Los orígenes de la metalurgia

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Hefesto en la fragua, por Guillaume Coustou

La metalurgia es una industria muy importante en nuestra sociedad, utilizamos los metales en infinidad de aplicaciones: construcción, cocina, prótesis, automovilística, joyería, música, joyería, escultura, etc. Y aunque podríamos tratar de bastantes temas relacionados con ellos, hoy me gustaría hablar de sus orígenes y su importancia histórica.

Probablemente, los primeros metales fueron encontrados en forma de pepitas, y lo más seguro fueran de cobre u oro, de los pocos metales que se pueden encontrar libres en la naturaleza. El primer uso que se les dio fue el ornamental, al igual que otros objetos llamativos, como piedras de colores o perlas por ejemplo. Pero los metales poseen una propiedad que los diferencia de otros objetos decorativos, la maleabilidad, es decir, se puede deformar, aplanándose, sin romperse. Cuando se descubriera esta propiedad, no mucho después de que se empezara a utilizar como decoración, el ser humano empezaría a experimentar, golpeándolos para crear nuevas formas.

Aquellos que trabajaron el cobre encontraron que se le podía dotar de un filo más cortante, más difícil de mellar, y más fácil de afilar, que el de otras herramientas de piedra. Probablemente lo único que impidió el uso extendido del cobre para la fabricación de herramientas y ornamentación fue su escasez. Esto cambió cuando se descubrió que se podía obtener el cobre de unas piedras azuladas.

Edad del cobre

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Aunque la primera evidencia de una fundición de cobre se encuentra en la montaña de Rudnik, Serbia, datada del 5000 a.C., el descubrimiento formal de este hecho, y la extensión de su uso, pudo haber sido en el 4000 a.C., en las regiones del este de Sumeria, el actual Irán, o en la península de Sinaín, al este de Egipto. Es posible que el descubrimiento se realizara por accidente, al encender un fuego en una zona con trozos del mineral, y que al apagar el fuego pequeñas gotas de cobre brillante destacaran en las cenizas. Tras dicho descubrimiento el cobre sería lo bastante abundante como para que se extendiera su uso en la fabricación de herramientas.

Edad del bronce

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Sobre el 3000 a.C. se descubrió una variante del cobre más tenaz al calentar juntos minerales de estaño y cobre. A la aleación resultante se le denominó bronce, siendo alrededor del 2000 a.C. lo bastante común como para su uso en la confección de armas, armaduras y herramientas. Este descubrimiento fue de gran importancia. Supuso una diferencia notable en las guerras, aquellos pueblos que utilizaban este material en armas, flechas y armaduras tenían una gran ventaja contra aquellos que no disponían de tal tecnología. También conllevó un incremento en la presencia de prospectores de metal, intensificó el comercio, y sus forjadores gozaban de gran prestigio en la sociedad, tanto que se divinizó su oficio en Hefesto, dios mitológico de la fragua.

Edad del hierro

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De nuevo, el descubrimiento de un metal más tenaz favorecería a aquellos que supieran trabajarlo. Hasta aquel entonces el hierro era un mineral muy escaso, no parecía haber ningún procedimiento para obtenerlo de las piedras. El hierro está “unido” más firmemente que el cobre para formar el mineral, el fuego de leña no bastaba para su obtención, se necesitaba más calor.

El secreto de su fundición fue desvelado en el extremo oriental de Asia Menor, alrededor de 1500 a.C., mediante el uso de carbón vegetal y un fuelle para mejorar la ventilación. Los hititas, que habían levantado un poderoso imperio en Asia Menor, fueron los primeros en el uso del hierro en la confección de herramientas, armas y armaduras. Aunque el hierro puro no es muy tenaz, un instrumento o armadura de hierro mejoraba sus propiedades en gran medida al dejarse formar una aleación con el carbón vegetal. Dicha aleación, lo que conocemos como acero, se extendía como una piel sobre los objetos sometidos al tratamiento, confiriéndoles propiedades superiores a las del bronce.

