunya i amb la seva idiosincràsia. Repetides vegades va aterrar a Barcelona, on s’hi trobava bé i NPQ 416 / 2003

nosaltres amb ell. Precisament la foto que hem escollit recull el moment en que li és lliurada la Placa d’Honor d’Expoquimia, amb motiu del 50è aniversari dels Col·legis de Químics; això era tot just el novembre de 2002. Amic Carlos, ens has deixat un bon record i un munt de feina ben feta. Et recordarem. La Redacció

A C T I V I T A T S

INFORMACIÓ DE LA PLATAFORMA «CIÈNCIA I SOCIETAT» La Plataforma ha nascut amb el desig de fer arribar a la societat la preocupació dels científics i tècnics per contribuir al bé comú, i ha estat impulsada per uns companys de diferents professions i amb la idea d’aglutinar el màxim nombre possible de grups que lluiten pel mateix. Fins el moment, la Plataforma s’ha centrat en definir els seus objectius, que plasmats en un manifest, i seguint les recomanacions del Consell de la Unió Europea sobre Ciència i Societat, es poden resumir en els següents punts: Primer Dedicar esforços per aconseguir la difusió dels coneixements bàsics que permetin entendre quins són els mètodes i procediments que utilitza la ciència, posant-los a l’abast del públic en general, de manera que pugui jutjar per si mateix la validesa de la informació que rep. Segon Fomentar la comunicació entre els científics i tècnics amb la societat, en ambdós sentits, promovent la participació ciutadana en el debat científic i la seva contribució a construir el coneixement. Tercer Servir de pont entre els col·lectius científics i tècnics i els mitjans de comunicació, a fi i efecte d’afavorir la correcta difusió dels avenços científics i tècnics.

Quart Sensibilitzar els responsables de la societat de la importància de la ciència i de la tècnica com a cultura i com criteri per resoldre problemes de la societat. Cinquè Acostar els col·lectius científics i tècnics als problemes socials, participar en l’elaboració de propostes per a la seva possible solució i donar suport a les propostes d’altres organitzacions i a les accions que duen a terme amb la mateixa finalitat. Fins ara s’han adherit formalment a aquest manifest les següents entitats: Col·legi de Químics, Col·legi d’Enginyers Industrials, Col·legi de Farmacèutics, Col·legi de Biòlegs, Reial Acadèmia de Farmàcia, Museu de la CiènciaFundació la Caixa, i el Departament de Didàctica de la Matemàtica i de les Ciències Experimentals de la UAB. Es troben interessades tota una sèrie d’entitats, com el Col·legi de Metges, el Col·legi d’Enginyers Tècnics Industrials, La Fundació Catalana per a la Recerca, l’Associació pel foment de la Ciència, l’Associació Catalana de Comunicació Científica, l’Institut de Cultura de l’Ajuntament de Barcelona en la secció de Centres i Museus de Ciència, El Departament de Periodisme Científic de la UPF, l’Institut Químic de

NPQ 416 / 2003

Sarrià, de les quals falta la confirmació oficial i que esperem arribi properament. Les activitats més immediates es centren en la col·laboració amb el Fòrum 2004, i en una activitat a portar a terme amb el projecte APQUA de la Universitat Rovira i Virgili de Tarragona. La Plataforma te previst la celebració d’un acte de presentació i debat amb participació del públic, dins el programa del Prefòrum 2004, pel novembre d’aquest any, i s’està gestionant una exposició dins les activitats del Fòrum 2004. Aquesta exposició es pretén que sigui itinerant, per portar-la als barris i a les poblacions arreu del país. El seu disseny, tant gràfic com per ordinador, ha de donar a conèixer el significat i l’abast dels termes utilitzats en les informacions científiques destinades al públic en general. Respecte al projecte APQUA, s’està pendent de l’organització en un centre cívic, ja que és un projecte destinat al públic en general i entra de ple en les finalitats de la Plataforma. A tots els companys que es trobin motivats per aquests temes i vulguin col·laborar, es prega donin el seu nom i adreça al Col·legi per convocar-los a la pròxima reunió de treball. Lluís Eek

A C T I V I T A T S

PLATAFORMA «CIÈNCIA I SOCIETAT» TROBADA DEBAT (13 de novembre de 2003) OBJECTIUS Els podem resumir en els següents punts: • Fer arribar a la societat la preocupació dels científics i tècnics per contribuir al bé comú. • Acostar el col·lectiu científic i tècnic als ciutadans de manera que s’estableixi una interrelació dinàmica entre ambdós i es creï un clima de mútua confiança. • Aconseguir l’acceptació i la valoració positiva de la ciència i de la tècnica per part de la societat, descartant les opinions de que són aquestes la causa de tots els mals que ens assetgen. • Sensibilitzar l’opinió pública sobre la importància de la cultura científica i situar-la en el marc dels coneixements de la humanitat, com la que ens permet interpretar el funcionament del món i la que ens aporta progrés i qualitat de vida. Per aconseguir aquestes finalitats, la Plataforma Ciència i Societat proposa la celebració d’unes sessions de treball per recollir les opinions del públic i així programar les actuacions futures.

