TEMES

La liqüefacció de l’aire

Avui dia estem tan acostumats a les baixes temperatures que ningú se sorprèn de veure experiments de divulgació científica en què es fa servir nitrogen líquid, el gas més abundant a la nostra atmosfera, fins i tot en algun es produeix algun accident desagradable com el que va passar recentment a Girona.

De manera habitual les companyies subministradores proveeixen d’oxigen i nitrogen liquat a les universitats, laboratoris i empreses que el fan servir de manera rutinària. Algunes també subministren heli líquid, encara que aquest gas es liqua a una temperatura molt més baixa, 4 graus Kelvin, és a dir –269°C, i cal afegir que l’heli és molt més car i té un preu que puja molt més de pressa que la inflació.

Segurament alguns saben que la primera vegada que es va aconseguir liquar l’aire va ser l’any 1895 quan Carl von Linde, el científic i enginyer que va fundar una companyia molt important el nom de la qual és visible en molts camions que circulen per les nostres carreteres i autopistes, ho va aconseguir fent servir l’efecte Joule Thomson a base de l’expansió de gasos a alta pressió (més o menys el que es fa amb determinats gasos per obtenir el fred a les nostres neveres). Així va aconseguir liquar l’aire, que està format, en volum, per una barreja d’un 78% de nitrogen i un 21% de oxigen, fins a arribar a la temperatura de liquació que, a pressió atmosfèrica, és de –196°C.

Però el que potser no tothom sap és que la primera vegada que es va mostrar l’aire liquat i algunes de les seves propietats a Espanya va ser l’any 1899 a la Reial Acadèmia de Ciències i Arts de Barcelona, a la seva seu recentment remodelada de la Rambla, a l’actual número 115. L’Acadèmia on bastant abans un dels seus membres, Antoni de Martí i Franquès, va corregir la composició de l’aire feta per Lavoisier i en va determinar la composició correcta que, com hem dit, en volum, és d'un 21%.

Va ser a la seu de la Acadèmia on el dimecres 13 de desembre de 1899 l’acadèmic Eugenio Mascareñas, també catedràtic de Química Inorgànica i Anàlisi química a la Facultat de Ciències, va presentar un treball sobre la liqüefacció dels gasos en el qual va exposar l’evolució històrica dels sistemes per obtenir baixes temperatures.

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Mascareñas va presentar els progressos fets per Carl von Linde l’any 1895, només quatre anys abans, i no es va acontentar amb les explicacions teòriques, sinó que va fer una demostració experimental amb aire liquat assistit pel fill de Linde, el doctor Friederick von Linde, que havia vingut expressament a Barcelona. A la seva demostració amb aire liquat transportat en vasos adequats va solidificar mercuri, èter, alcohol, etc.

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Extracte de l’acta de la conferència pública del 13 de desembre de 1899 a les 9 de la nit de l’acadèmic Mascareñas sobre l’aire líquid.

Així ho explicava el dia 15 de desembre el diari La Vanguardia: “Fueron solidificados en pocos momentos el mercurio, el éter y el alcohol; el cauchú quedó endurecido hasta el punto de saltar en astillas a los golpes del martillo; y la mezcla del aire líquido y carbón vegetal en polvo ardió con luz deslumbradora”. Fou la primera vegada que a Espanya es veia aire liquat i se’n presentaven les propietats. Comparteixo la transcripció de la notícia:

viernes, 15 diciembre 1899, página 2

Real Academia de Ciencias y Artes

Notabilísima y por todo extremo interesante fue la conferencia pública dada en la Real Academia de Ciencias y Artes por el individuo numerario de dicha Corporación y distinguido catedrático de la facultad de Ciencias de esta Universidad, doctor don Eugenio Mascareñas.

Después de un buen exordio, pasó el conferenciante á exponer las fases principales por qué ha atravesado desde la época de Faraday hasta nuestros días el problema de la liquidación (sic) de los gases. Fijóse principalmente en los estudios sobre el punto crítico hechos por Andrews y en el uso de la expansión de la masa gaseosa fuertemente comprimida como medio frigorífico, empleado primeramente por Cailletet y Pictet en sus clásicos trabajos de 1877. Estas investigaciones dieron á la solución del problema un carácter dinámico que si bien llevaba al ánimo el convencimiento absoluto del cambio de estado físico producido, no permitía conservar aquellos cuerpos en la forma líquida ni obtenerlos en masas considerables.