El descubrimiento hitita supuso un punto clave en la metalurgia del hierro, y la extensión de dicho conocimiento supuso grandes hechos históricos. Los dorios, tribu griega, equipados con armas de hierro invadieron la península de Grecia alrededor del 1100 a.C., venciendo a los pueblos micénicos que, aún tratándose de una civilización más avanzada en general, sólo disponían de bronce. Los filisteos penetraron en Canaán portando armamento de hierro, ante los cuales los israelitas permanecieron indefensos hasta que fueron capaces de fabricar sus propias armas de hierro bajo el mando de Saúl. También, los asirios fueron capaces de formar un poderoso imperio alrededor de 900 a.C. al ser el primer ejército abundantemente equipado con hierro de buena calidad.

Para terminar, me gustaría cerrar el artículo con una cita del filósofo inglés Francis Bacon que creo que ilustra bastante bien todo lo expuesto, ya que, incluso en lo bruto de las guerras antiguas en las que aún no existían las armas de fuego, se hace notar la gran verdad “El conocimiento es poder”.

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Mejor que los hologramas. Acercándonos más a la ciencia ficción

Aunque no sean algo cotidiano, prácticamente cualquier persona conoce el concepto del holograma, hecho muy famoso por géneros como la ópera espacial y la ciencia ficción en general. Todo el mundo al que le guste Star Wars recordará el famoso mensaje de ayuda de la Princesa Leia. Sin embargo, los hologramas reales tienen un problema, el dispositivo holográfico tiene que proyectar la luz en una superficie 2D.1712Lab_preview

El experto en holografía de la Brigham Young University Daniel Smalley lleva mucho tiempo intentando desarrollar una tecnología capaz de proyectar las mismas imágenes 3D que vemos en las películas, y junto con su equipo de investigación por fin ha sido capaz de desarrollarla, detallando el método en un paper publicado en la revista Nature.

“Nos referimos a esto coloquialmente como el proyecto Princesa Leia”, explica Smalley. “Nuestro grupo tiene la misión de tomar esas visualizaciones 3D de la ciencia ficción y hacerlas reales. Hemos creado un dispositivo capaz de hacerlo.”

Lo primero que aclara Smalley es que las imágenes como la de la princesa Leia no son hologramas como la gente cree. Una imagen 3D que flota en el aire, y que puedes moverte a su alrededor y verlo desde todos los ángulos, se denomina imagen volumétrica. Más ejemplos de imágenes volumétricas populares son las proyecciones 3D con las que interacciona Tony Stark en “Iron Man”, o la mesa que proyecta imágenes de “Avatar”.

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La técnica, basada en captura óptica fotoforética, tal y como la describe Nature, “usa fuerza transmitida por un conjunto de láseres casi invisibles para atrapar una única partícula de celulosa, y calentarla de manera uniforme. Esto permite a los investigadores mover la partícula. Un segundo conjunto de láseres proyectan luz visible sobre la partícula, iluminándola mientras se mueve por el espacio. Los humanos no podemos discernir más de 10 imágenes por segundo, así que si la partícula se mueve lo suficientemente rápido, su trayectoria parece una línea sólida.”

Según Smalley la manera más fácil de entenderlo es pensar en las imágenes creadas como si fueran objetos hechos con impresoras 3D, “el dispositivo es como una impresora 3D para luz. Estás imprimiendo un objeto en el espacio con estas pequeñas partículas”.

Aunque previamente otros grupos de investigación de otras universidades han trabajado en crear imágenes volumétricas, el equipo de Smalley es el primero en utilizar la captura óptica y el color de manera efectiva.

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En los siguientes vídeos de Nature y de la Brigham Young University podéis ver algunas de las imágenes que han creado, como una mariposa, prismas y un individuo con bata de laboratorio recreando el principio del mensaje de Leia, y explican algunas de las posibles aplicaciones de la técnica, como la formación de cirujanos y control de tráfico aéreo:

https://www.youtube.com/watch?v=YRZMdQOMPNQ

https://www.youtube.com/watch?v=1aAx2uWcENc

 

Para más información:

D. E. Smalley et al. A photophoretic-trap volumetric display, Nature volume 553, pages 486–490 (25 January 2018)

Hablemos de… La ilustración científica

Ya es hora de empezar a romper con los estereotipos de que los ilustradores sólo se tienen que ceñir al campo del arte y que nada tiene que ver con la ciencia. En este artículo desmentiremos tal cosa haciendo un pequeño ejercicio de transversalidad.

