Archivos Mensuales: agosto 2015

El primer hombre en realizar un cateterismo cardíaco, probando la técnica…en sí mismo; Forssmann.

El 29 de agosto de 1904, nacía el médico alemán Werner Forssmann (29 de agosto de 1904 en Berlín, Alemania – 1 de junio de 1979). Forssmann recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1956 por sus estudios pioneros en cardiología.

ForssmannEn 1929, mientras trabajaba en el hospital de Eberswalde, se realizó una incisión en la vena antecubital de su brazo, e introdujo un catéter urinario dentro de la aurícula derecha de su propio corazón. Luego, caminó hasta el departamento de radiología, donde le fue tomada una radiografía mostrando, por primera vez en la Historia, un catéter en un corazón humano.

Se denomina cateterismo cardíaco a un conjunto de procedimientos con finalidades de diagnóstico o terapéutica, cuyo factor común es que se realizan mediante la inserción de un catéter en el sistema vascular, el cual se hace avanzar hasta las estructuras cardíacas, penetrando incluso en las cavidades cardíacas si es necesario. Es por ello que forma parte de la llamada cardiología invasiva o maniobras invasivas.

Es variada según el propósito con el cual se realice. En términos generales se realiza en una sala de hemodinámica, con cuidados de asepsia similares a los de una cirugía. Suele haber un equipo quirúrgico stand-by, en block quirúrgico y listo para actuar en previsión de complicaciones, durante todo el tiempo que dura el proceso. El cateterismo se lleva a cabo con anestesia local, y el catéter se introduce a través de una pequeña incisión en la piel de la ingle (acceso femoral) o del brazo (acceso humeral); mayoritariamente, ésta se realiza a nivel del antebrazo.

Forssmann dejó la escuela en 1922, cuando fue a la Universidad de Berlín a estudiar medicina, aprobando el examen estatal final en 1929. Por su capacidad clínica fue a la Clínica Médica de la Universidad, trabajando bajo las órdenes del Profesor Georg Klemperer y estudio anatomía bajo las órdenes del Profesor Rudolph Fick. Para el entrenamiento quirúrgico en cirugía en el año 1929 estuvo en el hospital August Victoria Home en Eberswalde, cerca de Berlín. Estudió medicina en la Universidad de Berlín, graduándose en 1929.

Forssmann2Él fue el primero que desarrolló una técnica para la cateterización del corazón. Realizó un experimento en sí mismo de cateterismo cardíaco.

Forssmann se insertó una cánula en su propia vena antecubital desde el codo, y a través de ella introdujo un catéter de 65 cm que empujó hasta alcanzar la aurícula derecha de su corazón; también se inyectó un medio de contraste, se dirigió al Servicio de Radiología y se lo radioagrafió. Así pudo visualizar la posición del catéter y el comportamiento del corazón.

Este hecho no tuvo trascendencia hasta tiempo después. No obstante, otro médico berlinés, Fritz Bleichroeder, en 1912 introdujo catéteres en venas y arterias de animales y personas, pero sin la intencionalidad de llegar al corazón.

Hasta entonces se creía que la entrada de cualquier objeto en el corazón traería fatales consecuencias, sin embargo, Forssmann probó que la realidad no era así; pero su trabajo fue considerado como imprudente y peligroso, y la presión ejercida sobre él le llevó a cambiar la cardiología por la urología.

Posteriormente Forssmann trabajó en diversos centros y hospitales alemanes, como el Hospital Rudolf Virchow de Berlín, donde se instruyó en urología, así como en los hospitales de la ciudad de Dresden-Friedrichstadt y en el Robert Koch de Berlín, donde fue, en ambos, Jefe de Cirugía Clínica. También sirvió como oficial sanitario con la categoría de Cirujano Principal en la Segunda Guerra Mundial, hasta que le hicieron prisionero de guerra, y no fue liberado hasta 1945. Unos años después volvió a trabajar como urólogo.

Forssmann3El trabajo de cateterización de Forssmann no fue reconocido hasta que, después de la Segunda Guerra Mundial, los estadounidenses André F. Cournand y Dickinson W. Richards demostraron la importancia de la cateterización en la investigación y en el diagnóstico de enfermedades cardíacas y pulmonares. La técnica de Forssmann fue modificada levemente por estos dos americanos y con ella se puede medir la presión intracardíaca y el flujo sanguíneo; permite además realizar radiografías de contraste e insertar electrodos para regular el latido cardíaco.

La principal contribución de Forssmann está descrita en su trabajo “Die Sondierung des rechten Herzens”, que se publicó en la revista Klinische Wochenschrift (1929; 8: 2085-87). Una versión más meditada así como su aplicación a la práctica médica la ofreció en el estudio que redactó cuando le fue concedido el Nobel. Lo tituló Die Rolle der Herzkatherung und Angiocardiagraphie in der Entwicklung der modernen Medizin

La patente del primer tinte sintético. Perkin y la anilina morada.

El 26 de agosto de 1856, el químico inglés William Henry Perkin, presenta en Gran Bretaña, su patente para la elaboración de un tinte sintético de su invención para «Teñir tejidos».  En ese momento Perkin tenía sólo 18 años. La patente le sería concedida el 20 de febrero de 1857. Supondría toda una revolución en la química industrial.

perkin5William Henry Perkin (Londres, 12 de marzo de 1838 – Harrow 14 de julio de 1907), fue un químico británico, conocido por el desarrollo de los primeros tintes sintéticos y ser un pionero de la industria química.

Con 15 años entró en el Real Colegio de Química (hoy en día parte del Imperial College de Londres). Con 17, era alumno del ilustre August Wilhelm von Hofmann. Hofman pretendía sintetizar quinina, un componente de la medicina contra la malaria, muy demandado en las colonias. En 1856, mientras Holfman estaba de viaje visitando a su familia, Perkin probo una idea suya y oxidó la anilina. Al diluirla para eliminarla, observó que esta se coloraba, y se dio cuenta de que había obtenido el primer tinte sintético (la anilina morada, malveína, o en su honor, malva de Perkin). Con solo 18 años patentó la idea.

