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11 de febrero de 2020

El oro que crece en los árboles, una nueva vía para la minería

Los árboles parecen tener la clave para indicar la existencia de yacimientos de minerales preciosos. Siguiendo la presencia de estas partículas en las hojas, los científicos han conseguido mostrar cómo estos metales son transportados desde el subsuelo a través las raíces, dejando entrever cómo este hallazgo puede transformar la industria minera. 
Árboles como los eucaliptos, de raíces extensas y profundas, pueden transportar oro desde el subsuelo hasta sus hojas, indicando así la localización de depósitos del mineral. Crédito: Oat Phawat
La minería, una industria con miles de años de historia y fundamental para el desarrollo económico de muchas regiones del planeta, ha descubierto un nuevo lenguaje para entender lo que ocurre en el subsuelo sin tener que excavar. La clave está en el suelo. Pero también en la vegetación o en la nieve, capaces de reaccionar a los minerales que hay bajo tierra y revelar así la presencia de yacimiento de minerales preciosos como el oro. 
De hecho, las raíces de los árboles son la mejor conexión entre lo que ocurre en el suelo y lo que vemos en la superficie. Así lo ha demostrado un equipo de investigadores de la agencia científica australiana CSIRO liderado por Mel Lintern, que partiendo de este principio llevó a cabo un estudio basándose en las hojas de eucalipto de diversas zonas  de la región de Kalgoorlie (Australia) y otras cultivadas en invernaderos. El eucalipto crece en paisajes muy diversos y sus raíces pueden llegar hasta los 40 metros de profundidad. En 2013, la revista Nature publicaba la confirmación del origen de las pequeñas partículas de oro que había en las hojas de estos árboles. Una parte minúscula de este metal precioso se disuelve en forma de iones en el agua que las raíces absorben de la tierra. 

Al ser un mineral tóxico para las plantas, estas lo atrapan en pequeños cristales de oxalato de calcio, similares a las piedras del riñón en humanos y mamíferos, para evitar así que interfieran en su función celular normal.



Lea el artículo completo en: Canal Innovación


18 de enero de 2019

Presentan por primera vez mapa de la minería ilegal de toda la Amazonía

Trabajo inédito en seis países confirma que existen, al menos, 2.312 puntos y 245 áreas de extracción no autorizada de oro, diamantes y coltán. Madre de Dios es la región más degradada por la extracción de oro en la Amazonía.


Por primera vez se presenta una plataforma que aglomera los datos sobre minería ilegal de seis países amazónicos. Este trabajo realizado por organizaciones de Bolivia, Brasil, Colombia, Ecuador, Venezuela y Perú confirma la existencia de, al menos, 2.312 puntos y 245 áreas de extracción no autorizada de minerales como oro, diamantes y coltán en la selva tropical, la región con más diversidad del planeta.

La Red Amazónica de Información Socioambiental Georreferenciada (RAISG) realizó su estudio denominado "Amazonía saqueada", a partir de imágenes satelitales y noticias publicadas en la prensa de los países mencionados hasta el 2017. La investigación que abarcó 7 millones de kilómetros cuadrados de selva tropical, ha construido una herramienta en línea (https://mineria.amazoniasocioambiental.org/) que permite navegar por todos los puntos y áreas de minería ilegal para determinar su impacto en áreas naturales protegidas y territorios indígenas. 

"La incidencia de la minería ilegal en la Amazonía, especialmente en los territorios indígenas y áreas naturales protegidas, ha crecido exponencialmente en los últimos años con el alza del precio del oro. No obstante, esta es una de las presiones menos investigadas, por lo que RAISG decidió incluirla como uno de los temas que requiere seguimiento permanente, sobre todo por sus impactos socioambientales", indicó Beto Ricardo, secretario Ejecutivo de la RAISG.

​—Madre de Dios, área de más degradación de la Amazonía​—

Entre las 245 áreas de extracción detectadas, 132 están en Brasil (principalmente en la región del río Tapajós) y 110 en el Perú en la región de Madre de Dios. Mientras que tres están en Bolivia. El estudio concluye que Madre de Dios, es el sector de la Amazonía más degradada por la extracción de oro. 
La investigación identificó que en 649 áreas naturales protegidas, 55 tienen puntos de minería ilegal activas o balsas dentro de sus límites y 41 zonas protegidas sufren daños indirectos, debido a que la actividad ilegal está presente en las zonas de amortiguamiento o en sus fronteras. 

De otro lado, de los 6.207 territorios indígenas ubicados en los seis países, 78 presentan actividades mineras en su entorno. La mayoría de estos territorios indígenas (64) está ubicada en Perú.

“Para contrarrestar la arrasadora actividad de minería ilegal urge un mecanismo de articulación e involucramiento entre el gobierno nacional con las regiones y demás actores locales. Sin embargo, no solo es cuestión de crear leyes, sino de cómo las aplicamos en el terreno sin presupuesto, sin personal capacitado y sin equipos. Debemos superar de manera urgente esta falta de voluntad política”, indicó para el estudio Pedro Tipula, especialista del Instituto del Bien Común – IBC y Coordinador del Sistema de Información sobre Comunidades Campesinas del Perú (SICCAM).

—Uso del mercurio​—

Camilo Guio, vicedirector da Gaia Amazonas explicó que las mencionadas actividades extractivas ilegales trabajan de forma "antitécnica e insostenible", se valen del uso de balsas y dragas y además la mala utilización del mercurio que genera daño en la salud de las poblaciones locales y de los pueblos indígenas.

"Los datos recogidos por la RAISG, sin embargo, constituyen una primera aproximación a la situación, que refleja un problema de una magnitud desconocida y cuya visión representa sólo una parte de lo que realmente está sucediendo. Los casos reportados provienen de informes de comunidades ribereñas e indígenas, del relevamiento de noticias y del análisis de imágenes satelitales", precisa el estudio.

Según detalla la investigación, en el Perú los resultados preliminares de un estudio realizado por el Centro de Innovación Científica Amazónica (CINCIA) revelan que los niveles de mercurio en peces son un 43% mayores en pozos abandonados por la minería de oro que en áreas donde no existen campamentos mineros.

Recolectaron muestras de peces en siete lagunas ubicadas en zonas mineras abandonadas de Laberinto, Tambopata, Madre de Dios e Inambari. Adicionalmente se recolectó muestras de peces en dos lagunas y un río dentro del Parque Nacional Manu, como área de referencia donde no hay presencia de actividad minera.