PROGRAMA 17.00 Obertura de la trobada. Jorge Wagensberg, director del Museu de la Ciència de la Fundació «la Caixa». Presentació de la Plataforma Ciència i Societat. Lluís Eek, coordinador de la Plataforma. 17.15 Informació del Fòrum 2004. 17.30 Conferència. Ciència i valors per a una societat democràtica. Rolf Tarrach, catedràtic de Física Teòrica a la Universitat de Barcelona. 18.30 Pausa. 19.00 Elaboració propostes en Grups de Treball. Usem el dubte, la hipòtesi, la repetició, la comparació, la crítica: Grup 1. En el món de l’ensenyament? Moderadora: Josefina Cambra, degana del Col·legi Oficial de Doctors i Llicenciats en Filosofia i Lletres i en Ciències de Catalunya. Grup 2. Com a públic en general? Moderadora: Teresa Escalas, Departament de Didàctica de la Matemàtica i de les Ciències Experimentals de la UAB. Grup 3. En els mitjans de comunicació? Moderador: Tomàs Molina, meteoròleg, Televisió de Catalunya, TV3. Grup 4. Els gestors de l’Administració? Moderador: Jordi Renom, gerent de l’Agència Metropolitana de Residus. 20.30 Conclusions. 21.00 Refrigeri.

Organitza Col·legi de Biòlegs de Catalunya, Col·legi de Doctors i Llicenciats en Filosofia i Lletres i en Ciències de Catalunya, Col·legi d’Enginyers Industrials de Catalunya, Col·legi de Farmacèutics de Barcelona, Col·legi de Químics de Catalunya, Departament de Didàctica de la Matemàtica i de les Ciències Experimentals de la UAB, Fòrum 2004, Museu de la Ciència de la Fundació «la Caixa», Reial Acadèmia de Farmàcia de Catalunya. NPQ 416 / 2003

A C T I V I T A T S

UNA AGRADABLE SORPRESA

En el programa de actividades de mayo figuraba la visita a la colección particular de cerámica de La Fontana en Rupit. ¿Qué podía significar esta visita? Veamos: • La cerámica, que ha acompañado al hombre desde los albores de la civilización hasta nuestros días, siempre es atrayente por la belleza de sus piezas, pero ¿puede ser interesante una colección de cerámica en Rupit, un pueblo, preciosos eso sí, pero que junto con Pruit tiene tan sólo 340 habitantes? • ¿Qué podía ser La Fontana? En el mapa del Institut Cartogràfic de Catalunya figura en el término de Rupit un grupo de tres casas en la ladera de un torrente, situadas aproximadamente a 42o 1' 53'' de latitud N y a 2o 28' 22'' de longitud E.

realizamos una suculenta y agradable comida en el restaurante de Nuestra Señora del Far y el retorno a Barcelona.

Os preguntaréis quién era el Sr. Maluquer y qué había en aquel edificio. Empezaremos la historia por el principio.

Una vez dentro del recinto de La Fontana aparecieron varios edificios blancos en medio de un jardín. El mayor de estos edificios no tenía ventanas y su puerta estaba guardada por dos colosales guerreros de piedra, que luego supimos procedían de Corea; era el objetivo de nuestro viaje. Nos recibió y acompañó con una sencillez y amabilidad extremas, dándonos toda clase de explicaciones, el Sr. Maluquer.