El color obtenido, el violeta, había sido el más difícil de obtener naturalmente, siendo desde tiempos fenicios un gran negocio (Púrpura de Tiro).

La púrpura de Tiro (griego: πορφύρα, porphyra, latín: purpura), también conocida como púrpura real o púrpura imperial, es un colorante o tinte, cuyo tono es una mezcla entre rojo ymorado, usado por los antiguos fenicios en la ciudad de Tiro. Se cree que ya se utilizaba en Creta hacia el año 1600 a. C.

El tinte consiste en una mucosidad o secreción de la glándula hipobranquial de un caracol de mar carnívoro de tamaño medio, el gastrópodo marino Murex brandaris, una especie de la familia Muricidae, del género Murex, conocido en Andalucía como cañaílla.

En la naturaleza los caracoles usan la secreción como parte de su comportamiento depredador, pero el caracol también segrega esta sustancia cuando se siente amenazado o es atacado físicamente. Algunas otras especies de la familia Muricidae (por ejemplo, el Purpura patula del Océano Atlántico occidental) también pueden producir una sustancia similar que se convierte en un duradero tinte púrpura si se expone a la luz del sol.

perkin3Los fenicios también hacían un tinte entre púrpura e índigo, llamado azul real o azul de Jacinto, el cual era fabricado a partir de una especie muy parecida de caracol de mar, llamada Murex trunculus, comúnmente conocido como cañadilla.

La púrpura de Tiro era muy costosa: el historiador Teopompo del siglo IV a. C. describió: «La púrpura para los tintes valía su peso en plata en Colofón» en Asia Menor. Para producir un gramo de púrpura se necesitaban 9000 moluscos aproximadamente, por lo que su uso se limitaba únicamente a los artículos de lujo.

Posteriormente desarrolló otros tintes sintéticos, y diversificó su producción con perfumes como la cumarina. Se dice que el color del río variaba según los vertidos de la fábrica: se podía saber que estaba produciendo ese día con solo mirar las aguas.

En medio de la Revolución industrial, Perkin había creado una nueva industria: la química. En 1869, Perkin encontró un método para producir comercialmente la alizarina, un tinte rojo brillante pero la empresa alemana BASF patentó el proceso justo un día antes.

La competencia con la nueva industria química alemana se fue endureciendo, y compañías como Bayer, BASF y Hoechst le fueron ganando terreno. Perkin, finalmente decidió vender su negocio, y retirarse en 1874, con sólo 36 años. Sin embargo no abandonó la investigación en química orgánica hasta su muerte.

En 1878 halló la que sería conocida como reacción de Perkin, un método para obtener ácidos grasos no saturados. La reacción de Perkin  es muy utilizada para sintetizar derivados del ácido cinámico, por ejemplo ácidos aromáticos α,β-insaturados por una condensación aldólica de benzaldehídos y un anhídrido carboxílico en la presencia de una sal alcalina del ácido.

perkin2En 1906, se estableció la medalla de Perkin para conmemorar el 50 aniversario de su primer descubrimiento, que desde entonces se ha entregado a lo mejor de la química industrial.

Perkin ganó la medalla real y la Medalla Davy de la Royal Society en 1879 y en 1906 fue nombrado sir. En 1884 era Miembro Extranjero honorario de la Sociedad Química alemana, en 1906 tenía la medalla de Hofman de la misma, y en 1906 la Medalla de Lavoisier de la Sociedad Química francesa. Fue doctor honorario de las universidades de Wurzburg, St Andrews, Manchester, Heidelberg, Oxford, Leeds, Colombia, y de la Hopkins.

Falleció en 1907 de una mezcla de pulmonía y apendicitis.

El descubridor de la primera hormona. Bayliss y la secretina.

El 27 de agosto de 1924, fallecía el fisiólogo británico William Maddock Bayliss (2 de mayo, 1860, Wolverhampton – 27 de agosto, 1924, Londres).

maddock baylissFue el co-descubridor, junto con Ernest Henry Starling, de la hormona de la secretina, extracto ácido de la mucosa intestinal que actúa como excitante o catalizador de la secreción del jugo gástrico. Considerado un pionero, abrió nuevos campos de investigación y estudio en la fisiología, la bioquímica y la fisicoquímica del cuerpo humano.

Cursó estudios en Wadham College de Oxford y la University College de Londres. Bayliss quedó vinculado a este último colegio a partir del año 1888, impartiendo clases de fisiología y colaborando estrechamente en múltiples equipos de investigación con otro eminente fisiólogo, Ernest Henry Starling. Sus estudios a lo largo de la década de 1890 en relación al movimiento intestinal y la función de los plexos de Meissner y Anerbach, y sobre el papel que desempeña el sistema vasomotor en la circulación sanguínea, supusieron para Bayliss el ser reconocido como la mayor eminencia a nivel mundial sobre fisiología.

En 1902, Bayliss y Starling realizaron su mayor aportación a la medicina: el descubrimiento de la primera hormona en acción, la secretina. En el experimento que ambos realizaron para demostrar el hallazgo, perforaron el intestino de un perro anestesiado, en el que se vio cómo, al mezclarse el ácido hidroclórico con los restos de comida, inmediatamente se formaba una sustancia química en las células epiteliales del duodeno, a la que llamaron secretina. Esta sustancia, a través de la circulación de la sangre, entraba en contacto con el páncreas, el cual, a su vez, estimulaba la secreción de los jugos digestivos en el intestino a través del conducto pancreático. A partir de ese descubrimiento, Bayliss y Starling desarrollaron la teoría del control hormonal de las secreciones internas.

maddock bayliss2El 16 de enero de 1902, anuncian su descubrimiento.

