LA COLÒNIA SEDÓ: UNA VISITA INDUSTRIAL ESPLÈNDIDA

El Museu de la Colònia Sedó [+] [+] és part del Museu Nacional de la Ciència i la Tècnica de Catalunya, ubicada a Esparreguera, al peu del Llobregat. La colònia segueix sent un nucli industrial, ara sense la indústria tèxtil que en va ser l’origen. L’edifici on hi havia les successives turbines hidràuliques que donaven l’energia mecànica als més de 2500 telers que va arribar a tenir s’ha museïtzat i és de gran interés. Els enllaços que he posat abans expliquen perfectament la història i l’evolució de la colònia. Per això aquí em limito a posar-hi algunes fotos pròpies, les que més m’han motivat.

És una visita que recomano vivament: mai m’havia pogut posar a la conducció de l’aigua d’una turbina… Es pot fer també la visita de la part exterior de la colònia, més convencional. En total són unes dues hores.

La darrera turbina tipus Francis que es va usar a la colònia Sedó. És de 1899 i fabricada a Barcelona

Dins de la conducció d’entrada de l’aigua

La turbina (nº 9) va ser alimentada primer per l’aigua provinent del salt nº 7, aigua procedent de la resclosa del Cairat, a 4 km, i que és a uns 30 m per sobre de la turbina. Per permetre sedimentar les pedres i la sorra que arrossegava l’aigua, i que podien fer malbé la turbina es va dissenyar una conducció alternativa pintada en groc al dibuix, que no feia un salt brusc sinó una baixada més suau, al llarg de la qual els sòlids podien sedimentar i anaven a parar al tram final en groc a la dreta de l’entrada de la turbina. És un original sistema de decantador-sedimentador horitzontal, que està a la pressió hidrostàtica de l’entrada de la turbina. Cal netejar periòdicament la conducció.

En blau s’indica el canal encara existent, que va ser usat al començament de la implantació de la colònia.

EL GENI CULINARI: UN BON GUIÓ

Simulació d’un jciment arqueològic amb troballes relatives al primer banquet multitudinari al territori català.

El Geni Culinari. Innovacions que marquen la nostra cuina és una exposició oberta fins el 26 de juny de 2016 [+] al Museu d’Arqueologia de Catalunya (MAC)..
Poques vegades he vist una exposició amb tan poques peces notables, però amb un guió tan ben travat que fa que no la deixis fins que acabes.
El MAC és ubicat a Montjuïc, molt ben estructurat i endreçat, idoni per a grups escolars per il•lustrar un tema acadèmic -ibers, Grècia, Roma…- però no crec que sigui massa freqüentat pel gran públic. La visita a una exposició temporal pot ser una bona ocasió per tornar-hi. I, de fet, bona part de les peces exposades a l’exposició temporal són del mateix museu.

L’exposició té un guió molt ben estructurat. Parteix d’evidències arqueològiques ben diverses, com són peces de ceràmica, llavors i cereals trobats en jaciments arqueològics, ossos de residus de menjar, i altres objectes que d’entrada semblen banals o nimis. Però a partir dels objectes es construeix un discurs evolutiu de cadascuna de les innovacions culinàries presentades, que tenen a veure amb la cuina, la cocció dels aliments, i la gastronomia. Es descriu així l’evolució del ganivet i les eines de tallar, dels utensilis ceràmics, dels utensilis de ferro, de l’obtenció de sal, i unes quantes innovacions més.

Estris per concentrar sal per evaporació

I és a partir d’aquí que es visualitzen les evolucions de diferents tipus de cocció i preparacions gastronòmiques avui habituals, com són la paella, l’escudella, la mel i mató, la coca de recapte, les croquetes, les mandonguilles o la carn a la brasa. Per a cada plat hi ha una frase lapidària que en resum la idea principal. Per exemple, “sense ganivet no tindriem mandonguilles“.

La exposició ha estat comissariada per Lluís Garcia, i hi ha col•laborat el Campus de l’Alimentació de Torribera de la UB [+], la Fundació Alícia [+] i la Fundació Institut Català de la Cuina i de la Cultura Gastronòmica [+] . Hi ha activitats paral•leles com conferències o Sopars amb Geni, a càrrec d’Ada Parellada i la Fundació Alícia.

Diversos estris antics i moderns

L’exposició ha tingut com a inspiradors Eudald Carbonell [+] i Ferran Adrià [+], arquèoleg i cuiner respectivament, de creativitats ben demostrades en els seus camps. Tots dos van tenir intervencions, junt amb el conseller Santi Vila, el dia de la inauguració.

Per això l’exposició es pot resumir en dues frases: el cuinar ens va fer humans; i el que avui és tradició, algun dia havia estat innovació, i el que avui és innovació, algun dia serà tradició.

L’evolució dels ganivets

Pantalles amb el resum de l’evolució dels diferents plats des de la prehistòria a avui

LA CUINA DEL FUTUR, SEGONS PERE CASTELLS

Portada de l’edició en català

“La cuina del futur” de Pere Castells no és un llibre “de cuina”, en el sentit de que no és un llibre de receptes. És un llibre de reflexió sobre la cuina, en el sentit més ampli que es pugui pensar. Poso a continuació l’índex, només dels títols dels capítols, per veure l’abast de llibre:

1. Els productes: de la tradició a l'”exotisme”
2. Les textures en els aliments: beneficis i tendències.
3. Plaer, tradicions i nutrigenòmica
4. Dissenyant aliments per a tothom: menjar a tot arreu com si fossis a casa
5. El menjar del futur: la cuina i la química en equilibri
6. Canviant la forma de cocció: del foc a terra al microones
7. L’evolució de les eines culinàries: des del morter a la impressió en 3D
8. Del “xup-xup” a la 6 gamma: el paper de la indústria alimentària a la cuina
9. La cuina 2.0: gestionar la informació a la xarxa
10. Responsabilitat social i cuina
11. Cuina i ciència en benefici de la salut.

És el llibre amb més prefacis i introduccions que conec. Hi ha un llarg i interessant pròleg de Màrius Rubiralta, director del Campus de l’Alimentació de Torribera-UB; una brillant presentació de Josep Boatella, coordinador UB del grau de Ciències Culinàries i Gastronòmiques UB-UPC-CETT-Fundació Alícia; un prefaci en català i anglès, de Tom Hockaday, d’Isis Innovation (Oxford University); un epíleg de Ferran Adrià, i un altre de Joan Roca. Un llibre amb tantes credencials i suportat per tantes persones notables en el món de la nutrició, la cuina i l’alimentació no pot ser un llibre trivial. I no ho és.

L’autor principal és Pere Castells (1956), químic per la UB, que ha estat membre de l’equip científic d’elBulliTaller, coordinador de recerca de la Fundació Alícia, i actualment coordinador de la unitat UB-Bullipèdia i impulsor del grau de Ciències Culinàries i Gastronòmiques de la UB-UPC-CETT-Fundació Alícia. Ha escrit llibres tan fonamentals i útils com el Lèxic científic-gastronòmic, de 2006. A cada capítol del llibre hi participa un expert de cada camp, la simple enumeració dels quals ja demostra el nivell i amplitud de mires del llibre: Carme Ruscalleda (1), Albert Monferrer (2), Cristina Andrés-Lacueva (3), Martí Guixé (4), José Alfonso Canicio (5), Xavier Costa (6), Felip Fenollosa (7), Josep Mª Montfort (8), Jordi Torres (9), Àngela Jover (10), i Ramon Estruch (11).

La perspectiva del llibre és global. La cuina és l’element conductor, però s’hi parla de la globalització del mercat d’aliments, del colonialisme, dels moviments slow food i quilòmetre zero, de la influència del canvi climàtic en les collites o de la petjada de carboni. O de les textures, la forma de modificar-les i l’aplicació e l’alimentació d’hospitals o de gent gran. O de la nutrigenòmica com a eina de disseny de la dieta òptima. O del valor nutritiu dels insectes i altres invertebrats per a solucionar la disponibilitat de proteïna del futur prescindint de la ramaderia clàssica. O del producte alimentari sintètic, sense referent animal ni vegetal. O de les eines culinàries, incloent els microones, les impressores 3D d’aliments, la Thermomix o el Roner. O la tradició culinària oposada a la 6ª gamma de productes alimentaris.