¿Por qué empezó la ilustración científica?

La ilustración científica surge antiguamente de la necesidad de retratar especies de animales, plantas y paisajes que no podían ser captados en fotografías, ya que esta aun no existía. Quizás la obra más representativa de ello es la de Albertus Sebas, Locupletissimi Rerum Naturalium Thesaurus (1734-1765), que a pesar de no seguir las normas de clasificación de Carlos Linneo, de representar animales con extrañas dimensiones e inexactitudes, ha sido fuente de inspiración y referente para muchos ilustradores, incluso a día de hoy.

La ilustración científica contemporánea:

Actualmente, para identificar muchas especies de animales y plantas se usan de referencia ciertas estructuras que son difíciles de retratar a través de una fotografía. Es ahí donde entra en juego la ilustración.

Un ejemplo claro: ¿cuántas veces hemos visto estupendas ilustraciones detalladas con diferentes colores en los que se representan los distintos órganos o musculatura de un animal? Ojalá en una disección se viera todo tan claro.

¿No os convence? Pues otro ejemplo que os traemos es la reconstrucción de escenas que tan esenciales son para Paleontología como para Geología a la hora de poder representar o tener una imagen de un ecosistema que ya no existe a día de hoy.

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Imagen 1. Recreación del Pleistoceno inferior, hace 1.4 millones de años (Orce). Ilustrador: Mauricio Antón.

Por supuesto, la ilustración no se limita sólo a representar individuos o estructuras de los mismos, sino que es usada para la divulgación científica. A día de hoy, para muchos investigadores, ya no basta con obtener datos de los experimentos que lleven a cabo, sino que es necesario saber venderlos y transmitirlos al público. Por ello, muchos ilustradores se encargan también de diseñar carteles que sean atractivos para el público, o se especializan en maquetar tesis o de hacerla más vistosa.

Pero yo soy de Bellas Artes, ¿realmente puedo ser un ilustrador científico?

Tanto si vienes de Bellas Artes, como si vienes de una carrera de Ciencias, puedes convertirte en un ilustrador científico. Quizás uno tenga que trabajar más la técnica, mientras que el otro tendrá que poner más atención en obtener varias imágenes de referencia para saber qué estructura está dibujando.

¿Qué técnica es la mejor?

Tanto los recursos digitales como tradicionales son aceptados en la ilustración: acuarelas, puntillismo, óleo, carboncillo, ilustraciones digitales…

Conclusión:

Esperamos animar con este artículo a todas aquellas personas que aun dudan de que la ilustración sea una profesión. Sí lo es, que no os engañen con eso de “no tiene futuro” o “no es útil”, ya que como hemos comprobado a día de hoy no seríamos capaz de estudiar o entender muchas ramas de la ciencia sin la ilustración. Por supuesto, no es un camino fácil, es un camino que necesita determinación, constancia y esfuerzo. Así que si aún te lo estás pensando: ¡ánimo!

La Explosión Cámbrica: el “Big Bang” biológico

Luis Collantes, estudiante de Geología de la Universidad de Huelva y co-fundador de “Geólogo en prácticas”, ¡nos trae una genial colaboración sobre la explosión cámbrica!

¡Esperamos que os guste!

El dilema de Darwin

Poco después de que Darwin escribiera en 1856 “El Origen de las Especies” se vio envuelto en una profunda encrucijada: la repentina aparición de una inmensa diversidad de especies procedentes de un período ancestral, denominado Cámbrico.

Esto “chocaba” con su visión de que la vida en la Tierra, a través de la selección natural, había requerido un largo lapso de tiempo para desarrollarse, al aparecer tal cantidad de individuos diferentes pertenecientes a un mismo período y en tan poco tiempo.