La secretina es una hormona gastrointestinal. Su descubrimiento en 1902 por Ernest Starling y William Bayliss condujo a la acuñación del término «hormona» para designar a aquellas sustancias que son secretadas a la sangre y actúan sobre órganos alejados. La secretina, por tanto, se considera la primera hormona descubierta.

Se produce en las células S, presentes en la mucosa del duodeno, el yeyuno proximal y el íleon, aunque también se encuentran en el cerebro. En su liberación influyen varios factores: el grado de acidificación del quimo que llega al duodeno (pH de 4,5 o inferior), la presencia de productos proteícos y la cantidad de ácidos en la mucosa. Se excreta a través del riñón.

Sus acciones son puramente endocrinas. La secretina hace que el páncreas segregue un jugo digestivo rico en bicarbonato y bajo en enzimas. Éste estimula al estómago para que produzca pepsinógeno, que es un zimogeno (precursor de la pepsina), esta misma digiera proteínas; y al hígado para que produzca la secreción de la bilis con más agua y bicarbonato.

maddock bayliss3Bayliss también expuso como la tripsina se formaba de tripsinógeno y cuantificó con precisión el tiempo que duraba digerir la proteína.

Durante la Primera Guerra Mundial, Bayliss recomendó el uso de las inyecciones de suero fisiológico para contrarrestar los efectos del shock quirúrgico que sufrían muchos pacientes en la mesa de operaciones, con lo que salvó muchas vidas. En el año 1922, Bayliss fue distinguido con el título de sir por el rey Jorge V (1910-1936).

De entre sus numerosas obras, destacan The Nature of Enzyme Action, 1908 (La naturaleza de la encima en acción); Principles of General Phisiology, 1915 (Principios de Fisiología General), obra todavía hoy en día muy consultada por la validez de sus teorías; y, por último, The Vasso-Motor System, 1923 (El sistema vasomotor).

El primer asteroide con un satélite; Ida y Dáctilo.

El 28 de agosto de 1993, la sonda Galileo tomaba una serie de fotografías del asteroide (243) Ida . El 17 de febrero de 1994 Ann Harch, miembro de la misión de la sonda Galileo, revisando esas imágenes encontrará a Dáctilo, el satélite de Ida y el primero descubierto de un asteroide.

dactiloLa designación provisional del satélite fue 1993 (243) Más adelante, la UAI eligió el nombre de los dáctilos, seres mitológicos que habitaban en el monte Ida de la isla de Creta, para nominar al satélite.

(243) Ida es un asteroide de la familia de Coronis situado en el cinturón principal de asteroides. Fue descubierto el 29 de septiembre de 1884 por Johann Palisa. Posteriores observaciones telescópicas clasificaron el asteroide Ida como un asteroide de tipo S, el segundo tipo más común en el cinturón de asteroides. El 28 de agosto de 1993, la sonda espacial Galileo visitó Ida de camino a Júpiter. Fue el segundo asteroide visitado por una nave espacial y el primero en que se confirmó la existencia de un satélite.

Al igual que todos los asteroides del cinturón principal, la órbita de Ida se encuentra entre los planetas Marte y Júpiter. Su período orbital es de 4,84 años y su periodo de rotación es 4,63 horas. Ida tiene un diámetro medio de 32 kilómetros. Es de forma irregular, alargado y podría estar compuesto por dos grandes objetos conectados entre sí mediante un cuello estrecho. La superficie presenta abundancia de cráteres de diversas medidas y edades.

Ida fue descubierto el 29 de septiembre de 1884 desde el observatorio de Viena por el astrónomo austriaco Johann Palisa, siendo su 45º descubrimiento de un asteroide para un total de 122.

dactilo4El nombre de Ida fue propuesto por Moriz von Kuffner, un fabricante de cerveza vienés, mecenas del observatorio de Viena y astrónomo aficionado. En la mitología griega, Ida es un monte de la isla de Creta donde Rea ocultó a Zeus del titán Cronos y donde en secreto Zeus fue criado por la ninfa Amaltea.

Dáctilo tiene forma de huevo,18 con unas dimensiones de 1,6×1,4×1,2 kilómetros que lo hacen notablemente esférico. El eje mayor apunta a Ida. La superficie está densamente craterizada y más de una docena de cráteres tienen tamaños superiores a 80 m. Esto indica que el satélite ha sufrido numerosos impactos durante su historia. Al menos seis cráteres forman una cadena, lo que sugiere que se originaron con los desechos expulsados tras un impacto en Ida. Los cráteres, a diferencia de los de Ida, pueden tener picos centrales. Estas características, y la forma esferoidal, implican que Dáctilo está unido gravitatoriamente a Ida a pesar de su diminuto tamaño.41 La temperatura en la superficie ronda los 200 K, unos 73 ℃ bajo cero.

La órbita de Dáctilo alrededor de Ida no se conoce con precisión. La sonda Galileo estaba en el plano de la trayectoria del satélite cuando tomó las imágenes en las que aparece por lo que se hace difícil la determinación de la órbita. Dáctilo se mueve en sentido directo, con una inclinación de unos 8° respecto al ecuador de Ida. Basándose en simulaciones de ordenador, el centro de masas de Dáctilo debe estar a más de 65 km de Ida para mantener una órbita estable. Así, el rango de posibilidades generadas por las simulaciones se reduce porque necesariamente tenían que pasar por los puntos en los que la Galileo observó al satélite. El 26 de abril de 1994 el telecopio espacial Hubble observó Ida durante ocho horas y no pudo ver a Dáctilo. Esto hubiese sido posible si el satélite hubiese estado a más de 700 km de Ida.

dactilo3El periodo orbital de Dáctilo es de unas 20 horas, asumiendo que su trayectiria fuese circular. La velocidad orbital es de unos 10 m/s, más o menos la velocidad de una carrera rápida.