La darrera part del llibre és probablement la menys habitual en llibres relacionats amb la cuina. L’anàlisi de la cuina com a element d’integració social a partir de projectes desenvolupats recentment ens porta a un plantejament globalitzat, el del paper de la cuina com a instrument contra la pobresa mundial, o de la cuina com a instrument de denúncia social. Finalment, el darrer capítol analitza el paper de la cuina i la ciència en el manteniment i millora de la salut de la població, tenint en compte aspectes com la sinèrgia dels diferents efectes en la cocció dels aliments i la seva relació amb la salut, la dieta mediterrània (estudi PREDIMED), i el paper de nous aliments i dels nutricèutics com a complement de dietes.

El llibre és imprescindible per a tota persona interessada en el fet alimentari, culinari i nutricional amb una perspectiva global. La seva lectura és fàcil per a públic no especialitzat, i no deixa indiferent.

El llibre ha estat publicat, en català i en castellà, per Tibidabo Ediciones, el febrer de 2016. La seva presentació pública a la Casa del Llibre de Rambla Catalunya el passat 5 de març de 2016 va representar un èxit d’assistència i de signatura de llibres.

5-3-2016. Presentació del llibre. D’esquerra a dreta Antoni Comas (Tibidabo), Pere Castells, Màrius Rubiralta i Cristián Escribà (pastisser).

LA PIZZA DE RETORN AL FUTUR

La pizza deshidratada abans, i després d’hidratar-se. L’hidratador és Black&Decker, per cert.

Un científic –Christopher Lloyd– i un jove –Michael J.Fox– viatgen en el temps, des deL 1985 fins el 21 d’octubre de 2015. Els que tenen més de quaranta anys potser recorden la pel•lícula “Back to the Future” [+] , que aqui es va dir “Retorn al futur” i que ara ha tornat a tenir força ressò perquè avui som als dies del futur de la pel•lícula. En aquell 2015 imaginat es troben amb un món nou, amb diferents sistemes avançats. Els cotxes són voladors, els monopatins floten a l’aire, i les pizzes es compren liofilitzades: són petites i es poden hidratar en un aparell domèstic que les fa créixer fins a la mida normal. No van encertar aquesta predicció, com tampoc no van atinar a predir l’existència de telèfons mòbils ni internet.

Varem parlar de prospectiva i futurologia en una entrada anterior, arran d’una exposició al CosmoCaixa encara visitable [+]. Normalment els futuròlegs i els que fan prospectiva s’equivoquen considerablement, perquè no tenen en compte que les meravelles que pronostiquen s’han de pagar; a més, no es poden aplicar totes les novetats alhora. En altres casos els futuròlegs no l’encerten perquè les novetats que proposen no solventen problemes gaire importants per als ciutadans, que no les demanen: és la sempre citada nevera que farà la compra per internet, de la que ningú no se’n refia perquè pot decidir comprar tomàquets sense que el comprador els vegi primer. En altres casos certs futuròlegs extrapolen la tecnologia introduint errors científics, i el cas de les pizzes n’és un exemple.

En la pel•lícula citada es mostra que el 2015 compren pizzes liofilitzades que després hidraten en un aparell domèstic amb certa semblança amb un microones. És possible aquesta tècnica?

¿Què és la liofilització? Aquesta operació, que també es coneix com a criodeshidratació, en essència és un procediment d’assecament. Els procediments clàssics per assecar fruites i verdures, o carn o peix, són ben coneguts. Es procura tenir l’aliment que es vol assecar en làmines el més fines possible, si es pot. L’aliment es deixa a un lloc sec, fred i a ser possible amb aire corrent. La humitat ambiental ha de ser baixa perquè hi pugui haver transferència d’aigua de l’aliment a l’aire. La temperatura alta és perillosa perquè pot fomentar la presència de microorganismes, però al mateix temps va bé perquè la pressió de vapor de l’aigua és superior i així l’aliment s’evapora més rapidament. A la pràctica, les dues opcions més usades són l’assecatge al sol en ambients secs, o l’assecatge en ambients freds i corrent d’aire, com a les caves de pernils i embotits. La presència de sal ajuda a la conservació dels aliments per diversos mecanismes. Els principals són que la sal ajuda a la deshidratació, i també evita que els microorganismes puguin sobreviure-hi. El fumat dels aliments és una tècnica alternativa, que també asseca gràcies a l’alta temperatura del fum.

La liofilització és també un procés d’assecament, però partint del producte congelat, és a dir del producte en que l’aigua està en fase sòlida, com a gel d’aigua. Aquesta aigua sòlida està barrejada amb els nutrients i la fibra de l’aliment. L’eliminació de l’aigua té lloc directament des del gel sòlid a l’aire, sense que l’aigua passi per la fase líquida, mitjançant un mecanisme fisicoquímic conegut com a sublimació. Aquest mecanisme, que sempre sembla una mica misteriós, és molt freqüent a la natura. Bona part de la neu que cau a les altes muntanyes i que no pot fondre perquè la temperatura és menor de zero graus, sublima cap a l’atmosfera. Més a prop, el gel que es forma a les cares internes dels congeladors dels supermercats quan s’obre la porta, sublima també i el vapor generat va a condensar-se a la part interior de l’aparell, on hi ha el punt de més fred. Pots veure’n l’explicació tècnica aquí [+] . Es considera que la liofilització s’usa des de temps inmemorial als Andes, tant per a conservar aliments com per a la conservació de les mòmies. Les grans alçàries, amb entorns sempre molt per sota de zero graus i per tant amb els cossos congelats, i amb aire molt sec, permeten l’asssecament per sublimació.

La liofilització industrial comença amb la congelació de l’aliment, mitjançant un sistema congelador, freqüentment amb nitrogen líquid. A continuació l’aliment congelat es diposita en safates en capes de poc gruix. Es fa el buit al recipient, i s’escalfen suaument les safates amb resistències elèctriques, per subministrar l’energia necessària per a la sublimació. El gel dels teixits de l’aliment es vaporitzen lentament, és a dir, sublimen. Aquest vapor d’aigua s’extreu amb la bomba de buit i es llença a l’atmosfera.

Aquest procediment s’havia aplicat principalment a l’assecament de medicaments i productes industrials. Des de fa anys que les expedicions a zones polars, a l’espai o a altes muntanyes usen aliments liofilitzats. Per reconstituir-los n’hi ha prou amb afegir-hi aigua calenta, que els hidrata i els torna a donar la consistència humida típica de la major part d’aliments. Ha estat amb el moviment culinari basat en l’ús d’equipament de laboratori a la cuina quan la liofilització s’ha aplicat també a la cuina.

Liofilitzadora de cuina, molt similar a les de laboratori L’aliment a assecar es col·loca a les safates superiors del recipient de vidre. Fes clic per ampliar.

Si el producte que es liofilitza és una dissolució, al final es té un granulat sec i molt porós: és el cas de certs cafès solubles. Però si es liofilitzen peces sòlides com fruites o trossos de carn o de peix, el resultat és una peça de la mateixa forma i quasi les mateixes dimensions que la original, però que ha perdut quasi tota l’aigua, pesa molt menys, i és molt porosa. Aquest producte liofilitzat es pot consumir directament, es pot impregnar amb algun bany complementari, o es pot reconstituir amb aigua. Les aplicacions a l’alta cuina són diverses. El procés és delicat, però, i requereix molta atenció. Els aparells liofilitzadors són cars i complexos, i no sembla que hagi de ser una tècnica que es popularitzi a molts restaurants. El que serà més probable, i ja està passant, és que hi hagi empreses alimentàries que liofilitzen tota mena de productes amb destí al consumidor final, sigui domèstic o restaurador.

La pizza liofilitzada és perfectament possible, i a més té la forma plana idònia per a obtenir-la. Però el resultat no seria una pizza petita, sinó una pizza de les mateixes dimensions, molt porosa. Una pizza Margherida de tomàquet, formatge i alfàbrega -els colors de la bandera italiana- , té un 56% d’aigua. Una pizza totalment seca, per tant, pesaria un 56% menys. Aquest assecament elimina l’aigua de les estructures cel•lulars i l’aigua intersticial, però les unions entre les membranes cel•lulars, els midons i les proteïnes dels aliments, un cop assecats, mantenen les dimensions quasi sense variació, i per tant s’obtindria una pizza de mida estàndar. i una mica menys de la meitat de pes.