Y este mismo dilema sigue trayendo de cabeza a los paleontólogos actuales: la aparición repentina de un gran número de organismos complejos que experimentaron una gran diversificación hace aproximadamente 540 millones de años, fenómeno que a día de hoy se conoce como “Explosión Cámbrica” (fig.1).

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Figura 1 – “Vida en el océano cámbrico”, recreación realizada por Johannes Walther en 1908

Pero ¿qué es el Cámbrico?

En términos generales, el Cámbrico es el primer período de la Era Paleozoica, que abarca un intervalo de tiempo aproximado de 48 millones de años (desde 543 hasta 495 M.a.). Su nombre viene de “Cambria”, latinización de Cymru, nombre con el que los antiguos celtas denominaban a la región de Gales, y que el geólogo Adam Sedgwick empleó para denominar al período de tiempo al que pertenecían las rocas que estudió en dicha región allá por 1835 (fig.2).

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Figura 2 – Rhinogydd, cadena montañosa localizada al norte de Gales y lugar en el que Adam Sedgwick definió el período Cámbrico.

La “Explosión Cámbrica” supone la primera aparición de forma súbita de los principales filos de metazoos, de los cuales podemos observar a muchos de sus representantes actuales: artrópodos, moluscos, anélidos, esponjas, algas o corales.

El clima cálido, junto a la buena iluminación y oxigenación de los medios marinos de plataforma continental favorecieron el desarrollo de la vida y la rápida diversificación de especies en un contexto de alta productividad biológica.

Entre los organismos más populares del Cámbrico cabe destacar a los trilobites, artrópodos marinos que experimentaron una majestuosa diversificación a lo largo del Paleozoico, los arqueociatos, poríferos ancestrales limitados únicamente al Cámbrico inferior, así como equinodermos, cnidarios, braquiópodos y un largo etcétera.

La primera “armadura”

Además de la aparición repentina de multitud de organismos diferentes, el Cámbrico también supone el inicio de la biomineralización, o en otras palabras, el desarrollo de organismos con esqueletos mineralizados.

¿Y qué dio lugar a este proceso? Pues, a grandes rasgos, cabe destacar dos factores: el aumento de la temperatura a nivel global y, por ende, un cambio en la química del agua. En los medios marinos de plataforma continental de zonas calurosas, bien iluminadas y con buena oxigenación, se produjo el descenso de CO2 disuelto en el agua, ya que este gas se hace menos soluble al aumentar la temperatura, generando una precipitación masiva de carbonato cálcico, el cual facilitó el desarrollo del exoesqueleto de los organismos de este período.

Otro factor a tener en cuenta en el desarrollo del exoesqueleto es la alta competitividad del medio: la gran diversificación de especies propició la lucha por el alimento y los recursos, lo cual desembocó en la constante depredación. El exoesqueleto responde al desarrollo de una “armadura” contra los ataques de otros organismos (fig.3).

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Figura 3 – Ejemplar de Elrathia kingii  (Wheeler Shale, Utah) con marcas de depredación de Anomalocaris.

Claro está, no se puede cargar con semejante armazón sin una estructura adecuada. Por consiguiente, la aparición del exoesqueleto desembocó en el desarrollo de un aparato locomotor, digestivo y respiratorio adecuado a cada organismo, y todo ello en un lapso de tiempo relativamente corto (aproximadamente, 5 millones de años) (fig.4).

 

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Figura 4 – Detalle del tracto digestivo ferruginizado de un Palaeolenus lantenoisi. Escala – 1 mm. Imagen de Hopkins et al, 2017.

La revolución del registro fósil

Si en algo contribuyó la biomineralización fue en la preservación de estos organismos en el registro fósil hasta la actualidad. Algunos yacimientos, denominamos “de preservación excepcional” (“FossilLagerstätte”) permiten observar gran variedad de especies de este periodo con un grado de conservación extraordinario.

Este tipo de depósitos se producen, por norma general, por un enterramiento rápido de los restos de dichos organismos en un medio anóxico (en ausencia de oxígeno) y con escasa o nula bioturbación (alteración del sedimento debida a la actividad de diversos organismos), dando lugar a la fosilización de órganos y tejidos que, habitualmente, no se preservan en el registro fósil (como es el caso del tracto digestivo de los trilobites).