Hay dos hipótesis principales para explicar la existencia de Dáctilo. Por una lado, puede tener el mismo origen que Ida y ser un fragmento de la ruptura del cuerpo que produjo la familia de Coronis. Por otro, se puede haber formado más recientemente a partir de las eyecciones de un gran impacto en Ida. Es extremadamente improbable que sea un cuerpo capturado gravitatoriamente por Ida.39 Hace unos 100 millones de años, Dáctilo sufrió un impacto que redujo su tamaño al actual.

El creador del primer mapa geológico de la Historia; Smith.

El 28 de agosto de 1839, fallecía el geólogo británico William Smith (23 de marzo de 1769 – 28 de agosto de 1839).

Además de ser el creador del primer mapa geológico de la Historia, se le considera como el «padre» de la moderna estratigrafía.

smithA la edad de dieciocho años, en 1787, encontró trabajo como auxiliar para Edward Webb, topógrafo. Aprendió rápido, y pronto se hizo perito. Atravesó las tierras de Oolitic de Oxfordshire y de Gloucestershire, las arcillas del Lias y los marls rojos de Warwickshire y de otros distritos, estudiando sus variedades de estratos y de suelos.

En 1793 ejecutó los exámenes para la línea del canal del carbón de Somerset, en el curso de el cual confirmó una suposición anterior, que el buzamiento de los estratos que medía sobre el carbón no eran horizontales, sino inclinados en una dirección -hacia este- para terminar sucesivamente en la superficie.

Observó las capas de la roca, viendo que cada conjunto de estratos particular se podría identificar por los fósiles que contenía, y que las mismas sucesiones de rocas y grupos fósiles, de más antiguos a más recientes, se podían encontrar en muchas partes de Inglaterra. Esto dio a Smith una hipótesis comprobable, que llamó el principio de sucesión faunística, y comenzó su búsqueda para determinar si las relaciones entre los estratos y sus características eran constantes a través del país, durante recorridos subsecuentes, primero como topógrafo (designado por el ingeniero Juan Rennie) para la compañía del canal, hasta 1799 cuando lo despidieron. Después siguió tomando muestras y trazó las localizaciones de los varios estratos, y exhibía el grado vertical de los estratos, y dibujaba continuamente secciones representativas y las tablas de lo que vio.

El principio de la sucesión faunística o de la correlación establece que el contenido fósil de las rocas sedimentarias varía verticalmente en un determinado orden y que cada conjunto se puede identificar horizontalmente a distancias considerables. Es decir, en rocas de diferentes edades se conservan fósiles correspondientes a organismos paleobiológicos diferentes (variación vertical) y para cada edad se pueden identificar fósiles de los mismos taxones en áreas alejadas (correlación horizontal). La base de este principio es la irreversibilidad de la evolución biológica, una vez que una especie se ha extinguido, no vuelve a aparecer.

smith3Encontró que aunque variase la composición litológica de los estratos, los de la misma edad contenían los mismos fósiles. Con esto creó las bases de la aplicación de la paleontología a la geología, es decir, la «Paleontología estratigráfica» y concluyó, asimismo, que los organismos habían cambiado en el tiempo. Estableció las bases de la bioestratigrafía, utilizando los fósiles como herramienta para caracterizar, subdividir y correlacionar estratos de regiones diferentes y, principalmente, ordenarlas en una secuencia temporal relativa. Está considerado como el creador de la moderna estratigrafía.

En 1815 publicó el primer mapa geológico del mundo. Cubría el conjunto de Inglaterra y de País de Gales. Los símbolos convencionales fueron utilizados para marcar minas de los canales, de los túneles, de los tranvías y de los caminos, de las minas de carbón, del plomo, del cobre y de la lata, junto con trabajos de la sal y del alumbre.

Los varios tipos geológicos fueron indicados por diversos colores; los mapas eran coloreados a mano. Sin embargo, el mapa es notable similar a los mapas geológicos modernos de Inglaterra.

En 1816, comenzó la publicación de los estratos identificados por los fósiles organizados, con las figuras impresas en el papel para corresponder un cierto grado con la tonalidad natural de los estratos. En este trabajo (de los cuáles solamente cuatro fueron publicados, 1816-19) se ejemplifica el gran principio que estableció de la identificación de estratos por su restos orgánico incluido. Desafortunadamente, sus cartas eran pronto plagiados y vendidos a precios más bajos. Por ello se endeudó y finalmente se arruinó.

smith2En 1817 dibujó una sección geológica notable de Snowdon, en Londres. La colección de Smith de fósiles fue comprada en 1816-18 por el Museo Británico.

En 1817 una porción del catálogo descriptivo fue publicada bajo título de un sistema Stratigraphical de fósiles organizados. El mapa fue reducido a una forma más pequeña en 1819; y a partir de esta fecha a 1822, veintiun cartas geológicos del condado separado y a varias hojas de secciones fueron publicados en los años sucesivos, el conjunto que constituía un atlas geológico de Inglaterra y de País de Gales.

No era hasta febrero de 1831 que la Sociedad Geológica de Londres confirió a Smith la primera medalla Wollaston en el reconocimiento de su logro. Estaba en esta ocasión el presidente, Adán Sedgwick, quien refirió a Smith como ”el padre de la geología inglesa”. Smith viajó a Dublín con la asociación británica en 1835, y recibió totalmente inesperado un doctorado honorario de la Universidad de la Trinidad.

Historias de gigantes (VII). La primera mujer astrónoma; Hipatia de Alejandría.

Hipatia o Hypatia (Alejandría, 355 o 370–ibíd., marzo de 415 o 416) fue una filósofa y maestra neoplatónica griega, natural de Egipto, que destacó en los campos de las matemáticas y la astronomía. Seguidora de Plotino, cultivó los estudios lógicos y las ciencias exactas, llevando una vida ascética.

hipatia2Educó a una selecta escuela de aristócratas cristianos y paganos que ocuparon altos cargos, entre los que sobresalen el obispo Sinesio de Cirene, que mantuvo una importante correspondencia con ella, Hesiquio de Alejandría y Orestes, prefecto de Egipto en el momento de su muerte.

