Experimentos y máquinas demasiado lentos

Estamos llegando a fin de año y es inevitable hacer comentarios del tipo "el año se me pasó volando", "parece que fue ayer que nos juntamos para celebrar Año Nuevo" y cosas por el estilo. Sí, la percepción del tiempo es algo muy subjetivo, hay semanas que pesan como años y meses que se pasan en un abrir y cerrar de ojos. Esta reflexión sobre el fluir del tiempo me trajo a la memoria algunas curiosas experiencias científicas y técnicas que se han caracterizado por su extraordinaria larga duración. Los invito a dar un recorrido no apto para impacientes.

El tiempo parece haberse detenido para estas máquinas y experimentos. Fuente: Radio Panik.

La campana eléctrica de Oxford

En el laboratorio Clarendom de la Universidad de Oxford hay una campana eléctrica que está sonando desde el año 1840... ¡con la pila original! Sí, como lo leen, una campana que ha sonado en forma ininterrumpida durante 182 años usando la misma batería. Bueno, no es una batería, sino dos, pero da lo mismo, nunca han sido reemplazadas. El badajo, que está suspendido entre ambas campanas, cada una de las cuales está conectada a una de las pilas, se ve alternativamente atraído y repelido por una y otra campana debido a la fuerza electrostática. De esta forma, una vez puesta en marcha la campana, el consumo eléctrico del artefacto es realmente pequeño. El sonido de la campana no se oye debido a que el movimiento es muy débil y a que hay un doble vidrio que cubre el aparato. La composición química de esas pilas es desconocida, pero se sospecha que se trata de una pila de Zamboni, ya que hay registros de otros experimentos similares durante la época de su creación. Estas pilas se construían apilando discos de papel recubiertos con hojas de zinc por un lado y dióxido de manganeso en el otro. De ser así, llegará un momento en que la campana dejará de funcionar, ya sea por que el zinc se oxide o el manganeso se acabe, pero hasta el momento la campana ha sonado más de 10.000 millones de veces.

La campana eléctrica de Oxford. Fuente: Xataka.

El experimento de la gota de brea

En la escuela de Matemáticas y Física de la Universidad de Queensland, en Australia, se expone un embudo de vidrio con brea detrás de un vidrio. Este instrumento anodino, que luce aparentemente estático, es un experimento de larga duración que fue iniciado por Thomas Parnell, primer profesor de física de la universidad, que lleva en observación desde 1927 (¡95 años!). Parnell quería demostrarle a los estudiantes que hasta los materiales ordinarios tenían cualidades extraordinarias. El material que usó para su experimento fue la brea, que a temperatura ambiente se comporta como un sólido, pero que en realidad se trata de un fluido altamente viscoso con apariencia de sólido. El profesor Parnell calentó una muestra de brea y la vertió en un embudo y luego simplemente se sentó a esperar. Bueno, lo de sentarse es algo figurativo, porque la brea se comportó tal como esperaba el profesor, y empezó a gotear... pero con intervalos de tiempo de varios años entre gota y gota. Hasta el día de hoy han caído solo nueve gotas de brea, con intervalos de 7 a 9 años entre ellas, con excepción de las últimas dos, que demoraron 12 y 13 respectivamente. No está claro cuando caerá la décima gota, pero algunos modelos estipulan que ocurriría cerca de 2028, o sea, un siglo después de haber comenzado el experimento.

Así luce el experimento a las 5:42 hs (hora de Australia) del miércoles 28/12/22 en la Universidad de Queensland. Se pude seguir el evento en vivo desde la web The Tenth Watch.

El reloj de Beverly

Dejando de lado los relojes de sol, que podríamos decir que funcionan cuasi-perpetuamente (excepto cuando es de noche o está nublado), el reloj mecánico que se encuentra en el Departamento de Física de la Universidad de Otago (Nueva Zelanda) es lo más parecido a una máquina de movimiento perpetuo. Este reloj fue desarrollado y puesto en marcha en 1864 por el profesor Arthur Beverly, y nunca se le ha debido dar cuerda ni ha requerido energía extra para continuar con su marcha desde entonces.

El artilugio mecánico está basado en una caja hermética de 28 litros de capacidad, que se expande o contrae de acuerdo a las variaciones diarias de presión atmosférica y temperatura, empujando un diafragma que impulsa el mecanismo del reloj. Para tener una idea, una variación de temperatura de 3,3 ºC a lo largo del día se traduce en una variación de presión suficiente como para elevar 2,54 cm un peso de aproximadamente 0,5 kg (equivalente a 13 mJ o 3,6 μWh de energía). Un mecanismo similar que puede encontrarse en un reloj comercial es el que se usa en el reloj Atmos, fabricado por el relojero suizo Jaeger-LeCoultre.

El reloj de Beverly se ha detenido en algunas oportunidades, como cuando el Departamento de Física se trasladó a una nueva sede y otras en los días en los que la variación térmica no ha sido suficientemente amplia como para mover el diafragma. Sin embargo, en todos los casos, una vez reajustados los parámetros ambientales, el reloj vuelve a funcionar. Fuente: Wikipedia.