Algunos de estos yacimientos son las pizarras de Burgess (Burgess Shale) en la Columbia Británica, las pizarras de Maotianshan en Chengjiang (China) o el yacimiento de Murero, en España (fig.5).

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Figura 5 – Fósiles del Cámbrico del yacimiento de Murero. Imagen de la Universidad de Zaragoza.

En esta cita, el biólogo y paleontólogo estadounidense Stephen J. Gould, uno de los mejores divulgadores científicos de su generación, resumió a grandes rasgos lo que supuso la Explosión Cámbrica: el mayor evento de diversificación en la historia de nuestro planeta.

 

“Beginning at the base of the Cambrian period and extending for about 10 million years, all the major groups of skeletonized invertebrates made theirs first appearance in the most spectacular rise in diversity ever recorded on our planet”

 

¡Entrevista Aynhoa! – Naturaleza punto a punto

Aynhoa, nuestra ilustradora, fue entrevistada el pasado 19 de enero en la cadena de radio COPE, en el programa Escuela Radio – Campus UMA. En esta intervención, habló acerca de su exposición “Naturaleza punto a punto”, la cual podéis ver justo a la salida de la Biblioteca de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Málaga. Un gustazo escucharle. Aquí os dejamos la entrevista.

 

¡Disfrutadla!

¡Una más en casa!

Buenos días amigos de Curio.

¡Hoy os presentamos a la nueva miembro del equipo; Yaiza Moreno Galiano!

Nuestra nueva encargada de la sección Hablemos de… Ecología y Sostenibilidad está terminando sus estudios de Biología en la Universidad de Málaga y ha participado a través del programa Erasmus en el Máster de ciencias ambientales y fisiología del ejercicio de la Universidad de Halmstad. En este máster, se concentró en el estudio de la ecología del mar Báltico y, haciendo especial incapié en los recursos de agua y sus efectos en el medio. Además, siendo actualmente alumna interna del Departamento de Biología Animal de la Universidad de Málaga, está ligada grupo “Estudios Cardiovasculares en Vertebrados”, estudiando enfermedades cardíacas.IMG_20160509_192321.jpg

Esta formación tan diversa, dará un punto de vista muy interesante en esta sección que espero que todos disfrutéis.

 

¡Bienvenida al grupo!

Y, ¡Esperamos que os guste!

Comedero para aves por menos de 3 euros

Pues los años pasan y, desgraciadamente, cada vez peor para las aves, entre ellas los gorriones. Según SEOBirdlife, estos animales son indicadores de la calidad del medio en el que habitan, que los gorriones desaparezcan de las ciudades es preocupante, significa que algo estamos haciendo mal.

Ayudar a estas pequeñas aves puede ser tan sencillo como colocar un pequeño comedero en el alféizar de una ventana (si a la vecina le molesta, se aguante) o colgándolo de la rama de algún árbol.

En invierno muchas aves tienen dificultades para encontrar alimento, mantener un suministro constante de alimento durante el invierno para ayudar a estos animales puede ser muy importante para su supervivencia, el coste de este comedero es de menos de 3 euros y además nos permitirá observar a las aves de cerca.

Los materiales son:

  • Plato de plástico.
  • Bote de plástico con tapadera (yo he utilizado uno de miel).
  • Tornillo.
  • Cáncamo.
  • 4 arandelas.
  • 3 tuercas.
  • Una dremel o punzón para perforar.

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Agujereamos la tapadera del bote y el plato.

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Atornillamos el plato a la tapadera del bote usando un tornillo, dos tuercas y dos arandelas.

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Perforamos el “culo” del bote y los laterales de su rosca.

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Fijamos el cáncamo al “culo” del bote con la ayuda de arandelas y tuercas.

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Le ponemos su tapa al bote y nuestro comedero ya está listo, solo falta llenarlo de comida y ponerlo en el lugar deseado.

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Ahora solo falta esperar a las aves y disfrutar de su presencia 🙂