Don Joaquim Folch i Girona (Barcelona, 1892-1984), geólogo, ingeniero e impulsor de la metalurgia del plomo en Catalunya, formó una colección de minerales de las más importantes del mundo. En su hogar se vivía el ambiente coleccionista, pasión que heredó su hijo Albert Folch i Rusiñol (Barcelona, 1922-1988), químico e industrial que formó una espléndida colección de cerámica española de los siglos XIII al XIX. En ella hay vajillas de la fá-

A pesar de estas espectativas me apunté a dicha salida, por tener confianza en la Comisión de Cultura de nuestro Colegio. A la hora y lugar previstos éramos unos cuantos compañeros, menos de los que deberíamos ser, los que partíamos hacia la visita indicada. A7, N152, C153 y primera sorpresa: el puente de Roda de Ter en obras de envergadura y el desvío por dentro de la ciudad no muy bien señalizado. Para los que no conozcan la región, la C153 no es una carretera con curvas, sino una serie de curvas con una carretera. Por fin un desvío y algo así como un kilómetro de pista, en la que el pequeño autocar parecía un barquito en medio de una tormenta. Cuando ya parecía que habíamos equivocado el camino, apareció La Fontana como un oasis en medio del desierto. Después de la visita prevista,

Rupit. Puente colgante sobre la riera del mismo nombre. NPQ 416 / 2003

A C T I V I T A T S

brica del conde Aranda en Alcora, cerámica mudéjar de Paterna y Manises con sus colores verde de cobre, morado de manganeso y azul de cobalto, piezas de reflejo metálico de Manises y Catalunya, bacías de barbero, pilas de agua bendita, tinteros y especieros, azulejos y alicatados, socarrats para techos, botes de farmacia de todos los colores, piezas de las series tricolores de Talavera de la Reina y de Puente del Arzobispo, cerámicas de Teruel, Granada, Córdoba, Almería, Sevilla y, cómo no, Catalunya, formando una inmensa colección. En 1943, D. Albert Folch inicia una nueva colección, esta vez de arte primitivo africano, y en los años cincuenta conoce a Eudald Serra i Güell, escultor y experto en etnología, once años mayor que Albert, con el que formó un formidable equipo, realizando más de veinte expediciones a Asia, América y Oceanía que dieron origen a una formidable colección etnográfica y a la creación de la Fundación Folch en 1976. A la muerte de D. Albert Folch en 1988 su colección de cerámica pasó a su hija Stella Folch i Cora-

La Fontana. Dos colosales guerreros de piedra procedentes de Corea custodian la puerta de entrada al edificio que contiene la colección de cerámica española.

chan, que está casada con Alejandro Maluquer y del que ya hemos hablado. El Sr. Maluquer, que también era coleccionista, formó una colección de instrumentos musicales primitivos, unos 1500, de todo el mundo. Para la conservación, estudio y presentación de ambas colecciones, la de cerámica y la musical, el matrimonio Maluquer ha construi-

NPQ 416 / 2003

do recientemente en su finca La Fontana el edificio antes mencionado que consta de seis semiplantas. La descripción de ambas colecciones es imposible, pues sería preciso ser un especialista en cerámica y en etnografía musical. Solamente cabe quedar con la boca abierta y decir GRACIAS, así, con mayúsculas. A. Lorencio

A C T I V I T A T S

LA FACHA - 03 UN NOU «TRESMIL» Doncs sí, noi, mira que n’arriben a ser de complicats i recargolats els humans! Jo mateix en vaig viure una no fa pas massa, per culpa seva, que te l’explicaré i no te la creuràs. Vols sentir-la? Sí? A veure com començo. Sí. A finals de juliol passat vàrem pujar al refugi de Respomuso, que està al Pirineu aragonès, prop d’un poble que es diu Sallent de Gàllego, la meva mestressa, una amiga seva i jo. La seva idea era fer la caminada des de l’estany de la Sarra fins al refugi, que són unes dues hores i mitja –a pas d’humà, evidentment, que ells són molt lents–, i que es fa seguint un camí molt bonic que puja sempre al costat d’un torrent, que a voltes s’exhibeix amb uns salts d’aigua, a voltes s’amaga en un gorg. El camí s’endinsa en una fageda i va sortejant amb l’ajut de petits ponts els diversos torrentets que creuen el camí. Vaja, tot allò que tant agrada de veure als humans quan estan nerviosos i volen canviar d’aires. Jo, personalment, prefereixo Collserola, que és on anem algun cap de setmana a passejar, perquè hi plou menys i puc trobar-hi moltes

olors de pipís i de caques d’altres gossos i puc seguir rastres d’animals que s’amaguen en misteriosos caus. Oi que és molt emocionant? Doncs això, que les dues senyores volien reposar uns dies al refugi, que es troba al damunt mateix de l’estany de Respomuso. Però heus ací que un matí va sortir tot de gent del refugi carregada amb motxilles, molt més d’hora del que jo m’esperava. Ei, he dit d’hora, però pren-t’ho des del seu punt de vista, que jo ja feia una bona estona que la rondava, saps? Ells posaven unes cares com d’haverse llevat a mitja nit, però el sol ja era un tros amunt del cel, i un humà anava cridant: «Vinga, que són quarts de vuit! Que hem de marxar! Vinga!» Jo en aquests moments estava a la part de baix del refugi i volia pujar per les escales per anar a veure la meva mestressa, però no m’atrevia perquè les escales eren fetes de reixes entrecreuades metàl·liques, d’aquelles que mires avall i veus el que hi ha sota, saps? I em feien molta por, tu. Però llavors va-

