¡Destripando una llama! Marron consigue dominar el fuego en 'El Hormiguero'

Marron vuelve un día más a 'El Hormiguero'. En este experimento vamos a jugar con fuego. Para ello produciremos una reacción de combustión ayudándonos de un soplete y emplearemos mallas metálicas de coladores y tamices aprovechándonos de su alta conducción térmica.

El triángulo de fuego o triángulo de combustión es un modelo que describe los tres elementos necesarios para generar la mayor parte de los fuegos: un combustible (en nuestro caso, la mezcla de gases en el soplete), un comburente (el oxígeno presente en el aire) y energía de activación que genere una alta temperatura (calor).​ Cuando estos factores se combinan en la proporción adecuada, el fuego se desencadena. Sin embargo, en ausencia de cualquiera de los tres el fuego no se produce.

El metal del que están formadas las mallas de los coladores y tamices es un gran conductor del calor, de forma que nos permite dividir la llama en dos o evitar su propagación en alguna dirección, gracias a que la mezcla de gases del soplete (combustible) puede atravesar la malla y mezclarse con el oxígeno presente en el aire, pero el calor (energía calorífica) necesario para que comience la reacción se dispersa rápidamente a lo largo de malla.

Además, si colocamos la malla interrumpiendo la llama desde la parte superior podremos observar como la llama es hueca. Esto es una consecuencia de lo explicado anteriormente. Al abrir la llave del soplete, la mezcla de gases combustibles a alta presión de la botella es liberada, pero al requerirse el oxígeno presente en el aire para que se produzca la combustión, la llama solo se produce cuando se logra la mezcla.

¡Pero no ha sido el único experimento! Por otro lado hemos enfriado un líquido (helio) tanto que prácticamente no hay nada más frío en el universo que lo que tenemos aquí delante. Además vamos a conseguir que ese líquido atraviese el culo de un vaso y se derrame solo.

Para que os hagáis una idea mejor, la temperatura en la superficie de Plutón, que está a más de 5.000.000.000 (cinco mil millones) de kilómetros del Sol, alcanza unos -233ºC. Pues el criostato que vamos a enfriar estará unos 40 grados más frío que la superficie de Plutón.

Este experimento es un hito en la física de bajas temperaturas. Científicamente es muy difícil de conseguir y lo ha visto MUY POCA gente. De hecho, hay expertos mundiales en física de bajas temperaturas con carreras de 30 y 40 años que nunca han visto lo que vais a ver vosotros.

Para esto hemos contado con la ayuda de todo el departamento de bajas temperaturas de la Universidad Autónoma de Madrid y especialmente tenemos con nosotros a Isabel que es doctora e investigadora en el mismo departamento.

En su momento, fue el descubrimiento experimental de un nuevo estado de la materia nunca visto antes: el superfluido. Representó el premio Nobel de física del año 1978.

¿Cómo ha sido el experimento?

Lo primero ha sido llevar a superfluido el helio líquido. Empezaremos nuestro experimento reduciendo la presión del helio dentro del criostato con una bomba de vacío con el objetivo de ir bajando la temperatura del helio para convertirlo en superfluido. A estas temperaturas todos los materiales del mundo están en estado sólido, excepto el helio.

Este criostato tiene que aguantar temperaturas tan frías que no hay apenas materiales que nos permitan aislar el calor, así que usamos capas de vacío e incluso capas de nitrógeno líquido.

En cierto momento pasaremos por una temperatura de 2,7 grados por encima del cero absoluto, y en ese momento el helio estaría más frío que el universo. A esta temperatura se vuelven superconductores los metales que utilizamos todos los días (aluminio, hierro, etc)

El helio líquido está a una temperatura de -269°C. Esta temperatura es tan baja que está solo a 4,2º de por encima de la temperatura más baja que puede existir (el cero absoluto). Para hacernos una idea de lo frío que está, el nitrógeno líquido tiene una temperatura en torno a -200°C, es decir, 69º más caliente. Para nuestro experimento, vamos a bajar más aún estas temperaturas.

Mientras esperamos a que llegue a superfluido, tenemos este otro criostato transparente, en el que tenemos dentro nitrógeno líquido. Vemos que al sumergir el vaso dentro del nitrógeno, éste, que sí que tiene viscosidad, se comporta como cualquier otro líquido, y el líquido se queda dentro del vaso. Incluso podemos hacer lo mismo en el criostato del helio líquido antes de que se convierta en superfluido.

Después, vamos con el paso del helio a superfluido y comprobar que no tiene viscosidad

Cuando nos acerquemos a la temperatura de 2,172º por encima del 0, veremos que el helio líquido empieza a burbujear. Esto es que está a punto de cambiar de estado (como cuando estamos calentando agua y se pone a hervir, pero con un nuevo estado de la materia). Cuando llegamos a esta temperatura, de repente, el líquido se vuelve completamente quieto y calmado, y estamos delante de un nuevo estado de la materia, que muy muy pocas personas han podido ver con sus propios ojos.

En este momento, sumergimos nuestro vaso, y al levantarlo vemos que este vaso se va vaciando poco a poco, y el líquido atraviesa esta capa derramándose solo.

Nosotros seguimos enfriando el helio superfluido más todavía, que puede llegar a temperaturas mucho más bajas. (Depende de la duración del experimento). Cuanto más frío esté el helio superfluido, más rápido se va a vaciar el vaso de dentro.