Para conseguir este objeto hicieron Cailletet primero y después Olszewski y Wroblewski nuevas investigaciones que fueron coronadas más tarde, en 1884, con brillante éxito por los trabajos de Dewar al obtener grandes cantidades de oxigeno líquido con las que pudo efectuar por vez primera vistosos ó interesantes experimentos.

Mas faltaba todavía dar un nuevo paso en el camino de la sencillez suprimiendo en absoluto todo origen de frío que no naciese exclusivamente de la expansión de gas comprimido; y la gloria de esta nueva conquista estuvo reservada al doctor bávaro C. Linde que en 1895 dio á conocer su nueva máquina de que constan expansiones sucesivas y contra-corriente, de la cual hizo el doctor Mascareñas explicación minuciosa mediante un sencillo esquema dibujado en el encerado.

Después pasó el conferenciante á la ejecución de los experimentos, auxiliado en esta tarea por el doctor F. Linde (hijo) que honró con su presencia el acto, mostrando ante todo á la concurrencia los matraces de dobles paredes plateadas, entre las cuales se ha hecho un vacío tan perfecto como el de los tubos de Crookes.

Fueron solidificados en pocos momentos el mercurio, el éter y el alcohol; el cauchú quedó endurecido hasta el punto de saltar en astillas á los golpes del martillo; y la mezcla del aire liquido y carbón vegetal en polvo ardió con luz deslumbradora.

Al tratar de las aplicaciones describió principalmente las que tiene, mezclado con sustancias combustibles, como explosivo, en sustitución á la dinamita, de cuya aplicación se hizo en el día anterior por el doctor F. Linde un ensayo satisfactorio en una cantera de la montaña de Montjuich; sintiendo mucho no poder entrar en las aplicaciones médicas, de las cuales se dará pronto noticia en la revista que dirige en esta capital el reputado profesor de la Facultad de Medicina doctor Rodríguez Méndez.

En el curso de su peroración reclamó con entusiasmo el doctor Mascareñas para la Real Academia de Ciencias y Artes de Barcelona la gloria de haber sido la Corporación científica de nuestro país en que, por vez primera, se había presentado el aire líquido y se habían demostrado experimentalmente sus propiedades, siguiendo en esto honrosos antecedentes que, ya desde el siglo pasado, han venido creando para aquélla una brillante tradición.

La concurrencia que, sin previa invitación ni más aviso que las noticias dadas por los periódicos, acudió a escuchar la conferencia, fue tan numerosa que no sólo llenaba todo el ámbito del salón de actos, sino que rebosaba por el vestíbulo y salas contiguas, siendo muchas las personas que se vieron privadas de presenciar los experimentos por no encontrar sitio donde colocarse y terminando dicha conferencia entre los más espontáneos y prolongados aplausos.

El dissabte següent, dia 16, el Sr. Juan Buscón explicava a les pàgines del mateix diari, en un exemple d’article divulgatiu, l’experiment i les propietats, així com les moltes aplicacions que tindria l’ús rutinari de les baixes temperatures

sábado, 16 diciembre 1899, página 1

Busca, buscando

No asistí, y confieso que lo siento muy de veras a la conferencia seguida de experimentos que los doctores Mascareñas y Linde dieron, la noche del miércoles, en la Real Academia de Ciencias y Artes. Los concurrentes á la velada pudieron oír y presenciar cosas interesantísimas acerca de uno de los más curiosos descubrimientos científicos de este siglo, como lo es la resolución del problema de la liquidación (sic) del aire, problema que, como todos los de la ciencia, ha pasado por diversas tentativas, gradaciones y éxitos parciales hasta el logro completo, obtenido por el doctor bávaro G. Linde, padre del distinguido sabio que practicó los experimentos en los salones de la Academia.