Hipatia nació en Alejandría, capital de la diócesis romana de Egipto, a mediados del siglo IV, en 370, según algunas referencias, y en 355, al decir de otras. Pero dado que su discípulo Sinesio de Cirene nació en torno a 375, esta última fecha parece la más correcta. Su padre fue Teón de Alejandría, un célebre matemático y astrónomo, muy apreciado por sus contemporáneos, que probablemente debió trabajar y dar clases en la Biblioteca del Serapeo, sucesora de la legendaria Gran Biblioteca ptolemaica. Hipatia, por su parte, se educó en un ambiente académico y culto, dominado por la escuela neoplatónica alejandrina, y aprendió matemáticas y astronomía de su padre, quien además le transmitió su pasión por la búsqueda de lo desconocido.

Hipatia es la primera mujer astrónoma de la que se tiene conocimiento razonablemente seguro y detallado. Escribió sobre geometría, álgebra y astronomía, mejoró el diseño de los primitivos astrolabios, instrumentos para determinar las posiciones de las estrellas sobre la bóveda celeste e inventó un densímetro.

hipatia3No hay evidencia de que Hipatia haya hecho investigación original en matemáticas, pero su contribución en astronomía fue notable.
Hypatia observó que la obra de Tolomeo daba lugar a numerosas conclusiones matemáticas, de las que su padre no se había dado cuenta. Hypatia calculó los valores matemáticos de los acontecimientos celestes descritos por Tolomeo. Las Tablas o Canon Astronómico serían el resultado de ello.

Otras de sus contribuciones científicas fueron la invención de un buen número de aparatos. En las Cartas de Sinesio, su discípulo preferido, están incluidos sus diseños para varios instrumentos, incluyendo un astrolabio plano, que nos sirve para medir la posición de las estrellas, los planetas y el Sol, y para calcular el tiempo y el signo ascendente del zodíaco. Hypatia no solo sabía utilizar el astrolabio sino que sabía cómo construirlo. Se conservan cartas en las que su discípulo, Sinesio, le pide consejo para la construcción de un astrolabio que servía para medir la altura del Sol y de las estrellas como elemento imprescindible para no perderse en la navegación marítima en un universo geométrico.

Hypatia se interesó por la mecánica y las tecnologías prácticas. También desarrolló un aparato para la destilación del agua, así como un hidroscopio para medir la presencia y el nivel del agua, y un hidrómetro graduado de latón para determinar el peso específico de los líquidos.

Hipatia trabajó junto a su padre en la preparación de textos para los alumnos (entre otros el de los Elementos de Euclides, que reeditó críticamente) y escribió comentarios sobre la Aritmética de Diofanto, el Almagesto de Tolomeo y las Cónicas de Apolonio. Se interesó además por los mecanismos prácticos que usaba para el trabajo en astronomía, elaborando tablas de los movimientos de los cuerpos celestes, aunque se consagró principalmente al estudio y a la enseñanza de las matemáticas.
hipatiaDurante veinte años se dedicó a enseñar todos estos conocimientos en el Museo de Alejandría e incluso llegó a dirigirlo alrededor del año 400, tras la muerte de su padre Teón.

Ninguna de sus obras se ha conservado, pero se conocen gracias a sus discípulos, como Sinesio de Cirene o Hesiquio de Alejandría:

.- Comentario a la Aritmética en 14 libros de Diofanto de Alejandría. Canon astronómico.
.- Comentario a las Secciones cónicas de Apolonio de Perga.
.- Tablas astronómicas: revisión de las del astrónomo Claudio Tolomeo.
.- Edición del comentario de su padre a Los Elementos de Euclides.

Se dedicó a la enseñanza de la filosofía, centrándose en las obras de Platón y Aristóteles. La casa de Hipatia se convirtió en un lugar de enseñanza donde acudían estudiantes de todas partes del mundo conocido, atraídos por su fama.

Su proceder tolerante, no discriminatorio con sus discípulos, y sus enseñanzas fomentadoras de la racionalidad le fueron creando en la ciudad envidias y odios entre el obispo Cirilo y sus seguidores cristianos.

Las causas de la muerte de Hipatia, sin embargo, distan de ser claras. Su asesinato tuvo motivaciones políticas y según algunos autores religiosas, dentro de la lucha que mantenían el patriarca Cirilo y el prefecto romano Orestes por la hegemonía política en Alejandría.

Empezó a correr entre los cristianos de Alejandría el rumor de que la causante de la discordia entre Cirilo y Orestes era la influyente Hipatia, amiga y consejera de su ex alumno y, presumiblemente, opuesta a los abusos del poder religioso. En plena Cuaresma, un grupo de fanáticos dirigidos por un lector de nombre Pedro se abalanzó sobre la filósofa mientras regresaba en carruaje a su casa, la golpearon y la arrastraron por toda la ciudad hasta llegar al Cesáreo, magno templo edificado por Augusto tras su victoria sobre Marco Antonio y convertido en catedral de Alejandría.

hipatia4Allí, tras desnudarla, la golpearon con piedras y tejas hasta descuartizarla y sus restos fueron paseados en triunfo por la ciudad hasta llegar a un lugar denominado el Cinareo (por su nombre, se supone que es un crematorio), donde los incineraron.

Una muerte absurda e inexplicablemente cruel para una mujer que dedicó su vida a la enseñanza del conocimiento. Por fortuna, su vida y obra han sido recogidas en numerosos libros y testimonios. Nunca quedará en el olvido.

El asteroide (238) Hypatia (descubierto en 1884) y el cráter lunar Hipatia fueron bautizados en su honor.

A unos 70 km al norte del cráter se halla un sistema de canales de 180 km de longitud llamado Rimae Hypatia, un grado al sur del ecuador lunar, a lo largo del Mare Tranquillitatis.

En octubre de 2013 se encontró un cometa que colapsó con la Tierra hace 28 millones de años en el Desierto de Sahara y se le nombró Hipatia.

Los sistemas trifásicos y el flujo magnético; Hopkinson.