Este panorama que se presenta en la región ha generado que la deforestación en el Perú alcance picos jamás registrados. De acuerdo a una investigación del Centro de Innovación Científica Amazónica (CINCIA), en solo cinco años hubo una pérdida forestal de 170 mil hectáreas, cifra que es 30% mayor a la anunciada en otros monitoreos.

La Red Amazónica de Información Socioambiental Georreferenciada - RAISG, creada en 2007, es una iniciativa regional amazónica que genera información georreferenciada y posibilita una visión integral de la Amazonía y de las amenazas que se ciernen sobre ella.

El mapa ha sido producido por una red de trabajo de organizaciones no gubernamentales en seis países amazónicos: Fundación Amigos de la Naturaleza (FAN) en Bolivia, Gaia Amazonas en Colombia, Instituto del Bien Común (IBC) en Perú, Ecociencia en Ecuador, Provita y Wataniba en Venezuela, Imazon e Instituto Socioambiental (ISA) en Brasil. 

Para acceder a la plataforma accesa a este enlace https://saqueada.amazoniasocioambiental.org/story/conflicts

Artículo tomado de: El Comercio (Perú)


5 de junio de 2018

El oro es tiempo: Los minutos son el bien más preciado del siglo XXI

El documental 'Ladrones de tiempo' analiza la cada vez más complicada gestión de nuestros horarios.

Somos hijos del dios Cronos. Sin apenas darnos cuenta, nos hemos convertido en nuestros propios agentes de viaje y los cajeros de nuestro supermercado y sucursal bancaria; montamos nuestros muebles y hasta tomamos nuestro pedido en algún restaurante.

La máxima capitalista que asegura que el tiempo es oro toma una nueva dimensión. Ahora, además de hacer horas extra en nuestra empresa, somos en algún momento del día trabajadores de otras de las que antes éramos solo clientes. A cambio de nuestro tiempo, recibimos una rebaja en el precio de sus productos. Y así es como cada vez tenemos horarios más complicados.

El documental Ladrones de tiempo que se proyecta en el festival DocsBarcelona 2018, repasa la importancia de las horas, minutos y segundos, convertidos en la moneda de cambio más universal y codiciada. La alemana Cosima Dannoritzer (Dortmund, 1965) amplía su análisis sobre el tiempo en la sociedad de consumo tras estrenar Comprar, tirar comprar en 2010.

Pregunta. En su documental, se presenta el tiempo como si fuera la mayor religión del mundo.
Respuesta. En principio, era un factor biológico. Hasta la tribu africana más remota depende, aunque sea ligeramente, del tiempo. El problema es que, con la llegada de la Revolución Industrial, se ha convertido en un factor social. El trabajo, por ejemplo, es un intercambio de tiempo por dinero.

P. Y de trabajadores precarios pasamos a ser también clientes precarios.
R. Las gasolineras ya son autoservicio, con una cámara de seguridad en vez de empleados y hasta las bibliotecas públicas nos obligan a aprender a gestionar nuestros préstamos. Invertimos cinco minutos de aquí, otros 10 de allá… Poco a poco, ese fenómeno va creciendo y acumulando nuestro tiempo mientras se destruyen millones de empleos.

P. El de "trabajador parcial" es un concepto inventado para el documental.
R. Los manuales empresariales nos denominan así desde hace 50 años. Eso sí, lo somos sin poder elegirlo. Y sin formación, ni contrato, ni derechos laborales.

P. Si las empresas llevan décadas estudiando de forma exhaustiva la gestión del tiempo para que sus trabajadores ahorren medio segundo en las cadenas de montaje, ¿No podemos los ciudadanos aprenderlo también?
R. Cada vez es más común ver a compañías que descuentan del sueldo de sus trabajadores las pausas para ir al baño. La mejor forma de recuperar parte del control del tiempo, algo que es nuestro, es dedicar algunas horas a la semana a estar fuera del sistema; a dejar de ser productivos de forma voluntaria.

El artículo completo en:

El País (España)

2 de mayo de 2016

El accidenteque creó una batería que dura toda una vida

Crear una batería que dure toda una vida parecía difícil de lograr, aunque un grupo de investigadores estadounidenses lo consiguió.

Lo que más llama la atención es que todo fue fruto de un accidente.





Científicos de la Universidad de California, en Irvine, Estados Unidos, estaba buscando una forma de sustituir el litio líquido de las baterías por una opción más sólida y segura (las baterías de litio son extremadamente combustibles y muy sensibles a la temperatura) cuando dieron con esta batería 400 veces más eficiente que las actuales.


Empezaron a experimentar con nanocables de oro recubiertos con un gel de electrolitos y descubrieron que eran increíblemente resistentes. La batería podía seguir trabajando de forma efectiva durante más de 200.000 ciclos de carga.

Durante mucho tiempo, los científicos han experimentado con nanocables para baterías.
Esto se debe a que son miles de veces más delgados que el cabello humano, altamente conductores y cuentan con una superficie amplia para el almacenamiento y transferencia de electrones.

El problema estaba en que estos filamentos son extremadamente frágiles y hasta ahora no aguantaban la presión de carga y descarga.
Pero un día la estudiante de doctorado Mya Le Thai decidió colocar en estos delicados hilos una capa de gel.

"Mya estaba jugueteando y lo cubrió todo con una un fina capa de gel antes de empezar el ciclo", explicó Reginald Penner, consejero de departamento de química la Universidad de California en Irvine.

"Descubrió que tan solo usando este gel (de electrolitos) podía someterlos a ciclos (de carga y descarga) cientos de miles de veces sin que perdiera su capacidades".
Y lo hizo durante tres meses.

"Esto es increíble porque estas cosas típicamente mueren dramáticamente tras 5.000 o 6.000 ciclos, 7.000 como mucho", agregó

Penner le contó a la revista Popular Science que cuando empezaron a probar los dispositivos, se dieron cuenta que no iban a morir.

Los expertos piensan que la efectividad de la batería de Irvine se debe a que la sustancia viscosa plastifica el óxido metálico en la batería y le da flexibilidad, lo que evita el agrietamiento.

"El electrodo revestido mantiene su forma mucho mejor, lo que lo hace una opción más fiable", explicó Thai.