Refugi de Respomuso. NPQ 416 / 2003

ren venir uns nois molt simpàtics i em varen ajudar a pujar primer i a baixar després, quan em varen fer fora del refugi perquè resulta que els gossos no hi podem entrar. Doncs la meva mestressa que no sortia i aquests humans tan simpàtics que semblava que sabien el camí, pel que vaig decidir seguir-los i ja ens trobaríem amb la meva mestressa més endavant. I així vàrem prendre un corriol força planer, que vorejava petits llacs i creuava prats verds, sempre a l’ombra de les altes muntanyes que ens envoltaven. Del que els sentia dir, vaig entendre que venien del Col·legi de Químics. Això del col·legi no sé què és, però els químics sí, perquè a la tele els anomenen sovint i sempre parlant de desgràcies, com fa poc, que parlaven d’un senyor rematadament dolent que es diu Saddam que tenia un munt d’armes químiques, que es veu que són terribles, però ara resulta que no les troben. Per això, de primer vaig pensar que aquests també havien de ser dolents com el Saddam. Però el cas és que em tractaven molt bé i jugaven amb mi i em donaven de menjar i de beure. Bé, no ho sé, al cap i a la fi els humans són molt complicats, ja ho dèiem abans. Perquè a més de les armes químiques també tenen les nuclears, que són pitjors. Però aquests senyors no eren nuclears, només químics. Passada una estona, ja em sabia els noms de tots: hi havia en Toni i la Marta, que havien pujat corrents al refugi, perquè si no hi eren abans de les vuit de la tarda els anul·laven la reserva i haguessin hagut de dormir tots fora (vaja, jo vaig arribar-hi abans, però vaig dormir fora igualment!). També hi havia el Xavi, que

A C T I V I T A T S

havia vingut tot sol, i també l’Emili, la Lluïsa i dos nens que es deien Guille i Uri. Un d’ells era cadell de l’Emili i la Lluïsa. Els nens em varen batejar amb el nom de «Pulgoso». Com és possible? Jo, de puces, no n’he tingut mai! Alguna paparra sí, però puces mai, que la meva mestressa em renta molt bé i em dóna aquelles pastilles que anuncien a la tele i que jo no em vull prendre i li faig ballar la padrina, fins que m’obre la boca així amb les mans i m’entafora la pastilla coll avall. Bé, segueixo: mentre anaven xerrant de les seves coses, arribàrem a un estany anomenat Ibon de Campo Plano, perquè hi havia un camp que era pla, i a partir d’aquí sí que començà la pujada de debò. A més, anàvem trobant clapes de neu, però no com la que cau aquí a Barcelona de tant en tant, que es desfà de seguida, sinó neu dura i freda, que està allí tirada pel terra i has de passar-hi per sobre un tros així de llarg, i hi havia una clapa

que l’havien anat a posar just al damunt d’un llac, de manera que si relliscaves, tobogan i patatxof! Jo travessava la neu corrents. Ells no, perquè duien botes que els pesaven molt, i a més havien d’anar clavant els bastons d’esquí a la neu, i això és una feinada (que no sé per què la feien, per cert). Després va començar a fer un vent molt fred i es va posar núvol, i tots es varen abrigar, i feia molta pujada, fins que arribàrem al coll de la Facha. Allí tot es diu «de la Facha»: Pic de la Facha, Ibons de la Facha, Coll de la Facha... i això els donava peu per parlar d’un senyor que es diu Aznar, que sembla que també encara busca les armes químiques, i que es veu que li escau d’allò més bé això de «de la Facha». Des del coll es veia tot l’altre costat de la muntanya, que es diu França, i el camí va canviar. Es deia la Cresta i hi havia trossos per on jo no podia passar, ni que saltés, tu, perquè no tinc mans per agafar-me

NPQ 416 / 2003

Tot i trobar poca neu a finals de juliol, encara vam trepitjar alguna gelera.

a les pedres, saps? Però llavors venia un dels químics i em passava el tros a coll. I així arribàrem a un lloc que es diu Cim, que coincideix que és a dalt de tot de la muntanya. Tots es posaren de sobte molt contents i amb les càmeres de fotos