El 27 de agosto de 1898, fallecía el ingeniero y físico inglés John Hopkinson (27 de julio de 1849, Manchester, Inglaterra – 27 de agosto de 1898, Val d’Herens, Suiza).

HopkinsonFue educado en Queenwood School en Hampshire y el Owens College en Mánchester. Ganó una beca para el Trinity College, Cambridge en 1867 y se graduó en 1871 como Senior Wrangler. Durante este tiempo también estudió para los exámenes de BSc de la Universidad de Londres.

En 1872 Hopkinson trabajó como gerente de ingeniería en el departamento de ingeniería del faro de Chance Brothers and Company en Smethwick.

En 1877 fue elegido miembro de la Royal Society en reconocimiento a su aplicación de la Teoría electromagnética de Maxwell a los problemas de capacidad electrostática y la carga residual.

En 1878 se trasladó a Londres para trabajar como ingeniero consultor, centrándose en particular en el desarrollo de sus ideas acerca de cómo mejorar el diseño y la eficiencia de los dínamos.

La contribución más importante de Hopkinson fue su sistema de distribución de tres hilos, patentado en 1882.

En ingeniería eléctrica un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente, valor eficaz) que presentan una cierta diferencia de fase entre ellas, en torno a 120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase.

hopkinson2Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y están desfasados simétricamente.

Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (corrientes diferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones es un desequilibrado o más comúnmente llamado un sistema desbalanceado. Recibe el nombre de sistema de cargas desequilibradas el conjunto de impedancias distintas que dan lugar a que por el receptor circulen corrientes de amplitudes diferentes o con diferencias de fase entre ellas distintas a 120°, aunque las tensiones del sistema o de la línea sean equilibradas o balanceadas.

El sistema trifásico presenta una serie de ventajas frente a los sistemas monofásicos como son la economía de sus líneas de transporte de energía (hilos más finos que en una línea monofásica equivalente) y de los transformadores utilizados, así como su elevado rendimiento de los receptores, especialmente motores, a los que la línea trifásica alimenta con potencia constante y no pulsada, como en el caso de la línea monofásica.

Los generadores utilizados en centrales eléctricas son trifásicos, dado que la conexión a la red eléctrica debe ser trifásica (salvo para centrales de poca potencia). La trifásica se usa mucho en industrias, donde las máquinas funcionan con motores para esta tensión.

En 1883 Hopkinson demostró matemáticamente que es posible conectar dos dínamos de corriente alterna en paralelo, un problema que había atormentado mucho tiempo a los ingenieros eléctricos.

Se dedicó al estudio de los sistemas de iluminación, mejorando su eficiencia, así como al estudio de los condensadores.

Profundizó en los problemas de la teoría electromagnética, propuestos por James Clerk Maxwell.

En 1883 dio a conocer el principio de los motores síncronos.

También trabajó en muchas áreas del electromagnetismo y la electrostática. De sus investigaciones estableció lo que se conoces conoce como la de Ley de Hopkinson del flujo magnético.

hopkinson3El flujo magnético es directamente proporcional a la Fuerza magnetomotriz que lo origina e inversamente proporcional a la reluctancia del circuito magnético (que depende de la longitud del circuito, el área transversal del circuito y la permeabilidad magnética del material del que está hecho. Las variables magnéticas se comportan como sus análogas en un eléctricas en la ley de Ohm.

El flujo magnético sigue las lineas de flujo por donde encuentra menor reluctancia. Por esto las líneas de flujo están dentro del cuerpo de alta permeabilidad, puesto que esto ofrece mucho menor reluctancia que el aire. Sin embargo el cuerpo de alta permeabilidad aun posee cierta reluctancia que es el equivalente a la resistencia en esta analogía de Hopkinson. El flujo magnético sería el equivalente a la corriente eléctrica.

En 1890 fue elegido como profesor de ingeniería eléctrica en el King’s College de Londres, donde también fue director del Laboratorio Siemens.

El descubrimiento del galio. Mendeleev tenía razón.

El 27 de agosto de 1875, el químico francés Paul Émile Lecoq de Boisbaudran (18 de abril de 1838 – 28 de mayo de 1912), anuncia el descubrimiento de un nuevo elemento químico, el galio.

BoisbaudranLa existencia de galio había sido pronosticada en 1871 por Mendeleev, quien lo llamó eka-aluminio. Su descubrimiento fue un impulso definitivo para Mendeleev  y su propuesta de tabla periódica.

Lecoq de Boisbaudran en 1874 escribió Spectres lumineux, spectres prismatiques, et en longeurs d’ondes destines aux recherche de chimie minerale, obra publicada en París por Gauthier-Villars y que fue una de las primeras descripciones de la nueva ciencia de la espectroscopia desarrollada por Kirchhoff.

El galio fue descubierto mediante este método por Lecoq de Boisbaudran en 1875 por su característico espectro (dos líneas ultravioletas) al examinar una blenda de zinc procedente de los Pirineos. Ese mismo año lo aisló por electrólisis del hidróxido en una solución de hidróxido potásico (KOH) y le dio el nombre de su país natal Gallia,

En un artículo  publicado en 1877  en Annales de Chimie, confesó que su búsqueda había comenzado 15 años antes, pero el material del que disponía no era el adecuado.

En febrero de 1874  empezó a examinar 52 kg de roca, aislando finalmente tan sólo unos 100 miligramos, lo suficiente para detectar mediante espectroscopía óptica el nuevo elemento.

Lecoq descubrió más adelante y empleando el mismo procedimiento el samario (1880) y el disprosio (1886). También aisló  el gadolinio en 1885, que había sido descubierto en 1880 por J.C. Galissard de Marignac.

Fue galardonado en 1879 con la medalla Davy, concedida por la Royal Society «por su descubrimiento del galio».