El artículo completo en:

BBC Ciencia

25 de julio de 2014

Riesgo de “Commodities” (o ¿quié fija los precios del oro y la plata?)

En un post de Agosto 2012 mencionaba que el riesgo de “commodities”,  una variante del riesgo de mercado, es el riesgo que se corre en razón de las variaciones de los precios de materias primas o insumos llamados “commodities” en inglés. En Junio pasado un artículo del portal Lampadia, que se refería a un artículo del Financial Times, nos brindó un excelente ejemplo de cómo la evolución de este riesgo puede ser afectada por el riesgo operacional y por el riesgo reputacional de la misma manera que lo fue el riesgo de tasa de interés con el escándalo de la manipulación de la tasa LIBOR. Reproducimos a continuación el contenido de texto de dicho artículo de Lampadia, que es de mucho interés y está relacionado con nuestro país.
  
Financial Times revela que se reformará sistema de fijación de precios

¿Sabe cómo se fijan los precios del oro y la plata?

El Perú es el segundo productor mundial de plata  y el sexto de oro, ¿sabemos los peruanos, cómo se fijan los precios internacionales de dos productos tan importantes para nuestra economía, y que noticias hay al respecto, últimamente? El Financial Times publicó la semana pasada un revelador informe en el que se sostiene que el esquema de fijación del precio del oro será revisado para su reforma, mientras que el de la plata será abolido en agosto próximo. 


El precio base del lingote del oro es establecido en Londres por la London Gold Fixing Company mediante un esquema llamado Gold fix (“Fijación del Precio de Oro”) que opera dos veces por día (laborable). De esta manera se obtiene el precio de referencia en dólares americanos por onza troy  (31.1034 gramos) de oro fino (pureza de 995 partes por millar). La estructura de este sistema se ha mantenido estable desde sus inicios el 12 de setiembre de 1919.

Actualmente son cuatro los bancos que conforman el grupo que fija los precios de este metal: Barclays, HSBC, Société Générale y Scotiabank. El Deutsche Bank que forma parte de esta asociación se retiró en mayo último. Estos se denominan “bancos de lingotes” y representan cuantiosas órdenes de compra y venta del metal tanto para terceros como para sí mismos. 

El precio de referencia del oro se fija mediante un proceso iterativo de simulaciones a partir de un precio inicial propuesto por el Presidente de la Junta basado en la cotización previa del oro. Los participantes entonces, basados en este precio, fijan sus posiciones de compra venta y determinan si en términos agregados tienen interés en comprar o vender.

El problema radica, como ha mencionado el Financial Times, en que el nivel de supervisión es mínimo. Se efectúa mediante un proceso privado y laxamente controlado por el Banco de Inglaterra y otros reguladores. Recientemente, el 23 de mayo del 2014 la Autoridad de Conducta Financiera (FCA por sus siglas en inglés) multó a Barclays con 26 millones de libras esterlinas por fallar en manejar adecuadamente conflictos de interés con sus clientes, así como fallas en sistemas y controles relaciones a la Fijación del Precio del Oro entre el 2004 y 2013.

La falta de transparencia en el proceso de Fijación del Precio del Oro puede permitir su manipulación. Al parecer las autoridades no quieren correr el riesgo de un escándalo de este tipo,  en especial luego de que en el 2012 estallara el del LIBOR  (London Interbank Offering Rate, la tasa de interés de referencia de los miembros del “club” que fija esta tasa para todo el mundo). Como se recordará se descubrió que se estaba manipulando por la tasa por parte de algunos de los bancos miembros.

A la luz de estos problemas, el World Gold Council ha agendado una reunión el 7 de julio para discutir una eventual reforma del sistema.

La decisión que tome este comité de todas maneras afectará a los productores de oro en el Perú, así que habrá que estar atento a sus decisiones.

Y eso no es todo, algo similar viene ocurriendo con el Silver Fix (Fijación de Precio de la Plata). Como no logró reformarse y en vista del escándalo y observaciones por corrupción el Deutsche Bank ha anunciado su retiro de este grupo, con lo que al solo quedarían dos bancos de lingotes, con lo que ya no se podrían los precios de referencia. Consiguientemente, para el 14 de agosto – fecha en que se retirará oficialmente Deutsche Bank se estima que este esquema centenario cesará de existir.

La London Silver Fixing Company fija el precio de la plata desde 1897. Funciona, hasta hace poco, con tres miembros: HSBC, Scotiabank y Deutsche Bank. Se reúnen una vez al día, y fijan el precio referencial de la plata (pureza de 999 partes por millar). Actualmente, hay diez organizaciones que se han propuesto como posibles reemplazantes para establecer el precio de referencia de la plata, entre ellas la Bolsa de Valores de Londres y la Bolsa Mercantil de Chicago.

De la manera en que esta entidad se reforme al igual que la que fija el precio del oro, dependerá, como ya se mencionó la salud de dos de nuestros más importantes productos de exportación. Sería importante que nuestras autoridades, entre ellas el BCR informen a los ciudadanos como vienen siguiendo este vital tema en el Perú. Lampadia

Fuente:

Gestión (Perú)

3 de octubre de 2013

El origen del oro, ¿vino del espacio?

Pepita de oro e imagen de la Tierra

¿Por qué encontramos pepitas de oro en la superficie de la Tierra?

Para los jefes tribales de la América precolombina, el deslumbrante amarillo del oro que encontraban en el fondo de los riachuelos o enterrado bajo el piso rocoso simbolizaba el poder del dios sol. Por eso se vestían con armaduras de batalla forjadas con el metal encantado confiados de que les protegería.

Pero sufrieron una decepción.
El oro, un metal inusualmente suave, no tenía nada que hacer frente al acero de los españoles. Pero puede que los indígenas americanos no estuviesen tan despistados al creer que ese elemento era de otro mundo.

"¿Por qué encontramos pepitas de oro en la superficie de la Tierra?", pregunta el escritor científico John Emsley. "La respuesta a eso es que han llegado del espacio en forma de meteoritos".

Esta teoría ha sido adoptada en las últimas décadas por la mayoría de los científicos como una forma de explicar la abundancia de oro sobre la Tierra. Se cree que nuestro planeta tiene 1,3 gramos de oro por cada 1.000 toneladas de otro tipo de materiales de la corteza terrestre (la cáscara rocosa del planeta tiene unas 25 millas de espesor -más de 40 kilómetros-), una cifra demasiado alta como para encajar con los modelos estándares de formación de nuestro planeta.

