20 septiembre, 2017

Las torres de los perdigones. Técnicas de microgravedad en el siglo XVIII

Autores: Equipo de divulgación científica de Eureka!

Torre de los perdigones de Sevilla. Foto de Flickr/Pablonete. Licencia: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-NC-ND 2.0)
Torre de los perdigones de Sevilla. Foto de Flickr/Pablonete. Licencia: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-NC-ND 2.0)

A finales del siglo XVIII se desarrolló una nueva tecnología para fabricar los perdigones de las municiones que permitía hacerlos más baratos y más esféricos. Se construyen altas «torres de perdigones» para lanzar gotitas de plomo desde gran altura –la torre de Sevilla tiene 58 m– para que mientras están en caída libre adopten la forma esférica.

Estábamos en Sevilla cuando nos llamó la atención un restaurante que se llama «La torre de los perdigones» que está en una torre de 58 m de altura. Al preguntar nos enteramos de que el nombre del restaurante se limita a repetir el de la torre. El nombre es curioso y nos ofrece una duda, ¿a qué perdigones se refiere?, pues la palabra perdigón tiene varios significados. Por un lado se refiere al pollo de la perdiz y por otro a los granos de plomo que se usan en las municiones de caza. Bastó una pregunta para que nos dijeran que la torre era una antigua fábrica de perdigones de plomo. Nada de perdices.

Una sencilla búsqueda en Internet nos permite saber que también hay «Torres de los perdigones» en Melbourne –Australia–, en Bristol y Chester –Reino Unido–, en Dubuque –Iowa, USA–, etc.

La historia de estas torres es sumamente interesante. Hasta finales del siglo XVIII los perdigones de las municiones de caza se hacían con moldes o arrojando gotas de plomo derretido en barriles de agua. La primera técnica, la de derretir plomo y echarlo en moldes con la forma del perdigón era muy lenta y por lo tanto muy costosa. La de arrojar gotas de plomo a un barril de agua no producía perdigones suficientemente esféricos. A William Watts, de Bristol, se le ocurrió una forma nueva de hacer perdigones, baratos y perfectamente redondos. La idea es genial por lo sencilla.

Se hace una torre alta, ya hemos dicho que la de Sevilla tenía 58 m. En la parte alta de la misma se pone un horno para fundir el plomo. Una vez fundido se echa en una especie de colador metálico, en cuyo fondo hay agujeritos. El plomo pasa por los agujeros y cuando tiene un tamaño predeterminado cae. Entonces viene la idea genial. En caída libre los cuerpos no pesan. Y sin peso se agrupan formando una esfera. Aunque al salir del «colador» las gotas tuvieran una forma alargada, al caer durante muchos metros adquiere una forma esférica perfecta. Abajo, hay una «piscina» con agua fría que hace que los perdigones se solidifiquen inmediatamente con su forma perfecta.

Tal vez a usted le haya sorprendido que en caída libre los objetos no pesen, pero es así. Y de hecho la ha visto infinidad de veces en los documentales de los viajes espaciales. Normalmente una nave espacial –como es la Estación Espacial Internacional– al dar vueltas en torno a la Tierra, está en caída libre. Por eso los astronautas no pesan y pueden flotar. Algunas personas erróneamente piensan que si los astronautas flotan es porque están lejos de la gravedad terrestre. Nada más lejos de la realidad. La EEI está a 360 km de altura. A esa distancia la gravedad de la Tierra es un poco menor, pero muy poco menor. La estación está sometida a la gravedad, pero al estar en caída libre tanto ella como todos los objetos que lleva dentro, no tienen peso y por eso flotan. Los experimentos que se llevan a cabo dentro de sus laboratorios se hacen sin peso, aunque muchas veces, no demasiado correctamente, se dice que lo hacen en gravedad cero o microgravedad.

Los perdigones que se fabricaban no eran todos del mismo tamaño, pues éste dependía  del grosor de los agujeritos del «colador». Agujero grande, perdigón grande; agujero pequeño, perdigón pequeño.

Es sumamente interesante pensar que a finales del siglo XVIII una persona usase la

idea de la caída libre para producir esferas. Todavía es más sorprendente que su torre estuvo produciendo perdigones hasta 1968, cuando la fábrica fue desmantelada. Hoy en día la fabricación de perdigones se hace por una nueva técnica llamada de Bliemeister, pero esa es otra historia.

La ciudad de Batman
Foto de la torre de los perdigones de Melbourne debajo de la cúpula del complejo comercial «Melbourne Central». Foto de alittlebitdramatic en Flickr con licencia: Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-NC-SA 2.0)
Foto de la torre de los perdigones de Melbourne debajo de la cúpula del complejo comercial «Melbourne Central». Foto de alittlebitdramatic en Flickr con licencia: Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-NC-SA 2.0)

Melbourne es la capital del Estado de Victoria en Australia. Uno de los edificios que normalmente forma parte de las rutas turísticas de esta ciudad es su «Torre de los Perdigones» pues está dentro del famoso centro comercial «Melbourne Central»  y está muy bien conservada.

John Batman nació en Sidney en 1801 y fue el explorador que descubrió –en 1835– la zona en la que hoy está asentada Melbourne. De hecho solicitó que aquellas tierras le fueran concedidas, pero las autoridades se lo negaron; aunque en su diario podemos leer que «aquellas tierras eran muy buenas para establecer una ciudad» y a toda aquella zona la llamaba «Batmania».

Batman y otros crearon la «Asociación de Port Phillips» y negociaron la adquisición de 2 400 km2 a los nativos. Con posterioridad, el tratado de Batman con los aborígenes fue anulado por el gobierno de Nueva Gales del Sur.

El nombre de Melbourne se le dio en 1837, en honor al primer ministro inglés William Lamb que era el segundo vizconde de Melbourne –una localidad del condado de Derbyshire (Reino Unido)–. Pero estuvo a punto de ser la ciudad de Batman.


La bola de agua

Esquema del experimento. Desde poca altura no llegará a formarse una esfera de agua, pero se verá que empieza a formarse. Puede usarse el dibujo mencionando eureka! Licencia CC Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0)
Esquema del experimento. Desde poca altura no llegará a formarse una esfera de agua, pero se verá que empieza a formarse. Puede usarse el dibujo mencionando eureka! Licencia CC Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0)

Hacer experimentos para ver los efectos de la caída libre es muy sencillo; lo difícil es registrarlos de algún modo para verlos bien.

Para hacerlo necesitamos un frasquito de plástico transparente pequeño. En su interior ponemos una cucharada de agua teñida de algún color chillón para que se vea bien; por ejemplo de rojo alimentario.

Subimos el recipiente lo más alto posible, por ejemplo, hasta el techo, y lo dejamos caer sobre unos cojines para que no se rompa. Al caer notaremos que el agua forma algo que se parece a una esfera. Todo ocurre tan rápido que es difícil de ver. Si tienes una cámara de vídeo te aconsejamos que la pongas en el trípode apuntando un poco más arriba de los cojines, para que capte la parte final de la trayectoria.

Se filma y después se ve imagen a imagen. Verás que el agua ha abandonado el fondo y se convertido en algo que quiere ser una esfera, aunque desde el techo al suelo normalmente no le da tiempo a formarse correctamente; por eso, las torres de perdigones tienen varias decenas de metros de altura.

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