Podria fer-se una pizza diminuta que després, amb aigua, creixés fins a la mida d’una pizza normal? Probablement, però la tecnologia no hauria de ser la de liofilització d’una pizza prèvia, sinó l’ús de la tecnologia de gels, i ja no seria una pizza. Un gel és un sistema dispers bicontinu, en el que la fase sòlida té una estructura com d’esponja, i la fase líquida està inclosa en els intersticis de la fase sòlida, però no separada com a gotetes sinó com a líquid que impregna tota l’estructura, i que és retingut per les característiques hidrofíliques de la substància que compon el gel. Determinats gels, com els que s’usen per a subministrar aigua a les plantes, es presenten en forma de boletes esfèriques. Quan s’assequen, l’elasticitat de la fase sòlida del gel li permet que la boleta es faci petita, perdent un 90% del seu volum.

Una “pizza” constituida per un agregat de boletes gelificades i dessecades unides entre elles, permetria potser que amb aigua tota l’estructura creixés per tot arreu, reconstituint-se la forma global de la pizza. Potser estic inventant alguna cosa impossible, perquè la juxtaposició de boletes en sec requeriria d’algun tipus d’unió que en créixer les boletes no es trenqués, però com a idea inicial penso que podria ser factible… Tindria una certa similitud amb una hipotètica pizza de crispetes que creixés al microones.

Ho veurem el 2045?

Gelat d’astronauta, tal com el venen a les botiques dels museus de ciències americans. Es consumeix sec, sense hidratar.

PRESSIÓ EN CABINA

“Volarem amb una pressió en cabina equivalent a una alçada de 8000 peus“. Hem escoltat aquesta frase pràcticament cada vegada que hem pujat a un avió per fer un trajecte mínimament llarg. I ens podem preguntar: per què s’ha de despresuritzar un avió? No podria volar amb una pressió interior com la de l’aeroport de sortida? O per què no la pressió de l’aeroport d’arribada, si és que és diferent? O per què no la pressió de l’altura a la qual està volant en cada moment l’avió, i si hi hagués un forat accidental al fuselatge no hi hauria risc de que el forat et xuclés?

Aquest darrera opció, millor que la descartem d’entrada. Els avions volen a uns 10000 m d’altura o més, i a aquests nivells la pressió atmosfèrica és només de 29 kilopascals (kPa). Recordem que la pressió atmosfèrica, a nivell del mar en condicions d’atmosfera estable, és de 1 atm, 760 mm Hg, 101 kPa, o 1010 hectopascals (hPa) que és com ho donen en els telenotícies. És a dir, que a 10000 m d’altura la pressió és només del 28% de la del nivell del mar, i això vol dir només el 28% d’oxigen: la probabilitat de que ens agafés hipòxia és pràcticament segura. Per això els que fan expedicions en globus o avions especials fins a l’estratosfera han de vestir trajos presuritzats i portar aire en bombones. Recordem Alan Eustace, que el 2014 va baixar en paracaigudes des dels 41150 m, on havia pujat en globus, i va caure a una velocitat màxima de 1322 km/h, superant el rècord d’alçària i velocitat de Fèlix Baumgarten de 2012, tan publicitat. A aquestes altures ja no hi ha quasi aire. D’aquesta manera el fregament del cos del paracaigudista és quasi nul i l’acceleració de la gravetat fa que la velocitat sigui progressivament creixent, fins que a zones amb més densitat d’aire hi ha un decreixement de l’acceleració fins a la velocitat màxima, i la posterior reducció de velocitat pel fregament i per l’obertura del paracaugudes.

Variació de la pressió amb l’alçària

Per tant, la cabina de l’avió no pot anar a la pressió de l’aire del seu entorn. Però, ¿per què va a la pressió equivalent a uns 8000 peus, és a dir, a una alçària equivalent de 2500 m i no a més ni a menys?

L’explicació rau en la resistència de materials, no en el confort dels passatgers. Imaginem que un vol parteix del nivell del mar. Des del moment d’emprendre el vol l’aire atmosfèric va reduint la seva pressió, i si l’interior de l’aparell estés a la pressió inicial, la diferència de pressió entre l’interior i l’exterior aniria augmentant. Si no es corregís la pressió interior, hi arribaria a haver una diferència de pressió entre dins i fora de 101-29= 72 kPa. Menys d’una atmosfera.

Aquesta pressió no sembla molt gran, si la comparem amb la pressió dins d’una ampolla de cava (uns 600 kPa) o a un encenedor de butà (uns 250 kPa). Aquests recipients no explosionen perquè tenen un diàmetre molt petit i unes parets relativament gruixudes, però un avió dels grans pot tenir fins a set metres de diàmetre: un Airbus A380 fa 7,15 m. Com més diàmetre té, tant més gruixudes (i més pesades) haurien de ser les parets per resistir una determinada diferència de pressió. Per afavorir la seguretat interessaria que la pressió de l’interior de l’avió fos la menor possible.

S’ha d’arribar a un compromís, doncs, entre la pressió que poden suportar els passatgers amb comoditat i sense malestars´-que voldrien com més alta millor-, i la pressió per minimitzar el gruix de les parets, que els fabricants voldrien com més baixa millor. El compromís al que s’ha arribat és la pressió aproximada d’una pressió en cabina de 75 a 80 kPa, equivalent a alçàries d’entre 2500 i 2100 m. A aquesta alçada hi ha l’equivalent al 75% o el 79% de l’aire del nivell de mar, no hi ha hipòxia i només a una minoria molt minoritària li pot aparèixer el mal de muntanya. Els nous avions usen i usaran materials més resistents i menys pesats, com aliatges d’alumini i liti, titani o materials compostos amb polímers, i podran tenir pressions interiors una mica superiors, que sembla que a més reduiran la fatiga dels passatgers. La pressió interior de cabina serà, en aquests casos, l’equivalent a 1800 o fins i tot 1500 m. Ho veurem en el futur. (El primer comentari a aquesta entrada ens mostra que el futur ja és aquí: Norwegian Airlines en els seus avions 787 Dreamliner els posen a 1800 m d’alçària equivalent).

Quan l’avió és en vol a alçades superiors, contínuament es va comprimint -i escalfant- aire de l’exterior cap a la cabina, per compensar les petites fuites que hi ha inevitablement. Aquelles vistoses imatges de les pel•lícules d’acció dels avions que es despresuritzen bruscament per un forat que es genera al fuselatge per una explosió o un mísil i els passatgers i els objectes són engolits pel forat, poden arribar a ser certes; per sort són infreqüents. Si hi ha una despresurització brusca -tècnicament, una descompressió explosiva– el principal problema és, no tant el que el forat t’engoleixi, sinó la pèrdua de coneixement dels passatgers i dels pilots per la brusca baixada de pressió, i el conseqüent estavellament de l’avió: si el forat és prou gran, es pot descomprimir tota la cabina d’un avió enorme en menys d’un segon, amb l’aire sortint a velocitat supersònica [+].

Secció de dos avions grans per a passatgers . Fes clic per a ampliar.

Al llarg de molts viatges en avió m’he entretingut a anar prenent nota, amb un altímetre, de les alçades equivalents a que pressuritzaven la cabina de l’avió. És un altímetre en un rellotge, que realment mesura la pressió i la converteix a alçària. Els smartphones que no tenen sensors de pressió disposen d’apps que fan la funció d’altímetre via GPS: detecten la posició de l’aparell i interpolen l’alçària del lloc a partir de la lectura dels angles dels diferents satèlits captats pel GPS. Un procediment alternatiu, quan hi ha connexió a Internet, és combinar la posició donada pel GPS amb un mapa topogràfic del terreny, i d’aquí en dedueixen l’alçària. Naturalment aquests sistemes són inaplicables a l’interior d’un avió

Gairebé sempre mantenen la presurització de les cabines entre 2000 i 2300 m. El que sí que varia d’un vol a un altre és el temps que tarden a arribar a aquesta pressió, i el ritme que en aterrar augmenten la pressió fins a arribar a l’atmosfèrica. Poden tardar des de pocs minuts fins a més de mitja hora. No he detectat pautes d’actuació entre els avions d’una mateixa companyia. Sembla que això queda a la lliure decisió dels pilots, o a sistemes programats automàtics, però no programats amb els mateixos paràmetres.