El galio es un elemento químico de la tabla periódica de número atómico 31 y símbolo Ga.Boisbaudran6

El galio es un metal blando, grisáceo en estado líquido y plateado brillante al solidificar, sólido deleznable a bajas temperaturas que funde a temperaturas cercanas a la del ambiente (como cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se sostiene en la mano por su bajo punto de fusión (28,56 °C). El rango de temperatura en el que permanece líquido es uno de los más altos de los metales (2174 °C separan sus puntos de fusión y ebullición) y la presión de vapor es baja incluso a altas temperaturas. El metal se expande un 3,1% al solidificar y flota en el líquido al igual que el hielo en el agua.

Presenta una acusada tendencia a subenfriarse por debajo del punto de fusión (permaneciendo aún en estado líquido) por lo que es necesaria una semilla (un pequeño sólido añadido al líquido) para solidificarlo. La cristalización no se produce en ninguna de las estructuras simples; la fase estable en condiciones normales es ortorrómbica, con 8 átomos en cada celda unitaria en la que cada átomo sólo tiene otro en su vecindad más próxima a una distancia de 2,44 Å y estando los otros seis a 2,83 Å. En esta estructura el enlace químico formado entre los átomos más cercanos es covalente siendo la molécula Ga2 la que realmente forma el entramado cristalino.

A otra presión y temperatura se han encontrado numerosas fases estables y metaestables distintas.

Boisbaudran5El galio se utiliza ampliamente en la fabricación de espejos, vidrio y cerámicas. En estado líquido, se usa en termostatos, determinados interruptores, barómetros, sistemas de registro de transferencia de calor y algunos dispositivos de calentamiento.

Algunas formas del galio se emplean en aleaciones con otros metales. El nitruro de galio y el arseniuro de galio, por ejemplo, son ingredientes fundamentales en la producción de semiconductores y diodos en pantallas de LED, entre otras cosas.

El primer acelerador de partículas. El ciclotrón de Lawrence.

El 27 de agosto de 1958, fallecía el físico estadounidense Ernest Orlando Lawrence (Canton, Dakota del Sur, 8 de agosto de 1901 – Palo Alto, California, 27 de agosto de 1958) .

lawrenceEs conocido sobre todo por la invención, utilización y mejora del ciclotrón, y por su trabajo posterior en separación de isótopos de uranio en el Proyecto Manhattan.

En noviembre de 1939 Lawrence ganó el Premio Nobel de Física por su trabajo en el ciclotrón y sus aplicaciones.

Estuvo ligado durante mucho tiempo con la Universidad de California, donde impartió clases de física. En 1939, se otorgó el Premio Nobel de física a Lawrence por su trabajo en el ciclotrón. El elemento químico número 103 recibe el nombre de lawrencio en su honor.

Cursó estudios en las universidades de Dakota del Sur, Minnesota, Chicago y Yale. En 1925 se doctoró en física por la Universidad de Yale, donde fue profesor asistente de 1927 a 1928, fecha en que se trasladó a la Universidad de Berkeley, donde ocupó una plaza de residente antes de ser nombrado profesor en 1930, el más joven de Berkeley.

La invención que le reportó fama mundial partió de un esbozo en un trozo de papel. Mientras estaba sentado en la biblioteca una tarde, Lawrence hojeó un artículo y quedó intrigado al ver uno de los diagramas. La idea era producir las partículas de muy alta energía necesarias para la desintegración atómica mediante una sucesión de empujones pequeños. Lawrence les dijo a sus colegas que había encontrado un método para obtener partículas de muy alta energía sin necesitar altos voltajes.

El primer modelo de ciclotrón estaba hecho de alambre y cera. Y funcionó… cuando Lawrence aplicó 2.000 voltios de electricidad a su ciclotrón artesanal obtuvo proyectiles de 80.000 voltios. Mediante máquinas cada vez mayores, Lawrence fue capaz de proporcionar el equipamiento necesario para los experimentos de física de altas energías.

En 1929 Lawrence diseñó un ciclotrón, capaz de comunicar a las partículas subatómicas una energía de hasta 1.200.000 eV, energía suficiente para provocar la desintegración del núcleo atómico.

El 26 de enero de 1932, la Oficina de patentes de los Estados Unidos, recibió una solicitud por parte de Ernest Orlando Lawrence, para la patente “Método y aparato para acelerar iones”. Se trataba de su ciclotrón.

La patente le fue concedida el 20 de febrero de 1934.

Para continuar con el proyecto, promovió la fundación del Radiation Laboratory de Berkeley, del que fue nombrado director (1936) y que actualmente lleva su nombre.

El mítico ciclotrón de 60 pulgadas de Berkeley se puso en funcionamiento el 30 de junio de 1939 por Ernest O. Lawrence en el Laboratorio Crocker de la Universidad de Berkeley, California. El 30 de junio de 1962 se apagó definitivamente.

Durante su existencia (1939-1962), el ciclotrón de Berkeley diseñado por Lawrence había contribuido al descubrimiento de siete nuevos elementos químicos: el neptunio, el plutonio, el americio, el curio, el berkelio, el californio y el mendelevio.

Además Lawrence, en uno de sus ciclotrones, consiguió aislar por primera vez el tecnecio, el primer elemento no presente en la naturaleza obtenido de forma artificial. Con el ciclotrón también obtuvo fósforo radiactivo y otros isótopos para uso médico; así mismo advirtió la utilidad de los haces de neutrones en el tratamiento de enfermedades cancerígenas.

lawrence2

Fue galardonado en 1937 con la medalla Hughes, concedida por la Royal Society «por su trabajo en el desarrollo del ciclotrón y sus aplicaciones a las investigaciones de la desintegración nuclear».

Durante la Segunda Guerra Mundial trabajó en el Proyecto Manhattan como jefe del departamento encargado del proceso electromagnético de separación del isótopo 235 del uranio para la bomba atómica.

En 1957 fue galardonado con el Premio Fermi.