Después de su nacimiento hace 4.500 millones de años, la superficie de la Tierra estaba cubierta de volcanes y rocas fundidas. Después, durante decenas de millones de años, la mayoría del hierro se hundió a través de la capa exterior conocida como el manto hacia el núcleo de la Tierra. El oro se habría mezclado con el hierro y se habría hundido con él. Matthias Willbold, un geólogo del Imperial College de Londres, compara ese proceso con el que sucede con las gotas de vinagre que se quedan en el fondo de un plato con aceite de oliva.

"Todo el oro debería haber desaparecido", afirma.

Fuente:

BBC Ciencia

22 de mayo de 2013

La fiebre del oro que amenaza a los mares

    Grúa en el fondo del mar

    La extracción de minerales del lecho marino está cada vez más cerca.
    La perspectiva de una "fiebre del oro" en lo profundo del mar, que abrirá una controvertida puerta a la minería en el fondo de los océanos, es cada vez más real.
    Naciones Unidas publicó su primer plan para gestionar la extracción de los llamados "nódulos", pequeñas rocas ricas en minerales, del lecho marino.
    La Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (ISA, por sus siglas en inglés), organismo de Naciones Unidas que supervisa la minería en el fondo del mar, llevó a cabo un estudio técnico.

    Dice que las empresas pueden presentar su solicitud de licencias para la extracción minera tan pronto como en 2016.

    La idea de explotar el oro, cobre, manganeso, cobalto y otros metales del fondo oceánico ha sido considerada durante décadas, pero apenas se hizo más palpable recientemente, gracias a la nueva tecnología y debido a los altos precios de las materias primas.

    Expertos en conservación han advertido desde hace tiempo que la minería en el fondo del mar será altamente destructiva y a largo plazo puede tener consecuencias desastrosas para la vida marina.

    El estudio de la ISA reconoce que la minería causará "un daño medioambiental inevitable".

    Pero el informe aparece en un momento que un portavoz describió como "un repentino aumento del interés" de las empresas de minería públicas y privadas.

    Compartir las ganancias
    "No creo que poseamos el fondo del océano como para poder hacer lo que queramos con él"
    Jon Copley, Universidad de Soiuthampton

    El número de permisos emitidos para la extracción de minerales está en 17, con otras siete autorizaciones a punto de concederse y muchas otras que se darán en el futuro. Dichos permisos cubren grandes áreas de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico.

    Uno de los últimos en concederse fue a la empresa UK Seabed Resources, subsidiaria del brazo británico de Lockheed Martin, el gigante estadounidense de la industria de defensa.

    Bajo la Convención de Naciones Unidas sobre la Ley del Mar, se estableció la ISA como órgano de fomento y gestión de la minería del fondo marino para un mayor beneficio de la humanidad, con una fracción de los ingresos destinada a los países en desarrollo.

    Ahora, la ISA amplía su función desde una mera gestión de ofertas para la exploración minera hacia el análisis de cómo otorgar las licencias para las primeras operaciones reales de minería y cómo compartir las ganancias.

    El consejero legal de la ISA, Michael Lodge, le dijo a la BBC: "Estamos en el marco de una nueva era de minería profunda del fondo marino".

    El atractivo es obvio. Una evaluación realizada en el Pacífico este -una zona de cinco millones de kilómetros cuadrados conocida como Clarion-Clipperton- concluyó que puede haber más de 27.000 millones de toneladas de nódulos depositados en la arena.

    Estas rocas pueden contener la asombrosa cantidad de 7.000 millones de toneladas de manganeso, 340 millones de toneladas de níquel, 290 millones de toneladas de cobre y 78 millones de toneladas de cobalto, aunque no se sabe cuánto de todo esto es accesible.

    Fondo marino

    La explotación minera del fondo marino despierta recelos.

    Lea el artículo completo en:

    BBC Ciencia

    9 de abril de 2013

    La Relatividad está en las cosas que nos rodean...



    Al hablar de la relatividad especial siempre nos da la impresión, al menos a mí me pasa, de que estamos tratando con una teoría que explica fenómenos que difícilmente tendrán una influencia directa en cosas tangibles para nosotros. Siempre tenemos a mano efectos chulos de partículas que “viven” más porque van a velocidades cercanas a la de la luz, los gemelos se hacen un lío con los años, las llaves no entran en las cerraduras, etc. Pero la pregunta es

    ¿Hay algo que nos rodee que manifieste características relativistas?
     
    Y la respuesta está en la química.

    En esta entrada no pretendo ser exhaustivo, tan solo quiero dar una lista de fenómenos, cotidianos, que no podrían darse de no verificarse las leyes de la relatividad especial. Como siempre, la naturaleza es maravillosa :)

    Núcleos, electrones y orbitales

    Generalmente nos dicen que las propiedades químicas de los elementos vienen determinadas por sus configuraciones electrónicas. Los átomos están compuestos por núcleos (con un número dado de protones y neutrones por allí) y electrones atraidos por este mediante la interacción eléctrica. Para entender estos hechos tenemos que recurrir a la mecánica cuántica. Muy brevemente (para una información más extensa: Orbitales Atómicos):
    1. Los electrones se disponen en orbitales.
    2. Estos orbitales vienen determinados por la energía del electrón (que solo puede tomar determinados valores), su momento angular, y su espín.
    3. En los orbitales encontramos la información de con qué probabilidad encontraremos al electrón con una determinada energía y momento angular a una distancia R del núcleo y en una determianda dirección.
    Con esta información se pueden dar cuenta de las propiedades químicas y físicas de los elementos y se puede entender la organización de los mismos en la tabla periódica.



    Si le preguntamos a un físico o un químico, nos dirán que esto viene descrito esencialmente por la ecuación de Schrödinger. Esto implica que los efectos relativistas (que serían necesarios si los electrones se movieran a fracciones apreciables de la velocidad de la luz) no se consideran necesarios para un buen entendimiento de la química. Y esta es la opinión más generalizada, de hecho, se estudia poco de esto en las carreras de física o química (por no decir nada).

    Así pues, la relatividad especial parece algo que solo tiene importancia en cuestiones que involucran a partículas de alta energía que se mueven a muy alta velocidad. Pero no siempre es así.

