Читать книгу Construir el mundo - Enrique Gracián - Страница 20

La facilidad que tiene el carbono para establecer enlaces con otros elementos lo convierte en uno de los grandes protagonistas de la tabla periódica. Por sí solo es capaz de establecer más alianzas que todos los demás elementos juntos. Es el cuarto elemento más abundante del universo, aunque no lo es en la Tierra, donde ocupa el lugar 16. Y siguiendo con el ranking, es el segundo más abundante en el cuerpo humano, después del oxígeno, lo cual no es de extrañar porque es el elemento fundamental de todo aquello que pueda ser considerado vida. Y esto es así gracias a la enorme diversidad de compuestos orgánicos que es capaz de generar.

Uno de los aspectos más fascinantes de este elemento es la facilidad que tiene para negociar consigo mismo. Podríamos tener un juego de construcciones en el que en la caja hubiera solo átomos de carbono. Una especie de Lego atómico.

¿Lo venden en la tienda?

No.

Los átomos de carbono forman entre sí enlaces covalentes lo que permite diseñar diferentes estructuras espaciales según la forma como distribuyamos los átomos. Si construimos la red así:

tenemos diamantes. En cambio, si lo hacemos de esta otra manera:

obtenemos el material del que están hechas las minas de los lápices. Son dos cosas muy diferentes, pero que dependen únicamente de la disposición espacial de los átomos y de la naturaleza de sus enlaces.

Con las redes cristalinas del carbono se puede formar cadenas muy largas¹, y con estas construir diferentes redes. Se conocen hasta ocho formaciones cristalinas diferentes del carbono (reciben el nombre de estados alotrópicos) todas ellas con propiedades físicas muy diferentes.

El carbón es una de las formas alotrópicas del carbono. A nivel macroscópico tiene una estructura amorfa, pero si lo observamos con un microscopio veremos pequeñas estructuras cristalinas. Lo que ocurre es que la agregación de estos cristales se hace de forma desordenada.

Es el carbón el que da nombre al Carbonífero, período que empieza al final de la Era Paleozoica y que marca un hito debido a la enorme cantidad de depósitos subterráneos de carbón que surgieron como consecuencia de la transformación de bosques pantanosos.

No hay que olvidar que el carbón, como fuente de energía, fue absolutamente decisivo en la Revolución industrial, ya que de él se extraía el calor necesario para alimentar las calderas de las máquinas de vapor.

El grafito, otra de las formas alotrópicas del carbono, tiene una construcción reticular muy especial. Se construye en redes laminares con enlaces covalentes que son muy fuertes a lo largo de las láminas, pero débiles entre lámina y lámina. Cuando deslizamos un trozo de grafito sobre un papel lo que hacemos es dejar sobre él una de las capas de la red cristalina. Ese es el motivo por el que se puede dibujar con grafito y también el por qué nos deja las manos sucias.

En 1564 hubo una fuerte tormenta en el valle de Borrowdale, Inglaterra, que arrasó todo un bosque y dejó al descubierto un yacimiento de grafito. Fue entonces cuando se empezó a extraer como mineral. Los primeros en utilizarlo fueron los pastores, que confeccionaron unas pequeñas barras de grafito con las que marcaban las ovejas. Para evitar el engorro de tener que ensuciarse las manos, algunos comerciantes avispados enrollaron las barritas con cordel y las pusieron a la venta. Conforme el grafito se iba gastando iban desenrollando el cordel. Habían nacido los primeros lápices de la historia. Años más tarde se vio que el grafito era muy útil en la fundición de cañones lo que convirtió a este elemento en un producto estratégico. Muy pronto, en Inglaterra el grafito llegó a ser tan importante que el robo de este material podía ser castigado con la pena de muerte.

Las barras de grafito, además de ensuciarlo todo, se gastaban con mucha facilidad. Fue Napoleón quien encargó a sus ingenieros encontrar una solución a este problema, que al final se resolvió horneando una mezcla de grafito y arcilla, en la que, según las proporciones, se obtenía un material más duro o más blando². Había nacido uno de los mejores dispositivos tecnológicos de la historia: el lápiz. Hay que pensar que los lápices que utilizamos actualmente no han variado prácticamente en nada de los que se construyeron en el siglo XVIII.

Además de ser un material refractario y un muy buen lubricante, el grafito juega un papel crucial en las barras de control de las centrales nucleares. Y tiene también, cómo no, una aplicación bélica en las bombas de grafito. No matan a nadie ni destruyen nada de tipo estructural, pero pueden inutilizar una central eléctrica. Son bombas que lo que hacen es dispersar una enorme cantidad de filamentos de grafito que al entrar en contacto con los cables eléctricos los cortocircuitan, entonces el grafito se calienta, se convierte en vapor y provoca descargas eléctricas que acaban inutilizando la central³.

Otra forma alotrópica del carbono, con una estructura cristalina similar a la del grafito, es la del grafeno, elemento que actualmente es objeto de una intensa investigación ya que podría suponer un avance tecnológico espectacular. Una lámina atómica de grafeno, es decir, que tenga el espesor de un átomo, es transparente y puede ser flexible, con una dureza que supera en 200 veces a la del acero más resistente que se fabrica actualmente. Entre otras cosas, con grafeno se espera poder fabricar pantallas táctiles flexibles, cámaras fotográficas con una sensibilidad mil veces mayor que las actuales, y cables que podrían superar en cien veces la velocidad de los actuales cables de fibra óptica⁴.

Se podrían escribir cientos de páginas hablando solo del elemento número 6 de la tabla periódica. Hablar del carbono supone tratar con disciplinas tan diversas como geología, ciencias de la tierra, astrofísica, matemáticas, física, química, ingeniería, historia universal, nanotecnología, biomedicina, agricultura, geopolítica, economía, toxicología, alimentación, ciencias medioambientales... seguramente me dejo unas cuantas.

En este sentido, lo que sucede con el carbono también sucede con otros muchos elementos. La tabla periódica de los elementos posee una vasta información, tanta que se le podría dedicar un aula exclusiva en cualquier centro académico en el que la pizarra fuera sustituida por la tabla (es una propuesta). En esta aula podrían impartir lecciones magistrales historiadores, antropólogos, químicos, físicos, sociólogos, politólogos, simplemente tomando como punto de partida uno de los elementos de la tabla. Y es que en la tabla periódica de los elementos se encuentra sintetizada una gran parte de la historia de la humanidad. De sus éxitos y de sus fracasos. Y también de sus acciones más ruines, que acontecen cuando alguno de estos elementos se convierte en «estratégico».

1 En Química, esta capacidad que tienen algunos elementos de formar cadenas gracias a los enlaces covalentes, recibe el nombre de catenación.

2 La clasificación actual de los lápices según las letras H y B proviene de entonces, cuanta más arcilla tiene el lápiz es más duro y mayor el número H y viceversa. Los primeros lápices de la historia eran muy caros y se requería un cierto poder adquisitivo para comprarlos, de aquí su color amarillo característico, que en la época se asociaba con las clases aristocráticas.

3 Fueron utilizadas por primera vez en 1991 en la guerra de Irak y, posteriormente, en 1999 en un raid aéreo sobre Kosovo, que dejó sin electricidad a más del 70 % de la población.

4 También se investiga la posibilidad de fabricar preservativos de grafeno.