Un dels darrers viatges el vaig fer a Colòmbia. Bogotà és la segona capital sudamericana a més alçària, a 2600 m, com Quito. La primera, amb diferència, és La Paz, a 3600 m. Doncs bé, el vol de Medellín -a 2100 m- fins a Bogotá va mantenir una pressió de cabina igual a la que hi havia a Medellín, uns 2100 m, i al final, quan faltaven 20 minuts per arribar, van reduir la pressió fins a la de l’aeroport de Bogotá, a uns 2540 m. Al vol de Bogotá a Barcelona van anar augmentant la pressió des de la de l’aeroport -2450- fins a la de creuer, 2300 m, i aproximant-nos a Barcelona van anar augmentant-la fins a 0 m al llarg dels darrers 45 minuts.

Per a la gent que pateix problemes auriculars amb les compressions i descompressions brusques, valdria la pena dissenyar protocols que els facilités el confort, que ja prou pena hi ha en inquibir-se en els cubicles dels avions, cada cop més estrets i amb menys espai personal.

Un smartphone amb baròmetre digital

TESLA I EL VOL DELS COLOMS

Actualització l’11-7-15 gràcies a les aportacions dels comentaris

Nikola Tesla en la seva imatge més coneguda. Font: Internet.

Nikola Tesla va néixer a un poblet de l’Imperi Austríac, actualment de Croàcia, el 1856; i va morir a Nova York el 1943. Va ser un enginyer que treballà a Budapest i París, a una empresa d’Edison. Va desenvolupar la teoria del corrent altern, que li va permetre fer un invent del que en tenim a casa una pila d’exemplars: el motor d’inducció, el motor elèctric. A casa devem tenir més d’una dotzena de motors: n’hi ha a les rentadores, als cotxes, a les màquines d’afaitar, els ventiladors, les batedores, minipimers, picadores 123’s, discos durs giratoris, reproductors de CD, DVD, blu-ray, etc.

Tesla era de relació personal difícil. Va trencar amb Edison i va vendre la patent del corrent altern a Westinghouse. Tesla va fer més de 700 patents. Va dissenyar part de la central elèctrica de les catarates del Niàgara, on es va mostrar la superioritat de la transmissió de l’electricitat per corrent altern en lloc del corrent continu. Va fer invents irrealitzables, va ser molt visionari, va morir carregat de deutes i amb comportaments excèntrics… Els darrers anys la seva figura s’ha popularitzat molt, per diverses raons. Durant un temps es va dir que va rebre el premi Nobel de Física juntament amb Edison, però després d’episodis confosos, es van canviar els guardonats pels Bragg, pare i fill cristal•lògrafs. Pel que sembla, és una llegenda urbana que la Wikipedia manté viva [+].

Un tesla és el nom d’una unitat del Sistema Internacional, complicada d’explicar. Intentem-ho. Imaginem un cercle obert de coure i un imant que es mou al seu interior endavant i endarrera. En aquestes condicions es genera un voltatge entre els extrems del cercle metàl•lic. Això és la base de la generació del corrent altern. Doncs un weber és el flux magnètic – la “força” de l’imant- que és capaç de generar un volt quan l’imant passa des del centre de l’anell (màxima intensitat del camp magnètic) a fora (camp magnètic zero) en un segon. I un tesla T és la densitat de flux magnètic, definida com un weber per metre quadrat. Com més “potent” és un imant més tesles té. Els imants de neodimi (que realment són d’aliatges de neodimi, ferro i bor) són actualment els imants comuns més potents. Ja he dit que era complicat d’explicar el que és un tesla…

Però també Tesla Motors és una empresa californiana de Palo Alto [+] [+] que fa vehicles elèctrics esportius. Va ser fundada per Elon Musk, un inventor i empresari visionari creador de PayPal i de SpaceX. El vehicle Tesla model S té un motor a cada roda, gadgets com conducció quasi-automàtica amb canvi de carril, etc, i una autonomia de quasi 500 km. Per ara valen de $60000 a $90000, i en prepara per a l’any 2016 el model X de $35000. Són vehicles elèctrics-elèctrics, [+] és a dir, que s’han d’endollar a algun punt, i aquesta electricitat s’ha d’haver obtingut d’algun lloc. Tesla ha desenvolupat supercarregadors que carreguen les bateries del vehicle en minuts en lloc d’hores. N’hi ha, a Europa, a diversos hotels de ciutats importants, quasi totes per sobre del paral•lel de Marsella. La primera setmana del juliol de 2015 es va instal·lar al pàrquin del hotel Ibis Budget de Girona (C. Francesc Ferrer Gironès) els primers 4 supercarregadors Tesla de Catalunya i Espanya, als que seguiran instal·lacions a Tarragona i Saragossa.

Un vehicle de Tesla Motors. Font: l’empresa

Dos dels quatre supercarregadors Tesla al pàrquing de l’hotel Ibis Budget de Girona. Foto de l’autor (10-7-15)

Les bateries Tesla estan formades per milers de petites cèl•lules, com les dels portàtils, instal•lades en serie i paral•lel, que fan que siguin més barates , més eficaces i més fàcils de refrigerar que altres bateries de cèl•lules més grans.

He estat recentment a San Francisco i he vist milers de Toyota Prius, però només un Tesla. Potser a Silicon Valley n’hauria vist més. He llegit que una empresa navarro-andalusa, Velántur Cars, vol fer pel 2016 el primer elèctric de luxe espanyol. Ja veurem.

El 30 d’abril de 2015 l’empresa Tesla Motors va presentar la seva darrera novetat: la PowerWall, la paret energètica. La idea és que a les parets de les cases hi hagi panells que serien bateries acumuladores d’energia elèctrica. La bateria Tesla d’ús domèstic comercial és de 7 o 10 kWh de càrrega. Preus per ara, de 2700 a 3100 €. El problema és que aquestes bateries -totes les bateries- acumulen electricitat en forma de corrent continu, que en les disposicions habituals arriben a 350-400 V quan tots els aparells amb un motor, que són la majoria, van amb corrent altern. Cal, doncs, a més, instal•lar un convertidor.

Per als químics: les bateries són d’ió de liti, amb un líquid tèrmic que en regula la temperatura quan s’estan carregant i escalfant. L’electrode positiu o ànode d’aquestes bateries sol ser d’òxid complex de liti, níquel, manganès i cobalt, de més eficiència que els antics d’òxid de liti i manganès o de fosfat de liti i ferro. L’electrode negatiu o càtode sol ser de grafit, de titanat de liti, o, per a petits aparells electrònics, d’aliatges d’estany i cobalt o de silici i carboni. S’estan dissenyant a la Xina bateries amb vanadi, i al Japó amb alumini.

Cada Powerwall o mòdul de bateries Tesla pesa 100 kg, i fa 1,3 m d’alt, 0,86 m d’ample i un gruix de 18 cm. Poden subministrar fins a 3,3 kW. Actualment les cases tenen subministraments elèctrics molt superiors: a casa, per exemple, 6,6 kW, i en altres vivendes “tot elèctric” molt més. L’objectiu d’aquestes bateries és que les cases que ja tenen panells solars fotovoltaics tinguin un sistema de magatzematge d’energia que millori les bateries actuals. En teoria, amb uns 20 m2 de panells solars i amb un parell de Powerwalls grans la casa podria arribar a ser autosuficient i independent de la meteorologia

A casa meva, mirant consums reals, hem consumit 967 kWh en 130 dies. 7,43 kWh cada dia, de mitjana, a l’hivern: cada rentadora, uns 2: cada rentaplats, 3 més; algun calefactor elèctric momentani, bombetes, microones, refrigerador, forn, altres electrodomèstics, ordinadors… I no consumim gaire: ni tenim calefacció ni cuina elèctriques. Vol dir que amb aquests 7 kWh la Powerwall petita és molt justeta, i no permet que la vivenda sigui autosuficient. El rentaplats i la rentadora de roba escalfen aigua amb electricitat, tremenda despesa absurda. Però no hi havia, quan les varem comprar, màquines que es poguéssin endollar a la xarxa d’agua calenta.