    Ahora presentaremos el argumento por el cual la relatividad influye en la química de algunos elementos muy usuales en nuestras vidas y hablaremos de algunos ejemplos.

    La relatividad y su influencia en los átomos

    Cuando uno estudia los orbitales atómicos puede calcular cual es la velocidad promedio de los mismos.  Según los cálculos esta velocidad media tiene la siguiente dependencia:

    \langle v\rangle \approx Z

    Es decir, la velocidad aumenta con el número atómico (número de protones en el núcleo). Esto implica que la química de los elementos pesados de la tabla periódica dependerá de características relativistas.
    Uno de los principales efectos que tiene esto es lo siguiente:
    • Para núcleos con número atómico alrededor de 70 las velocidades de los electrones son superiores a 0.5c. A estas velocidades los efectos relativistas ya son apreciables.
    • Dado que a estas velocidades las energías de los electrones se pueden asociar a un incremento de su masa efectiva (y esto solo es un truco matemático, lo que se llama la masa relativista).  Ocurre que los orbitales de tipo s y p “disminuyen su tamaño” y bajan sus energías.
    El radio promedio de un orbital se puede asociar a lo que se llama como radio de Bohr:

    r_{Bohr}=\dfrac{Ze^2}{mv^2}

    Así pues, se produce una contracción orbital si consideramos una masa relativista en vez de una masa no relativista.
    • Además se producen cambios en los niveles de energía:


    En un mundo relativista, como el nuestro, los orbitales s y p tienen menor energía y los orbitales d y f tienen mayor energía que en los respectivos casos no-relativistas.

    Mira tu anillo y verás la relatividad

    Si la química está en lo cierto, todos los elementos de un grupo tienen que tener propiedades parecidas. Sin embargo, cuando uno mira la plata y el oro los podemos distinguir a simple vista sin más que ver su color.
    ¿Por qué la plata tiene color metálico plateado y el oro es amarillo?

    Esta cuestión solo se puede responder en un contexto relativista. El color de estos metales es debido a una transición entre el nivel 5d y el 6s. Para la plata esta transición es muy poco probable porque la separación energética de estos niveles es grande. Pero el oro, con un Z=79 la relatividad obliga a que esos niveles estén más cercanos y la transición energética está en el rango óptico y es lo que explica su color característico.
    En un mundo no relativista el oro tendría el color de la plata.

    El mercurio



    El mercurio es ese metal líquido. ¿Un metal líquido? ¿Un metal con un punto de fusión tan bajo que es líquido a temperaturas usuales?

    Pues sí, este metal tiene las características que tiene por culpa de la relatividad.

    La temperatura de fusión del oro es de unos 1000ºC y la del mercurio -39ºC. La diferencia no es poca, lo cual es sorprendente, porque están muy cerca el uno del otro en la tabla perdiódica, de hecho están al lado.

    La diferencia entre el oro y el mercurio está en que el mercurio tiene su orbital 6s (contraido relativisticamente) lleno (el del oro tiene un hueco libre). Esto hace que las uniones Hg-Hg sean muy débiles y esencialmente sean uniones de Van der Walls. Eso le confiere las propiedades tan típicas a este elemento.

    Abre tu coche



    Las baterías que generalmente llevan los coches son las de Plomo/Ácido. Estas baterías producen corriente a través de unas reacciones de oxidación/reducción (mueven electrones de un átomo a otro). El caso es que las reacciones típicas involucran un ión del plomo, el Pb^{2+} y Pb^{4+}. Esto se consigue llevando electrones desde el orbital 6s contraido al 6p. Este proceso no es fácil de conseguir, está muy inhibido, y es lo que hace posible que estas baterías funcionen. Sin la relatividad no lo harían.

    Lo obvio

    Aparte de lo dicho, está claro que todas las características químicas de los elementos que involucran al espín, los acoplos espín-órbita, etc, son muestras de que vivimos en un universo donde operan las leyes dadas por la relatividad especial. El espín de las partículas es una consecuencia directa de la relatividad especial en la definición del concepto de partícula. Por lo tanto, cualquier fenómeno que dependa del espín es una muestra de la influencia de la relatividad, por poner un ejemplo, las resonancias magnéticas son una prueba palpable de que vivimos en un sitio relativista ;) .

    Aquí solo hemos pretendido mostrar, muy por encima, que a veces las cosas que nos parecen más alejadas de nuestra experiencia en realidad tienen una influencia directa en nuestras vidas. Vivimos en el universo que vivimos y eso hace que podamos rastrear sus consecuencias hasta en las situaciones más insospechadas.

    Desgraciadamente, no se suele puntualizar este hecho muy a menudo ni en las clases, ni en los libros de texto. Sin embargo, es interesante tener todo esto en mente, porque vivimos en un sitio sorprendente.
    Nos seguimos leyendo…

    Un artículo muy interesante sobre todos estos temas, para profundizar:

    Fuente:

    20 de marzo de 2013

    Mayoría de vetas de oro del mundo se crearon ‘instantáneamente’ gracias a terremotos


    (CC) LaoWai Kevin

    Según un estudio publicado recientemente en Nature Geoscience y titulado “Evidencias de vaporización instantánea en depósitos de oro mientras ocurre un terremoto” (Flash vaporization during earthquakes evidenced by gold deposits), más del 80% de los depósitos de oro fueron generados en un rápido proceso de despresurización mediante movimientos telúricos que convirtieron rápidamente fluidos ricos en minerales en vetas de oro.
    El proceso se llama vaporización flash, y consiste en que entre los 5 y 30 kilómetros de profundidad bajo la corteza terrestre hay cavidades llenas de fluidos ricos en oro y minerales de silicatos bajo condiciones extremas de temperatura y presión.

    Cuando uno de estos depósitos de fluidos se encuentra cercano a una falla geológica, un terremoto puede crear una rápida y gigantesca disminución de la presión, lo que fuerza al fluido a expandirse hasta 130.000 veces su tamaño original de forma casi instantánea, en un proceso de vaporización que forma rápidamente vetas de cuarzo enriquecidas con oro.

    Los científicos del estudio calcularon que grandes terremotos pueden depositar hasta 0,1 miligramos de oro por metro cuadrado en la superficie de una falla geológica en una fracción de segundo. Eventualmente, en el transcurso de miles de años, estos depósitos comienzan a acumularse. Según los investigadores, una falla geológica activa puede producir 100 toneladas de oro en menos de 100.000 años.