A C T I V I T A T S

Vaig pensar que ja sabia perquè els químics no agraden a ningú. A més, la resta de la tarda es varen tancar al menjador del refugi a jugar a cartes, com si jo no existís. Per sort, a l’hora de sopar es recordaren de mi i em varen treure un plat ple d’estofat de vedella que vaig deixar net com una patena. Sí, eren les seves restes, però no hi vaig fer fàstics. De sobte, s’apagaren totes les llums del refugi. Au, tothom a dormir (jo, altre cop a cel descobert). Quan havia passat una estoneta, es va sentir un crit: «Qué os calléis, hostias!» I res més. «Pulgoso» i els seus companys humans, Antoni, Emili, Guille, Lluïsa, Xavier, Marta i Oriol, han fet el cim.

–sí, home, aquelles màquines amb un ull de vidre al mig–, sí, doncs es feien fotos a manta. Ho fan per sentir-se importants. Al Cim hi havia altra gent, i tots demanaven als demés que els fessin fotos. Un cop tots s’havien fet totes les combinacions de fotos possibles, varen recollir, i cap avall altre cop! Coi, dic jo, si només havien pujat per això, no es podien fer les fotos a baix, i estalviar-se la pujada? I heus ací que, al començament de la baixada, em vaig adonar que mentre els humans anaven pujant, com que anaven tan lents, jo anava i venia, anava i venia, i ara estava rebentat del tot, tio, de debò. No m’aguantava dret. Així és que amb la mirada els vaig dir que marxessin ells i que si de cas a la tarda algú pugés a buscar-me. Però no els va semblar bé, i un d’ells se’m carregà a l’esquena i em va baixar un tros. Llavors vàrem parar a menjar de tot: truita, tonyina, fuet... I apa, altre cop cap avall, ho vulguis o no. Jo vaig anar molt ràpid, no pas perquè en tingués ganes, no, sinó perquè els nens es posaren a jugar a fer punteria amb pedres, i no sé cap a on apuntaven, però després de rebre un bon cop vaig preferir no quedarme a esbrinar si havia estat per accident o premeditat.

Cada cop que ens aturàvem un moment, jo em deixava caure. Ells no; seguien xerrant i fent broma. L’arribada al refugi es va fer en perfecte ordre d’edats: els més joves, els primers; els menys joves, els darrers. Fixa’t que he après a dir «els menys joves» i no «els més vells». És ben ximple, però als humans els agrada així. Qui es va endur la fama de cansat un cop al refugi vaig ser jo, però tothom va jeure a la gespa una bona estona, excepte els nens que varen fer un joc molt divertit, consistent en llançar el més lluny possible una bota i anar corrent a buscar-la. Vaja, com nosaltres, però amb una bota en lloc d’un bastó. No entenc com encara tenien esmes. Per altra banda, com qui no vol la cosa, la Lluïsa es va endur una bona esbroncada, perquè la meva mestressa havia hagut de tornar a casa sense mi, i ben preocupada. I la culpa era de la Lluïsa i d’aquesta colla de químics, que no em varen avisar de dues coses: • Que la meva mestressa marxava. • Que ells anaven a la quinta forca només per fer-se fotos i després tornar al refugi. NPQ 416 / 2003

El matí següent, que era diumenge, els químics varen recollir les seves coses i es prepararen per baixar a la Sarra. Mentre feien els darrers retocs, comentaven que a l’habitació feia una pudor horrible i parlaven indignats d’un senyor (ells no li deien precisament senyor) que sembla ser que a les deu en punt es va enfadar i va cridar perquè els nens feien una mica de soroll. Deien –són el que són, però crec que en això tenen raó–, que si s’hagués hagut de llevar d’hora, val, però que al final el personatge es va llevar més tard que ningú. Doncs si el que vols és dormir, ves-te’n a un balneari, capsigrany! I aquí s’acaba la història. Ells varen anar passant cap a la Sarra, de retorn a ca seva, i jo no sabia si quedar-me a esperar la meva mestressa, que pujava altre cop a buscar-me, o seguir-los. Vaig optar per fer un entremig: seguir-los un tros i després tornar enrere i esperar tranquil·lament. Saps què? Que quina bestiesa d’aventura. Ja t’ho deia, oi? Però, tot s’ha de dir, que bé que m’ho vaig passar, amb aquests químics! Escolta, anem a fer un pipí a la roda d’aquell cotxe tan llampant que acaba d’aparcar allí a l’altra vorera? «Pulgoso» Transcripció: Xavier Guerrero