Tres mòduls de Powerwall. Font: Tesla Motors.

Malgrat l’èxit inicial que Tesla ha tingut als EUA, on han venut més de 50000 panells elèctrics en pocs dies, no crec que aquest sistema tingui èxit aquí. Les limitacions legals a la producció domèstica d’electricitat a Espanya (reglament de 2011) fan que el sistema no es pugui connectar a la xarxa elèctrica, sinó que són legals només per a cases aillades. A altres paísos sí que es permet la combinació fotovoltaixa domèstica + xarxa.

Veurem què passa en el futur. Si no es canvia la composició de les bateries, faltarà liti. Xile, l’Argentina i Bolivia en tenen importants jaciments, però la quantitat que en faria falta per tenir bateries a totes les cases i als vehicles seria exorbitant. Alguna cosa s’haurà d’inventar, usant altres tipus de bateries menys costoses. Per ara, penso que somiar aquí, amb la legislació actual, amb un sistema “tot elèctric, tot bateries” és fer volar molts coloms, que volen amb l’energia química dels aliments que mengen.

Sistema energètic domèstic amb Powerwalls i inversors Fronius. Font: Energética Futura.

L’EXAMEN FINAL DE CURS. METROS I METRES

Actualitzat el 28 de novembre de 2016

Un tren de 1924

Aquest curs el tema monogràfic de l’examen serà el metro de la xarxa de TMB. No hi inclourem els de FGC (actuals línies L6, L7 i L8) ni els de RENFE. Les respostes són al final.

1. Al Bon Pastor hi ha una bifurcació de les línies L9 i L10. Abans hi havia hagut una altra estació amb bifurcació. Quina?
a) Correus
b) Fontana
c) Aragó
d) Fernando

2. Quants metres fa la xarxa de metro? Els llocs on coïncideixen dues línies (L9 i L10) es compten una sola vegada.
a) De 60000 a 80000
b) de 80000 a 100000
c) De 100000 a 120000
d) De 120000 a 150000

3. Quina és l’estació més profunda, comptat des del nivell del terra?
a) Llefià
b) El Coll – La Teixonera
c) Singuerlín
d) Vallcarca

4. Quans trens circulen en una hora punta al metro?
a) 87
b) 98
c) 127
d) 157

5. Quina és l’estació amb més boques de sortida?
a) Urquinaona
b) Passeig de Gràcia
c) Diagonal
d) Catalunya

6. A quina línia i entre quines estacions hi ha un salt de moltó en la mateixa línia?
a) L3 entre Les Corts i Maria Cristina
b) L2 entre Sagrada Família i Monumental
c) L10 entre Singuerlín i Can Zam
d) L1 entre Bellvitge i Hospital de Bellvitge

7. Quina línia té l’amplada de via més gran?
a) L1
b) L3
c) L4
d) L5

8. Quina línia té una sola via en algun tram?
a) Cap
b) L11
c) L9
d) L10

9. Quantes línies van amb metro sense conductor?
a) 1
b) 2
c) 3
d) Cap

10. Quants municipis tenen metro de TMB?
a) 6
b) 7
c) 8
d) 9

11. Hi ha alguna estació amb sortides a més d’un municipi?
a) No
b) La d’Artigues-Sant Adrià a la L2
c) La de Can Vidalet a la L5
d) b) i c)

12. Quantes línies de metro creuen el Llobregat ?
a) Cap
b) 1
c) 2
d) 3

13. Quantes línies de metro creuen el Besòs?
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4

14. Quantes estacions fantasma hi ha al metro?
a) 3
b) 4
c) 5
d) 6

15. Quantes estacions tenen la paraula “hospital” al nom?
a) 2
b) 3
c) 4
d) 5

16. Quantes parelles d’estacions comparteixen un tros de nom, no comptant el terme “hospital”?
a) 3
b) 4
c) 5
d) 6

17. A quina velocitat comercial va el metro? (velocitat mitjana, comptant parades)
a) 15 a 20 km/h
b) 20-25 km/h
c) 25-30 km/h
d) 30-35 km/h

18. Quina és l’estació del metro situada més al nord?
a) Ciutat Meridiana
b) Can Cuiàs
c) Singuerlín
d) Can Zam

19. Quina és l’estació de metro situada més al sud?
a) Aeroport T1
b) Cornellà Centre
c) Hospital de Bellvitge
d) Aeroport T2

20. Pregunta autoalusiva. Quantes preguntes té aquest test?
a) 18
b) 19
c) Cap de les anteriors
d) Cap de les anteriors

Construcció del Gran Metro (actual L4) a les Rambles, 1923.

Respostes

1. c) Aragó, on es bifurcava la línia de Correus (actual L3) i la de Fernando (L4).

2. d) La xarxa de metro fa actualment 122000 m, sense comptar les línies de FGC.

3. b) El Coll-La Teixonera és a 74 m de profunditat.

4. d) Són els que circulen en hora punta. N’hi ha més a les cotxeres.

5. d) L’estació de Catalunya té 9 boques, 6 si descomptem les 3 del tren de Sarrià i Sabadell

6. b) A la L2 els trens entre Paral•lel i Monumental circulen com a Madrid o Londres, per l’esquerra. A partir de Sagrada Família i fins a Badalona-Pompeu Fabra van per la dreta. Entre les dues estacions una via passa per sobre de l’altra, en la disposició denominada salt de moltó.

7. a). La L1 té un ample de 1674 mm (ample ferroviari ibèric). La resta, de 1435 mm (ample ferroviari estàndard o europeu). El carrilet del Baix Llobregat, de 1000 mm (ample ferroviari mètric)

8. b) Majoritàriament és via única, excepte a les estacions de Torre Baró i Vallbona.

9. c) L9 (nord i sud), L10 i L11

10. d) Barcelona (totes les línies), Sant Adrià del Besòs (L2), Badalona (L2, L10), Santa Coloma de Gramenet (L1, L9), L’Hospitalet de Llobregat (L1, L5), Esplugues de Llobregat (L5), Cornellà de Llobregat (L5), el Prat de Llobregat (L9 sud) i Montcada i Reixac (L11)

11. a) L’entrada de l’estació d’Artigues-Sant Adrià és a Badalona per pocs metres. La de Can Vidalet té només entrades a Esplugues de Llobregat, però l’estació s’estén entre Esplugues i l’Hospitalet.

12.b) La Línia L9 sud, a més del carrilet del Baix Llobregat, la RENFE i l’AVE

13.d) L1, L2, L9 i L10. Aquestes darreres ja s’han bifurcat poc abans.

14. d) Banc (L4), entre Urquinaona i Jaume I. Bordeta (L1), entre Pl. de Sants i Bordeta-Cotxeres. Bordeta-Cotxeres (L1), substituida per Santa Eulàlia. Correus (L4) entre Jaume I i Barceloneta. Gaudí (L5) entre Sant Pau-Dos de Maig i Sagrada Família. Totes es poden veure mirant per les finestres, si saps on són. A la línia L9 sud hi ha tres estacions encara sense obertura comercial.

15. b) Hospital de Bellvitge, Hospital Clínic i Guinardó-Hospital de Sant Pau.

16. d) Hospital de Bellvitge i Bellvitge; Guinardó-Hospital de Sant Pau i Sant Pau-Dos de Maig; Plaça de Sants i Sants-Estació; Aeroport T1 i Aeroport T2 (L9 sud); Europa i Europa-Fira (L9 sud); i Plaça de Catalunya (L9 sud, al Prat de Llobregat, encara no en funcionament) i Catalunya (L1, L3 a Barcelona)

17. c). Totes les línies circulen en aquest interval de velocitats, excepte L10 (va una mica més ràpida) i L11 (va una mica més lenta)

18. b) Per poc. Can Cuiàs és a 41º27’47″N, i la següent és Ciutat Meridiana a només 8″ menys (uns 250 m).