    Links:

    -Flash vaporization during earthquakes evidenced by gold deposits (Nature Geoscience)
    -Most gold deposits were produced by earthquakes (io9)

    Fuente:

    FayerWayer

    14 de noviembre de 2012

    La fiebre del oro

    Nos cuenta Stefan Zweig en Momentos estelares de la humanidad, que el carpintero de Johann August Sutter, propietario de lo que hoy conocemos como California, fue a contarle que al empezar la instalación de un nuevo aserradero: “Ayer, mientras estaba cavando, dio con ese extraño metal. Cree que es oro, pero no ha dicho nada porque teme que los demás se habrían reído de él. Suter se pone serio, toma las pepitas y hace una prueba: es oro. (…) pero el maestro carpintero es presa ya, la primera víctima, de la terrible fiebre que pronto sacudirá al mundo entero.” [1]
    (Vía)

    Se llama fiebre del oro a las migraciones de forma masiva de trabajadores hacia las áreas donde se había descubierto dicho metal. Fueron tan importantes que se las considera un rasgo de la cultura del sigo XIX. En particular, este término se aplica al fenómeno de California en 1849. Como posibles causas de la fiebre del oro, la Wikipedia señala los avances en el transporte y en los medios de comunicación, la insatisfacción social, y finalmente que el sistema monetario internacional se basaba en el oro. Pocos mineros se hicieron ricos, al revés que los proveedores y comerciantes que fueron los realmente beneficiados. [2] “Y ese tornado inaudito en pos del oro se vuelve cada vez más violento”. [3]

    Pero… resulta que la llamada “fiebre del oro” tenía un fundamento científico que vamos a explicar a continuación.

    Los mineros usaban mercurio para conseguir el oro en el oeste de los Estados Unidos. Los depósitos de oro eran bien de roca (vetas, vetas de oro-cuarzo) bien aluviales (gravas no consolidadas). Los vastos depósitos de gravas de los ríos ancestrales de Sierra Nevada, contenían grandes cantidades de oro derivadas del desgaste de las vetas de oro-cuarzo (parece que el oro procede de las vetas de cuarzo).

    En la mitad de los años de 1850, la minería hidráulica era el método más efectivo y de menor coste en lugares que contaban con grandes extensiones de agua. Las partículas de oro se recuperaban por medio del asentamiento en los canales dentro de las esclusas o por reacción química con el mercurio líquido para formar una amalgama de oro y mercurio. [4] La amalgama es una mezcla homogénea de dos o más metales, lo que se denomina una aleación, salvo cuando uno de los metales es el mercurio que está en forma líquida. [5] El mercurio disuelve numerosos metales formando amalgamas; exceptuando al hierro por lo que se comercializa y conserva en frascos de este metal.

    Para conseguir oro, cientos de libras de mercurio líquido se añadían a los rápidos y canales en las esclusas. La alta densidad del mercurio permitía que el oro, y la amalgama de mercurio-oro se hundiera mientras que la arena y la grava pasaban sobre el mercurio y a través de la esclusa.
    (Vía)
    He encontrado un método curioso para extraer el oro de la amalgama de mercurio-oro, usando una patata: se hace un pequeño agujero en las dos mitades de una patata, donde se coloca la amalgama. Después se unen las dos partes y se envuelven en papel de aluminio, y se hornean. En el interior de la patata estará el oro puro, y el papel de aluminio es para que los vapores de mercurio no produzcan sus efectos tóxicos. La manera de obtener oro más eficaz en la época era usar una “retorta de mercurio”: un diseño mecánico que retiene el mercurio para volver a usarlo. [6]
    Se conoce que el mercurio era tóxico desde época de los romanos, cuando están documentadas las intoxicaciones de los mineros de Almadén de la Plata (España). En la exposición crónica al mercurio elemental se absorbe a través de los pulmones, oxidándose en la sangre a mercurio divalente (Hg2+). El mercurio en forma elemental (Hg(0)) puede atravesar la barrera hematoencefálica y la placentaria. El mercurio afecta al sistema nervioso central, riñón y mucosa de la boca.
    (Vía)
    En sus formas orgánicas, es capaz de penetrar en la membrana del eritrocito y de unirse a la hemoglobina. La transformación de mercurio elemental a metilmercurio es un proceso biogeoquímico complejo que requiere como mínimo dos etapas: 1) oxidación de Hg(0) a Hg(II), seguida por la transformación a metilmercurio o metilación. La metilación del mercurio está controlada por bacterias reductoras de sulfato y otros microbios que tienden a prosperar en condiciones de bajo oxígeno disuelto como cerca de la interfase agua-sedimento o en algas. Varios factores ambientales influyen sobre la velocidad de metilación del mercurio y la reacción inversa conocida como desmetilación. La concentración de metilmercurio, generalmente aumenta por un factor de diez o menos en cada escalón de la cadena alimentaria, que es lo que se conoce como biomagnificación. Sin embargo, a pesar de las concentraciones de mercurio elemental, Hg(II) y metilmercurio en el agua serán muy bajas como para representar un riesgo para la salud humana. El mayor riesgo para la salud humana es consumir pescado contaminado de las áreas mineras o de fábricas de mercurio, como ocurrió en Minamata.
    (Fuente)
    (Vía)
    El mercurio líquido es muy poco tóxico por vía gastrointestinal al ser escasamente absorbido (de ahí que tener un termómetro de mercurio no sea un riesgo excesivo). Sin embargo, los vapores de mercurio elemental (se forman por vaporización del mercurio líquido metálico) sí penetran y afectan al sistema nervioso central, aunque se conoce poco de la disfunción cerebral. La liposolubilidad de los vapores del mercurio permite que penetre en el cerebro, mucho más rápido que en las formas iónicas del mercurio. [7]
    Es probable que los mineros no conocieran todos los efectos tóxicos del mercurio, y que estuvieran expuestos a los vapores de este metal, presentando daños en el cerebro, que pudieran agravar su “fiebre del oro”.
    Referencias:
    [1] Stefan Zweig, Momentos estelares de la humanidad, Primera Edición en El Acantilado, 2002
    [2] Wikipedia
    [3] Stefan Zweig, Momentos estelares de la humanidad, Primera Edición en El Acantilado, 2002
    [4] Alpers et al., Mercury Contamination from Historical Gold Mining in California, US Geological Survey, 2005
    [5] Wikipedia
    [6] Garnet Basque, Gold Panner’s Manual
    [7] Manuel Repetto, Ana Camean, Toxicología Avanzada

    Fuente:

    22 de octubre de 2012

    Pirita (el oro de los necios) y otros elementos que engañaron a los buscadores de oro

    A pesar de que la X nunca marca el tesoro en un mapa pirata, muchos de nosotros ha soñado alguna vez con lanzarse a la aventura para hacer fortuna. Quizá en busca de algún yacimiento de oro.