Una lámpara que lleva 120 años encendida

En el cuartel de bomberos número 6 de Livermore, California, se encuentra instalada una lampara incandescente que fue fabricada por la Shelby Electric Company, que resplandece casi sin interrupciones desde 1901. La lámpara original era de 60 W de potencia, que ahora se han degradado a apenas 4W, y fue confeccionada a fines del siglo XIX, siendo donada por Chaillet (el fundador de la Shelby) al departamento de bomberos a comienzos del siglo XX. Según dicen, el foco solo dejó de brillar en 1976 cuando la sede del cuartel de bomberos se desplazó a nuevas instalaciones. Fueron 22 minutos de interrupción en los que una escolta policial custodió la reliquia hasta llegar a destino.

¿Por qué la lámpara fabricada por la Shelby a fines del siglo XIX todavía funciona mientras que cualquier lámpara moderna, sea incandescente, fluorescente o LED no dura más que un par de años? Según el estudio que realizó Debora Katz, física de la Academia Naval de Estados Unidos, sobre una lámpara de la Shelby de igual tipo, hay dos cuestiones que lo explican. Por un lado el filamento es unas ocho veces más grueso que el de una lámpara incandescente moderna (bueno, ya no se fabrican lámparas incandescentes, pero son modernas respecto a la que está en el cuartel de bomberos californiano). La otra cuestión es que ese filamento parece estar hecho de carbono y se comportaría como semiconductor. De esta forma, la lámpara centenaria de Shelby ofrece menos luz pero proporciona una mayor durabilidad.

La lámpara es actualmente una especie de tesoro californiano, al extremo de tener una cámara que la filma y transmite durante las 24 horas para certificar que sigue encendida, incluyendo una página web y cuenta de Facebook. Fuente: Infobae.

Las semillas de Beal

En 1879, un botánico llamado William Beal enterró 20 botellas de vidrio en un lugar secreto del campus de la Universidad Estatal de Michigan (MSU). Cada una de ellas estaba llena de arena y una mezcla que contiene 21 especies de plantas con 50 semillas por planta (más de 1000 semillas). Las botellas se guardaron sin tapón e inclinadas de tal manera que el agua no las tocara. El objetivo de Beal era comprobar cuánto tiempo pueden permanecer inactivas las semillas en el suelo sin perder su capacidad de germinar. El botánico pasó el mapa de donde estaban enterradas las botellas a sus sucesores y estos a otros científicos del campus. El experimento original estaba planteado para desenterrar una botella cada cinco años, por lo que la duración completa se entendería a lo largo de un siglo. A medida que pasó el tiempo, los sucesores de Beal extendieron el lapso entre las excavaciones a diez años, pasando luego a veinte. Para entender el contexto, es bueno comentar en este punto que cuando el experimento comenzó todavía no se conocía que era el ADN. Hoy en día, los científicos que dan continuidad al trabajo empezado por Beal hace más de 140 años siguen trabajando en el tema, desenterrando una botella cada veinte años y esparciendo sus semillas sobre una bandeja de tierra estéril para descubrir cuáles de ellas germinan.

Cada botella contiene 21 especies de plantas con 50 semillas por planta. Actualmente solo quedan 4 botellas por desenterrar. Fuente: MarcianosMX.

La máquina de Rube Goldberg más lenta del mundo

Para terminar, el último ítem de esta lista no es un experimento en sí mismo, pero se trata de una máquina muy lenta que merece su lugar en esta recopilación. Como bien dice el título, se trata de la máquina de Rube Golsberg más lenta del mundo. Para entender lo que es una máquina de Rube Goldberg, voy a citar textualmente a la Wikipedia:

Una máquina de Rube Goldberg es un aparato excesivamente sofisticado que realiza una tarea muy simple de una manera deliberadamente indirecta y elaborada, normalmente haciendo uso de una reacción en cadena. Primero apareció en el Webster's Third New International Dictionary, definida como: «llevar a cabo algo, de una manera redundante extremadamente compleja, que real o aparentemente podría ser hecho de una manera simple». La expresión se ha fechado como originada en Estados Unidos alrededor de 1930,1​ para describir las ilustraciones de "absurdas máquinas conectadas" de Rube Goldberg (un caricaturista, escultor, escritor e ingeniero estadounidense).​ Desde entonces, el significado de la expresión se ha ampliado para denotar cualquier forma de sistema excesivamente confuso o complicado.

En este caso, la máquina en cuestión se caracteriza por emplear elementos, e incluso seres vivos, con una dinámica muy lenta, tales como el sirope, tortugas, helados que deben descongelarse, relojes e incluso hierba. Así se llega a una máquina de Rube Goldberg, perfectamente inútil, que necesitó 6 semanas, 3 días, 7 horas y 2 minutos para completar el recorrido completo (el video que pueden ver en Youtube está, obviamente, acelerado, para poder disfrutarlo en unos cómodos 3 minutos).

Final

Espero que hayan disfrutado de esta rara colección de experimentos y máquinas muy lentas, claramente no recomendables para ansiosos. Espero que les sirva al menos como consuelo para esos momentos de la vida donde el tiempo parece no transcurrir. Por mi parte me despido, nos vemos en la próxima entrada.