19. a) Aeroport T1 que és a 41° 17′ 18.1″ N. Abans d’inaugurar la línia L9 sud era Hospital de Bellvitge, a 41ª20’36″N

20. c) La resposta d) no és correcta perquè la c) ja ho és.

Molta d’aquesta informació -però no tota- es pot trobar per la xarxa, i especialment a la Viquipèdia [+]

L’estació fantasma de Correus, en ús fins 1972.

Evolució de les línies de metro de Barcelona (video de 4 min en castellà): https://www.youtube.com/watch?v=HuQa79mPaNU

TECNECI DOMÈSTIC

Tros de tecneci metàl·lic. Font: domini públic Internet

El tecneci és un metall típic, gris, de punt de fusió molt alt, gran densitat… És l’element químic de nombre atòmic 43, ubicat pel mig de la taula periòdica. Durant molt temps no se’l va identificar a la naturalesa, i va ser molts anys l’element que tothom volia trobar i ningú no ho aconseguia. Es coneixien tots els elements des de l’1 fins el 92 -l’urani- però no es sabia res del 43. D’acord amb el convenciment de tots els químics, que li havien guardat lloc a la taula periòdica, havia d’existir i se l’havia de trobar d’una o altra manera, però res.

Mendeleev li va deixar un forat a la taula periòdica i el va denominar eka-manganès. El 1827 Ossan va dir que l’havia identificat i el va denominar polini, però no ho era, sinó l’iridi, un altre metall. Rose el 1847 el mateix, i li va dir pelopi, però va ser un fals descobriment. El mateix li va passar a Kern (1877) que n’hi va dir davi, i a Barrière el 1896, que el va denominar luci, però era iterbi impur. Ogawa, el 1908 va creure veure’l i n’hi va dir niponi, però era reni impur. Gerber el 1917 va creure que l’havia descobert i n’hi va dir neomolibdè; Basanquet, també el 1924 el va denominar moselei o moseleyi, però realment no era l’element que buscava. I Noddak, el 1925 va creure que l’havia vist i el va denominar masuri. Però res. Nou noms i vuit falsos descobriments. Durant els segles XIX i començament del XX van ser freqüents els falsos descobriments, com podeu llegir de l’article “Els falsos elements”, publicat a la revista de la Societat Catalana de Química (9/2010, p. 66-81) [+]. La química ja no en sabia més.

Fragment de la taula periòdica mural de l’edifici històric de la UB, amb el Masuri Ma al centre, abans de que es descobrís. Foto de l’autor.

Lawrence havia inventat el ciclotró a Berkeley el 1932. Un ciclotró és un accelerador de partícules elementals. Una combinació de camps elèctrics i magnètics permet que les partícules carregades elèctricament girin i girin amb acceleració progressiva fins a assolir grans velocitats. Jo he vist el ciclotró original i és tan petit que cap a la superfície d’una tauleta: té un diàmetre de 68 cm. A partir d’aquí van anar creixent i evolucionant cap als sincrociclotrons i sincrotons actuals, com l’Alba de Sant Cugat del Vallès (d’uns 80 m de diàmetre) o l’enorme LHC del CERN a Ginebra, amb un diàmetre d’uns vuit km.

Doncs bé, Lawrence va començar a accelerar partícules al seu aparell, que ens podem imaginar com una centrífuga. Quan les partícules estan prou accelerades, surten disparades per una tangent de l’aparell i van a col•lisionar amb algun material posat a la sortida. La gran energia de la col•lisió és capaç de transmutar el material diana i obtenir altres elements no presents anteriorment allà. Són reaccions nuclears, que canvien la naturalesa de la substància. El 1937 va bombardejar molibdè amb nuclis de deuteri -una variant de l’hidrogen-. El producte resultant el va enviar a Carlo Perrier i Emilio Segré, a Sicília. Després d’analitzar-lo hi van descobrir un element nou encara no conegut, al que van donar primer el nom de panormi, i poc després van modificar-lo per tecneci, que en grec vol dir artificial, nom que s’ha mantingut.

Esquema de reaccions nuclears de transmutació del molibdè a ruteni passant per tecneci

Aquest concepte d’artificial requereix una digressió. Un químic és com un que juga amb les lletres. Agafa AMOR i la transforma en ROMA, o en ROM + A, o en MA + OR, o en MOR + A. Posa i treu lletres, però cada lletra es manté. Això són “reaccions químiques“, que conserven els elements, les lletres, però en canvien la composició, el significat: l’hidrogen reacciona amb l’oxigen per donar aigua, però a l’aigua final hi ha nuclis d’hidrogen i d’oxigen. En canvi, imaginem que agafem la O d’AMOR i l’obrim i la torcem fins a fer-ne una U, i la M l’adrecem i la dobleguem fins a fer-ne una N. Podem fer una URNA a partir d’AMOR, però a costa de deixar de tenir la O i la M, que hem transformat en U i N. Això són “reaccions nuclears“, que transmuten els elements. Un procés físic, el somni dels alquimistes que volien transmutar plom en or, i mai van aconseguir.

Doncs el tecneci va ser el primer element químic artificial, obtingut mitjançant una reacció nuclear a partir d’un element diferent, el molibdè de nombre atòmic 42. El bombardeig de molibdè amb deuterons (una variant de nuclis d’hidrogen) va convertir el nucli de 42 protons en un nucli de 43, el de tecneci. Moltes vegades els elements obtinguts així són radioactius i es transformen en altres elements al cap d’un cert temps, i en el cas del tecneci és així. Per això es va pensar que no hi hauria tecneci a la naturalesa, tot i que després se’n ha trobat en molt petites quantitats.

Hi ha molts tipus de nuclis de tecneci, que tenen masses atòmiques entre 95 i 99. Tots tenen les propietats químiques del tecneci, i tots són radioactius, i es descomponen al llarg del temps donant altres elements. Un dels isòtops és el 99mTc, que és tecneci metastable amb un nucli de 43 protons i 56 neutrons. Se sol obtenir actualment per desintegració beta d’un isòtop radioactiu del molibdè, el 99Mo. Aquest tecneci metastable es desintegra rapidament emetent radiació gamma. En sis hores se n’ha desintegrat la meitat, donant un altre isòtop similar, el 99Tc, també radioactiu, però de vida mitjana molt més llarga, que es desintegra finalment a ruteni 99Ru, estable. Aquests isòtops metastables són força comuns, però es descomponen molt ràpidament, i en això el tecneci n’és una excepció.

El tecneci 99mTc és molt usat com a radiotraçador en medicina nuclear, en forma sistemàtica des de 1962. Se’n prepara una dissolució, que s’injecta a algun punt del cos, i es pot seguir per on passa amb un detector de radiació gamma que es fa circular per la superfície de la pell. On es detecta radiació gamma vol dir que hi ha, per exemple, un vas limfàtic per on circula el 99mTc. És la tècnica de la gammagrafia o escintil•lografia. Això permet comprovar connexions entre ganglis, difusió a l’interior dels ossos i moltes altres coses d’interés en diagnòstic.

Generador de tecneci antic. Font: web de T.Gray. Aparell a l’Oak Ridge Museum.

Com que el 99mTc té una vida mitja tan curta, no és possible un sistema de comercialització i distribució eficaç del producte. Des de l’any 1968 que es prepara l’isòtop de tecneci a partir d’un precursor comercial, el molibdat de sodi Na299MoO4, de vida mitjana més llarga i obtingut en un reactor nuclear especial. Es posa la càrrega de molibdat a un recipient, suportat per una massa d’òxid d’alumini inert. El molibdat va desintegrant-se a pertecnetat NaTcO4 continuament, amb un període de semidesintegració de 6 hores. Es fa passar una dissolució salina pel llit de molibdat, i s’arrossega el pertecnetat.