Un ciclotrón es un tipo de acelerador de partículas. El método directo de acelerar iones utilizando la diferencia de potencial presentaba grandes dificultades experimentales asociados a los campos eléctricos intensos. El ciclotrón evita estas dificultades por medio de la aceleración múltiple de los iones hasta alcanzar elevadas velocidades sin el empleo de altos voltajes.

La mayoría de los actuales aceleradores de partículas de alta energía descienden del primer ciclotrón de protones de 1 MeV construido por Ernest O. Lawrence y M. S. Livingstone en Berkeley (California, EE. UU.). El artículo original publicado en la revista Physical Review, volumen 40, del 1 de abril de 1932, titulado “Producción de iones ligeros de alta velocidad sin el empleo de grandes voltajes”, describe este original invento.

El ciclotrón consta de dos placas semicirculares huecas, que se montan con sus bordes diametrales adyacentes dentro de un campo magnético uniforme que es normal al plano de las placas y se hace el vacío. A dichas placas se les aplican oscilaciones de alta frecuencia que producen un campo eléctrico oscilante en la región diametral entre ambas. Como consecuencia, durante un semiciclo el campo eléctrico acelera los iones, formados en la región diametral, hacia el interior de uno de los electrodos, llamados Ds, donde se les obliga a recorrer una trayectoria circular mediante un campo magnético y finalmente aparecerán de nuevo en la región intermedia.

El campo magnético se ajusta de modo que el tiempo que se necesita para recorrer la trayectoria semicircular dentro del electrodo sea igual al semiperiodo de las oscilaciones. En consecuencia, cuando los iones vuelven a la región intermedia, el campo eléctrico habrá invertido su dirección y los iones recibirán entonces un segundo aumento de la velocidad al pasar al interior de la otra ‘D’.

lawrence3Como los radios de las trayectorias son proporcionales a las velocidades de los iones, el tiempo que se necesita para el recorrido de una trayectoria semicircular es independiente de sus velocidades. Por consiguiente, si los iones emplean exactamente medio ciclo en una primera semicircunferencia, se comportarán de modo análogo en todas las sucesivas y, por tanto, se moverán en espiral y en resonancia con el campo oscilante hasta que alcancen la periferia del aparato.

Su energía cinética final será tantas veces mayor que la que corresponde al voltaje aplicado a los electrodos multiplicado por el número de veces que el ion ha pasado por la región intermedia entre las ‘Ds’.

El proceso Haber-Bosch para la síntesis del amoniaco. Un hito industrial.

El 27 de agosto de 1874, nacía el químico e ingeniero alemán galardonado con el Premio Nobel de Química del año 1931, Carl Bosch (Colonia, 27 de agosto de 1874 – Heidelberg, 26 de abril de 1940).

boschEn 1931 le fue otorgado el premio Nobel de Química, compartido con Friedrich Bergius, por el descubrimiento y desarrollo del método de síntesis química a alta presión.

Estudió en el Instituto Politécnico de Charlottenburgo (hoy Universidad Técnica de Berlín) y, a partir de 1892, en la Universidad de Leipzig donde se licenció en 1898.

En 1899 comenzó a trabajar en la empresa BASF (Badische Anilin und Soda Fabrik). Desde 1908 hasta 1913 desarrolló el llamado proceso Haber-Bosch de síntesis del amoníaco a partir de hidrógeno y nitrógeno sometidos a altas presiones. Este método permitió emplear gas amoniaco en la fabricación de los abonos artificiales, que tanta influencia habrían de tener en el desarrollo de la agricultura en todo el mundo. De este modo, el salitre (una mezcla de nitrato de potasio (KNO3) y nitrato de sodio (NaNO3) que se encuentra de forma natural en zonas de América del Sur) fue sustituido por este abono sintético en perjuicio de su principal proveedor de ese entonces, Chile. La aparición de los abonos sintéticos, fue vital para el desarrollo agrícola al producir un elemento imprescindible para las plantas, como son los nitratos, a precios mucho mas reducidos de los que existían en ese momento. De esta forma, se consiguió aumentar la producción de alimentos a nivel mundial, manteniendo los precios bajos.

En química, el proceso de Haber – Bosch es la reacción de nitrógeno e hidrógeno gaseosos para producir amoníaco. La importancia de la reacción radica en la dificultad de producir amoníaco a un nivel industrial.

Alrededor del 78,1% del aire que nos rodea es nitrógeno molecular, N2. El elemento como molécula diatómica gaseosa es muy estable y relativamente inerte debido al enlace triple que mantiene los dos átomos fuertemente unidos.

bosch2No fue sino hasta los primeros años del siglo XX cuando este proceso fue desarrollado para obtener nitrógeno del aire y producir amoníaco, que al oxidarse forma nitritos y nitratos. Éstos son esenciales en los fertilizantes.

Como la reacción natural es muy lenta, se acelera con un catalizador de hierro (Fe3+) y óxidos de aluminio (Al2O3) y potasio (K2O) permitiendo que el equilibrio se alcance con mayor rapidez. Los factores que aumentan el rendimiento, al desplazar el equilibrio de la reacción hacia los productos (Principio de Le Châtelier), son las condiciones de alta presión (150-300 atmósferas) y altas temperaturas (400-500°C), resultando en un rendimiento del 10-20%.

En 1919, Bosch ocupó la dirección general de BASF. En 1925 fue uno de los fundadores de la empresa IG Farbenindustrie, importante grupo de empresas químicas alemanas resultado de la fusión de BASF, Agfa y Hoechst, del que luego sería director general entre 1935 y 1940.

bosch3Después de la primera guerra mundial trabajó en la síntesis del petróleo y del metanol, con procedimientos de química de alta presión.

También mejoró el procedimiento de licuefacción del carbón inventado por Bergius

En 1931 le fue otorgado el premio Nobel de Química, compartido con Friedrich Bergius, por el descubrimiento y desarrollo del método de síntesis química a alta presión.

Bosch murió el 26 de abril de 1940 en la ciudad de Heidelberg, situada en el estado de Baden-Wurtemberg.