Los lectores de LA VANGUARDIA saben ya, en la esencia al menos, y por el extracto que ayer se publicó, de qué materia se trata. Gracias á esa nueva conquista obtenida por la investigación y el estudio, se puede hoy convertir el aire atmosférico en líquido y embotellarlo como si fuese agua de Víchy ó de Rubinat y hacer con él una gran diversidad de aplicaciones. Aunque desde ahora me permito no obstante lo muy lego que soy en cuestiones científicas, aconsejar la abstención absoluta de ese líquido embotellado como bebida: su uso interno y hasta su uso externo podrían originar trastornos muy graves en el organismo. Digámoslo de una manera categórica y en términos y á la altura de la inteligencia de cualquier ministro: el agua de aire Linde no es potable. Y no lo es por falta de pureza ni por el mal estado de las cañerías ni por exceso de microbios. ¡Microbios!...., ¡pobrecitos!... de fijo que ninguno de ellos vegetaría en el interior de un líquido que hierve, vamos al decir, con una temperatura de 160 grados bajo cero. Los microbios soportan sin quejarse temperaturas muy bajas, pero á este punto, no es probable. Y por eso precisamente no aconsejaríamos a nadio, ni aun en los días más calurosos del verano, que se tomase una copita de ese licor aéreo, extraordinariamente refrigerante. Porque entre otros fenómenos poco agradables se expondría tal vez a quedarse con la lengua petrificada, lo cual no dejaría de ser un inconveniente hasta para un diputado de la mayoría.

Pero ¡qué de inmensas ventajas y de estupendos resultados no se podrá obtener con la múltiple aplicación de ese magnifico invento, á los diversos ramos de los conocimientos humanos, ora sea a la medicina, ora a la industria, ora á las artes, ora al mismo estado moral de la humanidad!... Todo será cuestión de ir perfeccionando el descubrimiento y de ensanchar los métodos aplicatorios fabricando los aparatos necesarios poniendo el sistema al alcance de quien lo haya menester. Completamente lego como soy en tales asuntos, conforme he tenido ya la loable modestia de confesar hace un momento, no quisiera – eventualidad muy posible – soltar algún disparate discurriendo sobre el caso; pero supongo que no me estará prohibido aventurar algunas conjeturas, pidiendo de antemano perdón á las autoridades competentes, vulgos sabios.

Con su ingenioso aparato, el doctor Linde ha hallado medio de hacer transportar á esta capital mediterránea, 15 litros, según creo, de aire de Munich convertido en agua y envasijado en los correspondientes receptáculos. ¿Conservará ese aire acuoso las cualidades elementales que tenía cuando fue... enchiquerado, las cualidades natales, por decirlo así?... En tal caso y generalizando la aplicación del inventor, parece que sería preferible encontrar el modo y manera de aplicar las propiedades de un ambiente extranjero, á un ambiente distinto al nuestro, por ejemplo, saneando de esta suerte físicamente y moralmente atmósferas corrompidas é insanas. Y no veo porqué razón no podríamos hacer, entre otros un ensayo de suma utilidad: el de transportar un importante cargamento de aire del Transvaal a los centros políticos madrileños.

Que se averigüe, como creo está averiguado, que ciertos aires constituyen un elemento esencialmente anti-tuberculoso. ¿Habría nada tan sencillo como el llenar de ese aire de importación el aposento de un tísico?

Otra aplicación, aunque del género macabra, ofrecería una incontestable utilidad. Rociar el exterior de los cadáveres é inocular en ellos, chorritos de ese aire-liquido: la congelación se produciría inmediatamente y tendríamos muertos petrificados para muchos años.

Quizás esa petrificación sería igualmente factible con ciertas cosas de naturaleza efímera: las flores, por ejemplo. Y para la conservación de las viandas, pescados, frutas, dispondríamos de un procedimiento inmejorable.

Como igualmente para elaborar, al segundo, helados de todas clases, económicos y al gusto del consumidor, en el mismo hogar doméstico y sin necesidad de repostero. Y para beber agua fresquísima en verano: con una gotita ó dos del admirable elixir, echada en una copa de agua del tiempo, habría lo suficiente para beberla á gusto. Y obtener Champagne frappé.

Cuanto á las aplicaciones terapéuticas no quiero meterme poco ni mucho en apuntarlas siquiera; pero de seguro serían innumerables é inapreciables.

Y por fin, tratándose de un elemento tan frigorífico, por un lado y tan eminentemente oxigenado, como lo es el aire-líquido de Linde, ¿quién no nos dice que podría utilizarse para apagar el fuego de las pasiones y también para excitar potentemente le cerebralidad humana?...