El que s’injecta actualment és un líquid que conté partícules molt petites del compost amb tecneci, que se sol denominar nanocol•loïde. Hi ha moltes formes de preparació possibles, com per exemple barrejant pertecnetat de sodi Na99mTcO4 i sulfur d’antimoni Sb2S3, que precipita un sulfur complex de tecneci i antimoni 99mTc-Sb2S3, de mides de partícules entre 7 i 15 nm. Els darrers deu anys s’han patentat molts altres procediments, basats en altres compostos químics. Però la base és sempre l’isòtop de tecneci, l’activitat del qual és independent de quin compost químic formi part. L’activitat radioactiva de tots els materials va decaient amb el temps, i per això el sistema requereix un calibrat continu, per ajustar l’activitat del producte i la dosi que s’ha d’aplicar, que depèn de la massa i l’edat del pacient, i de l’òrgan on s’ha d’injectar.

El cos del pacient evoluciona: quan se li injecta compost de 99mTc comença a emetre radiació gamma tot canviant a 99Tc, i al cap de sis hores hi ha la meitat del primer i la mateixa quantitat del segon. Al cap de dotze hores n’hi ha la quarta part i tres quartes parts, respectivament, i va reduint-se a aquest ritme. Es va evacuant també tot plegat pels mecanismes fisiològics i al cap d’uns quants dies la radioactivitat del pacient és indetectable.

Qui havia de dir als investigadors talians que van detectar el tecneci que quaranta anys després els hospitals d’arreu del món l’usarien… L’era nuclear, que va començar tan malament amb les armes de guerra i les bombes d’Hiroshima i Nagasaki el 1945, i posteriorment amb la guerra freda i la cursa d’armaments de missils nuclears, tenia també la vessant pacífica. El president Eisenhower, militar i impulsor de la guerra freda, el 1953 va pronunciar un discurs davant l’ONU amb el títol “Âtoms per a la pau” -sembla que impulsat per Einstein– on preconitzava l’ús pacífic dels coneixements de la física nuclear per a la indústria, l’energia, el transport i la medicina. L’empresa Ford va crear un premi d’un milió de dòlars per a científics i polítics que treballessin en aquests temes. El primer guanyador va ser Niels Bohr, el 1957. I el darrer, el 1969… el mateix Eisenhower. Els avenços aconseguits han estat espectaculars en poc temps. Començant per les centrals nuclears i acabant pel tecneci de diagnòstic.

Fins ara el tecneci era per a mi un metall de tants, com podria ser el praseodimi o l’hafni: existeixen, no se’n parla, serveixen per algunes coses però no t’afecten. Però ara el tecneci és de la família. Sí, a casa hi ha avui una mica de tecneci. D’aquí aquesta entrada al blog.

Segell postal de la campanya “Atoms for Peace” de 1953 i següents.

ANALEMÀTICS BARCELONINS

Rellotge analemàtic de la Plaça Maria Cristina. S’aprecien el quadrant horari, el cercle on hi ha l’analema, i una representació de la longitud i latitud de Barcelona. Fes clic per veure els detalls.

Aquest títol és tan misteriós que alguns lectors no han ni tan sols començat a llegir. Però tu no ets d’aquests. Això va de rellotges de sol, és a dir, de gnomònica, que és la ciència que els estudia i la tecnologia que els fabrica. Però també va de passejades i de conèixer la ciutat.

[Abans de seguir, una petita pregunta. Quants errors hi ha a la frase “El Sol surt de dia i la Lluna surt de nit“? La solució, al final del post.]

L’analema del rellotge de la plaça Maria Cristina. Fes clic per ampliar.

Que jo sàpiga, hi ha dos rellotges de sol analemàtics a Barcelona. Un és a la plaça Maria Cristina, a la vorera contrària al Corte Inglés. Va ser dissenyat el 1997 per Eduard Farré, i la part artística fou de Quim Deu. L’altre és al Fòrum, instal•lat el 2004, amb disseny de Ramon Farré-Escofet i Joan Claudi Minguell, i la col•laboració de Magda Mària, Eduard Farré i Olivé i Amèrica Sánchez. És a la prolongació de la Diagonal, a uns 50 m a l’oest de la gran placa fotovoltaica. Les seves coordenades són 41.411467 N, i 2.226297 E, Pots posar-les a Google Earth i en gran ampliació se’n aprecia perfectament el disseny.

Lectura de l’hora a les 10 (hora oficial, que és l’hora solar + 1 a l’hivern) del dia 29 de gener de 2014. Fes clic per ampliar.

Un rellotge analemàtic és un rellotge de sol en que l’agulla o gnomon és reemplaçada pel cos de l’observador, que es col•loca a un punt determinat, i la seva ombra indica l’hora solar sobre un quadrant amb les hores dibuixades a terra. El nom li prové del concepte d’analema, gens habitual. Si mirem el diccionari (he fet servir el DIEC2 digital) veurem que “un analema és un gràfic en forma de vuit que resulta de l’observació de la posició del Sol en el cel a intervals regulars al llarg de l’any i sempre a la mateixa hora, en el qual es basen alguns quadrants solars“.

Suposo que no ha quedat gaire clar. L’analema és -vegeu les fotos adjuntes- aquesta figura en forma de 8 dibuixada a terra, amb indicacions dels mesos de l’any on l’observador s’ha de situar. Els mesos de juny-juliol són els més propers al quadrant on hi ha els hores, i el desembre-gener els més llunyans. Com funciona tot plegat?

El sol, d’un dia a l’altre, no sempre passa pel mateix lloc del cel. A l’hivern va més baix que a l’estiu, o sigui que a una hora determinada a l’hivern fem les ombres més llargues que a l’estiu. Si tenim fixades a terra les posicions de les hores, ens hem de posar més a prop (estiu) o més lluny (hivern) per tal que la nostra ombra es dirigeixi clarament cap a l’hora marcada a terra. Això explica la forma allargada de l’analema, i la posició relativa dels mesos: com més a prop de l’estiu, més a prop del quadrant.

Pel que fa a la forma de 8, costa una mica més d’explicar. Anem una altra vegada a l’experiència. Si pregunto per on surt el sol, i per on es pon, la resposta és inmediata: per l’est i per l’oest, respectivament. I això és força fals… Això només passa el dia 20 (o 21) de març, i el 22 (o 23) de setembre: són els equinoccis de primavera i de tardor, respectivament. Aquest terme d’equinocci és una mica tècnic: ve del llatí aequinoctium, que vol dir nit igual, és a dir que la nit té la mateixa durada que el dia.

El dia que el sol surt més tard i es pon més aviat és aproximadament el 21 de desembre, a l’hemisferi Nord. És el solstici d’hivern, paraula que ve de solstitium, que vol dir sol quiet, perquè durant alguns dies el sol sembla sortir més o menys del mateix punt. Aquest dia el sol no surt per l’est sinó força més al sud, a algun punt del sudest. Al llarg del dia el recorregut aparent del sol pel cel va transcorrent baix, i es pon cap al sudoest, no just a l’oest. A partir d’aquest dia, al llarg de l’hivern, el punt per on surt el sol va variant cada dia, i es va acostant a l’est, per on sortirà el dia de l’equinocci de primavera. Després, al llarg de la primavera, va sortint cada cop allunyant-se de l’est i anant cap al nordest, fins el dia 21 de juny que és quan surt més al nordest. És el solstici d’estiu. I aquest dia, el sol és quan va més alt per sobre de l’horitzó, i es pon també cap al punt més alt del noroest. I a partir d’aquí, al llarg de l’estiu, el camí de tornada, fins a tornar a passar per l’equinocci de tardor -l’est-, i progressivament més cap al sudest al llarg de la tardor i arribar al solstici d’hivern.

Si has seguit més o menys aquesta explicació comprendràs que a una hora determinada, posem les 10 del matí, l’ombra que fem dependrà de quin dia és, tant pel que fa a la llargària de l’ombra (per l’alçària variable del sol) com pel que fa a la direcció que senyala (pel fet que el sol no surt sempre del mateix punt ni passa per allà mateix del cel). Com que el que volem és tenir un rellotge dibuixat a terra amb les hores en posicions fixes, nosaltres ens haurem de posar en un punt diferent cada dia de l’any: tant més a prop del quadrant de les hores com més a prop del solstici d’estiu siguem, i una mica a la dreta o una mica a l’esquerra depenent de si estem a la primavera o a la tardor. En lloc de marcar a terra 365 punts diferents, un per cada dia, es simplifica el dibuix i s’hi posen només els dotze mesos de l’any. Els astrònoms i gnomonistes van dissenyar l’analema de forma experimental, i ara amb càlculs sofisticats.