    Sin embargo, hubo un elemento, la pirita, que parece que fue inventado por la naturaleza para hacer enloquecer a los buscadores de oro. No en vano, la pirita, disulfuro de hierro, es conocida como el oro de los necios.

    El problema de la pirita para los buscadores de tesoros es que relumbra como un brillo incluso más dorado que el oro verdadero, como el oro de los dibujos animados o de los tebeos. Ese brillo fenicio es el que ha atrapado a muchos aventureros y buscadores, como el canto de las sirenas atrajo a la perdición a los marineros.


    Pero de todas las hipnosis colectivas de oro que no era oro que ha sufrido la humanidad, probablemente la más extravagante fue la que tuvo lugar en 1896, en las agrestes tierras de la frontera del interior de Australia, uno de tantos lugares que aún se catalogan como desconocidos por la humanidad, junto a otros que podéis leer en ¿Ya no quedan lugares que descubrir en el mundo?. En aquel lugar no se encontró pirita, precisamente, sino lo que podríamos llamar “oro de los necios de los necios”.

    La historia comienza con tres irlandeses que, en 1893, estaban cruzando el interior de Australia. Uno de los caballos, entonces, perdió una herradura a veinte minutos del campamento. A los pocos días, sin tener que cavar ni un centímetro en el suelo, había recogido casi cuatro kilogramos de pepitas de oro sin hacer otra cosas que caminar. En poco tiempo, cientos de buscadores se abalanzaron presos de la avaricia en lo que se vino a llamar el Hannan´s Find (el hallazgo de Hannan, que procedía del nombre de uno de los irlandeses, Patrick Hannan).

    El problema es que había mucho oro. Sí, eso era un problema porque venían muchos mineros a buscarlo, pero en mitad del desierto es difícil traer suficientes suministros para sobrevivir. De hecho, algunos hicieron más negocio poniendo bares, prostíbulos y demás que excavando para encontrar oro. Para construir esta ciudad improvisada que abastecía a los buscadores de oro, los constructores se valían de los escombros de las propias excavaciones: con ellas fabricaban ladrillos, cemento y mortero.

    A los buscadores de oro no les interesaban los escombros, naturalmente, porque el oro es un metal solitario, no suele encontrarse mezclado en el interior de minerales o menas. Sin embargo, hay raras aleaciones en la que eso no ocurre. El único elemento que forma enlaces con el oro es el telurio. El telurio era peor que la pirita, porque se combina con algunos minerales para formar minerales como la krennerita o la calaverita. En particular, la calaverita tiene un brillo amarillento. Un brillo que podría acabar por llamar la atención de un buscador de oro desesperado.

    De repente, en mitad de las tensiones por la escasez de suministros, empezaron a circular rumores sobre esa roca amarillenta de telurio que andaban extrayendo solo para tirarla. Primero, que podía contener trazas de oro; y segundo, que se descompone a altas temperaturas, por lo que separar el oro sería muy fácil. Lo explica así Sam Kean en su libro La cuchara menguante:
    La calaverita se había descubierto en Colorado en la década de 1860. Los historiadores sospechan que en un campamento alguien debió observar que las piedras con las que habían construido el círculo para la hoguera comenzaban a exudar oro. Historias como ésta no tardaron en llegar Hannan´s Find. El caos comenzó el 29 de mayo de 1896. Parte de la calaverita utilizada para construir Hannan´s Find contenía catorce kilos de oro por tonelada de roca, así que los mineros no tardaron en intentar hacerse con todas las rocas que pudieran encontrar. Comenzaron por atacar las pilas de escombros, buscando entre ellos las rocas desechadas. Cuando los escombros quedaron limpios, fueron a por la propia ciudad. Los baches que habían sido reparados volvieron a ser baches; las aceras fueron arrancadas a golpe de cincel; y cabe imaginar que el minero que construyó la chimenea y el hogar de su nueva casa con ladrillos con telurio de oro no debió ponerse demasiado sentimental en el momento de tirarla abajo.
    Fuente:

    Xakata Ciencia

    10 de octubre de 2012

    América Latina tira oro a la basura

    Oro

    Pepita de oro extraída después del procesamiento de residuos electrónicos.

    ¿Cómo se quedaría si le dijéramos que en 2011 países como Argentina tiraron literalmente a la basura 228kg de oro, 1.750kg de plata y 81.000kg de cobre?

    Esta es la cantidad de metales valiosos que según el último informe de la organización ecologista Greenpeace, los argentinos desaprovecharon sólo por no reciclar los 10 millones de celulares descartados ese año y que actualmente se descomponen en vertederos generando tóxicos que contaminan la tierra, el aire y el agua del país. 

    El reporte es un llamado de atención de la organización que intenta promover lo que se conoce como minería urbana, una actividad muy poco extendida en América Latina, pero que en Europa y países como Japón o Corea del Sur se están convirtiendo en importantes generadores de empleo y de riqueza, comparable en algunos casos al de la minería tradicional.

    El dorado inexplorado

    Minería urbana significa reciclar los materiales de valor presentes en los residuos electrónicos, que van del oro, la plata y el cobre, al platino, el aluminio, el acero, las tan apreciadas "tierras raras", plásticos y demás materiales que se pueden reutilizar en nuevos aparatos.

    El oro por ejemplo, se utiliza en diversos componentes de los computadores y celulares, debido a sus buenas propiedades conductoras y a que es un material muy estable.

    Un estudio reciente sobre este tipo de residuos llevado a cabo por la Universidad Naciones Unidas de Japón, estimó que en el mundo se emplean cada año US$16.000 millones de oro y US$5.000 millones de plata en la fabricación de artículos de alta tecnología. Sin embargo, poco más del 15% de estos metales se recupera.