Juan Buscón

Nota biogràfica d'Eugenio Mascareñas

mascarenyas_p.pngEugenio Mascareñas i Hernández (Almagro, Ciudad Real, 1853 - Barcelona, 1934)

De família d'origen gallec, estudià el batxillerat a l'Institut de San Isidro de Madrid (1869) i la llicenciatura en Ciències (1873) i el doctorat (1878) a la Universitat Central de Madrid. L'any següent, el 1879, obtingué per oposició la càtedra de Química Inorgànica de la Facultat de Ciències de la Universitat de Barcelona, plaça que ocupà fins a la seva jubilació, el 1923. Durant aquests anys fou degà de la Facultat (1900-23) i de manera accidental ocupà el rectorat en diverses ocasions. A més de Química Inorgànica impartí Química Analítica, quan aquesta disciplina s'introduí en el pla d'estudis de la llicenciatura de ciències, l'any 1900, en crear-se la Secció de Químiques; a la de Farmàcia es donaven temes d'anàlisi química des del 1845, dins de l'assignatura Pràctica Farmacèutica.

El Dr. Mascareñas fou un dels representants més destacats de l’escola d’analistes de les darreries del segle xix i començaments del xx. Fou membre del Consejo de Instrucción Pública, acadèmic corresponent de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de Madrid, degà de la Facultat de Ciències de la Universitat de Barcelona, on feu un discurs d’ingrés titulat "La electrolisis en química analítica" (1883). És considerat un dels introductors de la taula periòdica a Espanya.

Com era habitual en els professors universitaris d'aquella època no practicà recerca experimental, però sí que fou un dels primers a reclamar mitjans econòmics i una nova organització docent per introduir de manera sistemàtica i reglada ensenyaments pràctics, amb els corresponents laboratoris, a les facultats de ciències. En concret en el discurs que pronuncià en la inauguració del curs acadèmic 1899-1900, es queixà de la falta de laboratoris amb un mínim de condicions i reclamà la necessitat d'impulsar la recerca a la universitat perquè compleixi amb l'objectiu, al seu entendre irrenunciable, de "ser fábrica de ciencia nacional". S'integrà fàcilment en la societat barcelonina i el 1882 ingressà a la Reial Acadèmia de Ciències i Arts de Barcelona (RACAB), on fou encarregat del gabinet de la Secció de Ciències Fisicoquímiques (1884-88 i 1892-93), secretari de la Secció de Ciències Fisicoquímiques (1888-90), comptador (1890 i 1896-1901), director de la Secció 2a (1893-95, 1903-05 i 1907-08), vicepresident (1901-03), bibliotecari (1905-07) i president (1908-10). Entre les seves memòries presentades a aquesta Acadèmia en destaquen les anomenades "Conferències experimentals" dirigides al públic en general i acompanyades d'experiències sovint espectaculars.

Cal destacar, també, el paper de Mascareñas com a divulgador; en la dècada del 1880, publicà un conjunt d'articles a la revista Crónica Científica. Revista Internacional de Ciencias, en què posava en espanyol, a l'abast del públic interessat, noves contribucions fetes en diversos camps de la química, publicats en revistes alemanyes.

És autor de diversos llibres de text en els quals ja dona descripcions detallades de la taula periòdica. En el llibre Introducción al estudio de la química, aparegut tot just quinze anys després de la proposta inicial de taula periòdica de Mendeléiev, en fa una descripció detallada, n'inclou una reproducció, i ja comenta el descobriment dels nous elements, gal·li i escandi, predits per Mendeléiev –el germani no es va trobar fins al 1886– i fa una aposta decidida i convençuda sobre la bondat de la periodicitat en l'explicació i organització de la química inorgànica descriptiva. El llibre més complet i important, Elementos de química general y descriptiva, aparegut el 1903, amplia i actualitza el tema referent a la taula periòdica.

 

NOTES:

Article parcialment publicat a l’apartat “Els acadèmics opinen” del web de la Reial Acadèmia de Ciències i Arts de Barcelona (6 d’octubre de 2022): https://www.racab.cat/academia/opinio/opinio-6-oct-2022

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