Naturalment tot això anterior és només una aproximació elemental al complicadíssim tema de la relació entre els moviments astronòmics i la mesura del temps. Podriem complicar-ho començant per constatar que no és el Sol sinó la Terra la que es mou, després parlant de l’eclíptica, de la precesió, de l’excentricitat de l’òrbita terrestre, de la nutació… però no ho farem.

Aquests rellotges de sol amb l’analema són molt més precisos que els simples rellotges típics de les masies, amb una agulla estàtica i les hores fixes. Si vols fer una excursió urbana per uns quants rellotges de sol de Barcelona, de diferents estils, aquí en tens la ressenya, feta per especialistes [+].

*************
Resposta a la qüestió inicial.
Que la lluna no només surt de nit, sinó que surt també de dia és un fet que tothom ha d’haver observat. Només has de sortir al carrer i mirar: la meitat dels dies la Lluna surt de dia. I això malgrat la cançó dels anys cinquanta que es deia “La Luna se llama Lola“:

La Luna se llama Lola,
el Sol se llama José.
El Sol madruga y trabaja
y vuelve al anochecer.
Como llega tan rendido
se retira a descansar
y cuando el Sol se ha dormido
sale la Luna a rondar.

A la frase hi ha un altre error, aquest de tipus lògic. No és que el sol surti de dia, és que es defineix que és de dia quan hi ha sol. No sé als paisos de més enllà dels cercles polars quina mena de terminologia deuen fer servir per dir que “és de dia“… quan estan sis mesos sense que el sol els toqui…

Rellotge analemàtic del Fòrum de Barcelona. Dia 3 d’agost de 2014 a les 9 (hora solar), les 11 hora oficial (a l’estiu hora solar + 2). Fes doble clic per veure els detalls de l’analema.

EL RELLOTGE PERIÒDIC

Un rellotge periòdic

Un altre rellotge periòdic

Si hi ha corbates, tasses, jocs de construccions, puzzles i tota mena d’objectes amb la taula periòdica, per què no rellotges? De fa temps que els rellotges han estat suport dels elements químics, com es pot veure en aquest parell d’imatges adjuntes. L’estratègia és elemental: a la una, l’element 1, l’hidrogen. A les dues, l’element 2, l’heli. I així successivament fins a les dotze, el carboni. Si hi ha un utensili periòdic, aquest és precisament el rellotge: tots tornen a començar un cop han fet el seu cicle, sigui de 12 hores, sigui de 24, sigui d’un any, sigui digital o sigui de sol. Tempus fugit, però el rellotge torna a començar.

Al professor Nagayasu Nawa, de la Fusetsu School de la Universitat de Kurume (Fukuoka, illa de Kyushu, Japó) i als seus estudiants del Club de Química, se’ls va acudir que podrien millorar els dissenys anteriors. Van imaginar la correspondència entre els 60 minuts d’una hora i els 118 elements químics que s’han identificat fins ara. Com que 118 és dues vegades 60 menys 2, van dissenyar un rellotge amb dues circumferències -“esferes”- de símbols químics. La interior, dels elements 1 a 59, i l’exterior de 61 a 118. Hi haurà dos símbols per a cada minut: pel minut 1, l’element 1 (hidrogen H) i el 61 (promeci Pm), pel minut 2 l’element 2 (heli He) i el 62 (samari Sm), i així fins el minut 58, amb l’element 58 (ceri Ce) i el 118 (ununocti Uuo). El minut 59 té assignat només l’element 59 (praseodimi Pr). I el minut 0 o 60, l’element 60, el neodimi Nd, perquè ni l’element 119 ni el 120 han estat identificats. Per complementar la informació química, a la part central del rellotge hi ha indicada la configuració electrònica de cadascun dels elements en el seu estat fonamental.

El rellotge periòdic del Prof. Nawa.
Fes doble clic per ampliar.

D’aquest rellotge en va fer una curta sèrie l’empresa xinesa Noa Co., a partir del seu model bàsic MAG T-511WH, que es pot comprar per Amazon-Japó a 1000 ¥ (JPY, yen, que són una mica més de 7 €). Amb el rellotge van guanyar el primer premi del 44è Festival de Ciencia de la seva escola, el 27 d’abril d’enguany. El rellotge té unes dimensions de 14*13*6 cm, i té alarma i llum.

Per dir una hora, en general, hem de dir el número de l’hora i el número del minut, excepte si diem formes i variants com tres quarts de set o les quatre menys cinc. I per dir-ho amb la terminologia química, ens complicarem la vida. Per exemple, per dir les 2:25 hem de dir un dels símbols dels elements posats a les dues d’un rellotge convencional (el neó Ne, o l’iterbi Yb) i un dels símbols dels elements posats als 25 minuts corresponents (manganès Mn o àstat At). Així, les 2:25 són les Ne:Mn, o les Ne:At, o les Yb:Mn, o les Yb:At. També podriem dir tres quarts i mig d’estany (Sn) per dir les 9:52 (les Rh:Te), o les brom i 10 (les 7:10, les Br:Ne), però ja no són formes prou depurades.

Aquesta forma de nomenar el temps té dues limitacions fonamentals. La primera, l’ambigüitat, perquè una mateixa hora pot denominar-se de quatre formes diferents, excepte les hores exactes o les hores i 59 minuts, que tenen una o com a màxim dues denominacions: les 12:00 seran les Nd:Nd, o simplement les Nd. Les 8:00 seran les Zr:Nd o les Fm:Nd, o simplement les Zr. I les 4:59 seran les Ca:Pr o les Hg:Pr.

Però la principal limitació, per a mi, és que les hores i els minuts usen el mateix símbol. És a dir, a les 3:15 hem de dir que són les P:P, Fòsfor:Fòsfor, el primer P per les hores (3) i el segon P pels minuts (15). Aquesta limitació hi és també en els rellotges convencionals de busques -no en els digitals de números, naturalment- però ja hi estem acostumats: quan diem que són les 3:15, el 3 el veiem escrit a l’esfera, però els 15 minuts els hem de saber comptar, perquè escrits no ho estan normalment, i ho diem sense llegir-los. Ara ni en veiem la dificultat, que només veuen i viuen els mestres que han d’ensenyar a llegir el rellotge analògic als nens.

Detall del rellotge. Fes clic per ampliar.

Se m’han acudit dues maneres d’evitar l’ambigüitat citada. La primera seria usar per les hores la primera circumferència de símbols, i pels minuts la segona. Així, les 3:15 serien les P:Re, les Fòsfor:Reni. I les 9:37, les Rh:Bk, les Rodi:Berkeli. Això seria condemnar a no sortir mai citats 48 elements dels 60 de la circunferència interior, i només citariem els múltiples de 5: B, Ne, P, Ca… però no els altres, com H, He, Li o Be. A l’exemple d’abans de les quatre possibilitats per nomenar les 2:25 només usariem l’expressió Ne:At.

Alternativament, i per fer sortir tots els elements, podriem reservar la circumferència interior pels moments d’abans de migdia, les hores am, i la circumferència exterior pels moments de després del migdia, les hores pm. Així, les 2:25am serien les Ne:Mn, i les 2:25pm les Yb:At. Però així no podriem nomenar ni les 12:00am ni les 11:59pm… Intolerable, oi?.

Naturalment que no hi ha cap necessitat de fer servir res de tot això. Però els adults hem de jugar amb joguines d’adults…

Al pintoresc professor Martin Polyakoff, de la Universitat de Nottingham li agrada molt aquest rellotge, que troba educatiu i motivador, i en té una explicació al YouTube [+].

Si estas interessat a comprar aquest rellotge, t’haig de donar una mala notícia, perquè per ara no és a la venda. Jo he aconseguit el meu mitjançant tràfic d’influències…

Ampliació 9-11-14. Ja es fabrica el rellotge periòdic de paret, amb el mateix disseny. En tinc un exemplar, obsequi del prof. Nawa. El pots veure aquí a sota. Té un diàmetre de 35 cm.