    La proliferación de dispositivos electrónicos, su constante renovación y la obsolescencia programada, entre otros factores, genera miles de toneladas de residuos que ha llevado a que los depósitos de este metal presentes en residuos crezca exponencialmente cada año, y aunque su reciclaje es todavía limitado algunos creen que presenta grandes oportunidades de negocio a futuro.

    Un informe de firma de análisis Frost & Sullivan bajo el título ‘Oportunidades globales en el mercado de los servicios de reciclado de basura eléctrica y equipamiento electrónico’ destacó que la minería urbana generó en 2011 unos US$1.420 millones y se estima que alcance los US$1.860 millones en 2017, sobre todo cuando países en desarrollo se incorporen al negocio.

    No obstante, en América Latina, el reciclaje de residuos electrónicos es todavía una actividad emergente.

    Muy reciente

    Basura electrónica

    La Unión Europea cuenta desde 2003 con una normativa para el procesamiento de basura electrónica.

    Datos de la Plataforma Regional de Residuos electrónicos en Latinoamérica y el Caribe indican que en países como Chile, Argentina, Perú, Colombia y Brasil las cantidades de residuos electrónicos procesadas todavía son limitadas y que todavía se carece de la infraestructura logística necesaria para aumentar el volumen de reciclaje.

    Por ejemplo, en países como Chile, el reciclaje formal de residuos tecnológicos se estima que es del 1,5-3%. Argentina por su parte con un porcentaje del 10% de sus computadoras y celulares estaría entre los países más avanzados en este sentido en la región.

    "Argentina es uno de los países que hace mayor hincapié en el reciclado de basura electrónica", explicó a BBC Mundo Verónica Calona, responsable de calidad y ambiente de la operadora de residuos electrónicos Silke.

    "Nosotros somos 100% operadores de residuos de aparatos electrónicos. El resto son empresas que trabajan con otro tipo de actividad y fueron incluyendo esto poco a poco. Hay metales que comercializamos en el mercado interno, y el material de las plaquetas lo exportamos porque no existen en Argentina empresas de tecnología que reciclen este tipo de materiales", apuntó.

    "La minería urbana es muy reciente, hay que esperar y ver que la actividad evolucione un poco. Hoy por hoy el mercado si bien está bastante en discusión no tiene una evolución mayor".

    Una bomba tóxica

    Basura electrónica

    Gran parte de la basura electrónica que generamos no se procesa y termina en vertederos.

    Más allá de lo que se estaría perdiendo económicamente por la falta de un procesamiento adecuado de estos residuos, plataformas ecologistas alertan del creciente riesgo que su descarte inadecuado supone para los países de la región.

    En Estados Unidos por ejemplo, la Agencia Ambiental (EPA) estimó que la basura electrónica genera el 70% de la contaminación por metales pesados como mercurio, cadmio, plomo, bromo y selenio), al quedar esta almacenada en basurales o rellenos sanitarios que terminan contaminando los cauces de agua y el aire.
    "En Argentina se descartan 10 millones de celulares al año, un millón de computadoras y la mitad termina en basurales", afirma Lorena Pujó de Greenpeace en Argentina.

    "Estamos intentando poner en evidencia pública el sinsentido de todo el sistema. Por un lado estamos presionando sobre recursos naturales finitos con la minería y tiramos a la basura un montón de recursos sin reciclaje".

    Con el fin de revertir esta situación, varios países de la región como Costa Rica Perú y Colombia cuentan ya con leyes que regulan la gestión de los residuos electrónicos. Curiosamente, no es así en Argentina, que lleva cuatro años tratando de aprobar en el congreso una legislación que permita, entre otras cosas, establecer la responsabilidad legal y financiera de los productores de aparatos electrónicos.

    Una necesidad

    Puede que la minería urbana avance a paso lento, pero muchos auguran que en un futuro no muy lejano su práctica más que una opción será una necesidad, sobre todo teniendo en cuenta que los productos de alta tecnología dependen en gran medida de las llamadas tierras raras.

    Actualmente, el 97% de las reservas mundiales de tierras raras se encuentran en China y las cada vez mayores restricciones impuestas a su exportación por parte del gigante asiático son un tema que preocupa a Estados Unidos, la Unión Europea y países como Japón.

    En este contexto, y teniendo en cuenta el cada vez mayor papel de la tecnología en nuestras vidas, la minería urbana bien podría convertirse en el dorado del s.XXI.

    Fuente:

    BBC Ciencia

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    6 de septiembre de 2012

    Los metales preciosos que se encuentran en la basura

    electronic_waste

    De los 21 millones de dólares que se invierten anualmente en piezas de oro y plata para los dispositivos tecnológicos como celulares, computadores, televisores y tablets, sólo el 15% es reutilizado.

    Nuestra vida cotidiana está cada vez más mediada por la tecnología y día a día nos acostumbramos a dispositivos más pequeños y portátiles. Sin embargo, por más pequeños que éstos sean, por lo menos 320 toneladas de oro y 7500 toneladas de plata son usados año a año en la fabricación de tecnología.

    El problema es que en la mayor parte de los países del mundo aún no existen mecanismos adecuados para reciclar las piezas de dispositivos electrónicos: esta medida, conocida como “minería urbana” actualmente alcanza a reutilizar sólo el 15% de los materiales valiosos, entre ellos el oro y la plata.

    La paradoja de las deficiencias en la minería urbana según un reciente congreso organizado por las Naciones Unidas y la Iniciativa de Sustentabilidad Electrónica Global (GeSI) es que los depósitos de basura electrónica son 40 o 50 veces más ricos en metales que los yacimientos naturales actualmente explotados en el mundo. Y mientras el 85% del oro y la plata se pierden en basureros urbanos, el precio de los metales provenientes de los yacimientos sube constantemente, y con ello aumentan los precios de la tecnología que consumimos.

    Al respecto, Alexis Vandendaelen, de la empresa belga Umicore Precious Metals Refining, es claro: “En lugar de mirar a la basura electrónica como una carga, necesitamos verla como una oportunidad”. Con la gran cantidad de tecnología que consumimos hoy en todos los ámbitos de nuestras vidas, es esencial realizar un cambio de paradigma en torno al reciclaje de estas piezas. Esto no sólo nos permitirá seguir disponiendo de dispositivos tecnológicos, sino que sería un giro muy importante hacia un mundo más sustentable.

    Fuente:

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