Así funciona un arma nuclear.

¿Qué hay en unas pelotas de metal pulido y una bolsa de polvo blancuzco para que sean capaces de aniquilar una gran ciudad?

La gente suele tener dos reacciones cuando observa por primera vez las tripas de un arma termonuclear, no necesariamente excluyentes entre sí. La primera es el sobrecogimiento: hasta el más zoquete intuye que no se halla ante una cosa corriente, sino ante un poder inquietante, asombroso y letal. La segunda es la decepción, porque aquello tiene las pintas de una poca chatarrería como la que podrías encontrar en cualquier garaje. Cuencos, tubos y aros de metal pulido. Moldes de una especie de gel amarillento, que recuerdan vagamente a las formas de un balón de fútbol. Otros, de poliestireno (sí, poliestireno común). Y los consabidos cables y circuititos electrónicos. Todo lo cual cabe perfectamente encima de una mesa cualquiera.

Entonces, el cachondo de tu guía podría decirte: "no, no, lo que explota es eso de ahí". Y tú mirarías, claro. Ahí, dentro de unos contenedores similares a neveras de camping, verías tres tipos de objetos. El primero, unas esferas metálicas pulidas muy parecidas a bolas de petanca. El segundo, una bolsa de polvo blanco. El tercero, una especie de termo de café pequeño.

–¿Eso es todo? –preguntarías, quizás.
–Eso es todo –te contestarían.
–¿Con eso puedo matar a cinco millones de personas?
–Como si jamás hubieran existido.

Si eres del tipo valiente o al menos curioso, a lo mejor te daba por acercarte al primero de los objetos. Descubrirías que es sólo lo que parece: pelotas de metal muy pesado, tibio al tacto. Y a lo mejor preguntabas con algún escalofrío en la voz:

–¿Esto es...?
–Sí. Eso es plutonio. Aunque envuelto en berilio.
–¿Y por qué está caliente?
–Porque es radioactivo. Pero no te preocupes: ahora está en fase alfa, no pasa nada.

A menos que seas del tipo especialmente valiente, lo más normal es que apartes la mano en ese mismo instante, claro. Entonces, puede que el graciosillo que te hace de guía te lance a los brazos la bolsa de polvo blanco. Igual te asustas y esperas un golpe, pero cuando te cae en las manos descubres que no pesa nada. Es sólo un polvo tenue, muy fino, muy blanco, inocente. Ni frío, ni caliente, ni fresco, ni tibio. Neutro. Seco. Tu acompañante levanta en su mano el pequeño termo de café y lo pone ante tus ojos.

–¿Y esto qué es? –te atreves a preguntar, aunque con un temblor indefinible desde la coronilla hasta la horcajadura.
–Esto es la materia de la que están hechas las estrellas –te contestan.
–No j*das.
–Lo que oyes. Eso que tienes en las manos es deuteruro de litio. Lo llamamos liddy. Y lo que hay aquí dentro es tritio: un gas. Todo son isótopos del hidrógeno y del litio. Con esto puedes encender una estrella sobre una ciudad.
–Ah.

Es posible que sientas la tentación de dejarlo todo en su sitio y salir corriendo de allí dando educadamente las gracias pero tan deprisa como te permitan tus piernas. O igual te puede la curiosidad –o el morbo, vamos– y te quedas un poquito más. Sólo un poquito más, ¿eh? Por interés cultural. Científico. ¡Nadie lo duda! Tu guía, que seguramente llevará un uniforme militar o una bata blanca, sonríe. Ya eres de los nuestros, piensa. Pero sólo dice:

–¿Te gustaría saber cómo funciona?

Fisión.

El corazón de un arma nuclear moderna es tan solo una esfera hueca de plutonio-239 supergrade al 99% o más, normalmente envuelta en otra concéntrica de berilio. Si es un arma muy avanzada, contendrá menos de tres kilos de plutonio; con lo denso que es, eso te cabe en el puño aunque seas de manos pequeñas. Hueca y todo, no es más grande que una bola de petanca. Si fuera de mediana tecnología, serán unos cuatro o cinco kilos y un poco mayor, como una pelota de voleibol. La bomba de Nagasaki usó 6,2 kg.

Todas estas cifras son inferiores a la masa crítica del plutonio-239 a temperatura y densidad corrientes, que es de aproximadamente diez kilos. Recuerda esto de la temperatura y densidad, porque va a ser importante. ¿Y qué es esto de la masa crítica? La masa crítica es la cantidad de material fisible –normalmente uranio-235 o plutonio-239– necesaria para que éste inicie una reacción en cadena espontánea. Vamos a ver qué es esto de la reacción en cadena.

Todas las sustancias radioactivas son inestables. Esto quiere decir que sus átomos tienden a emitir energía –la radioactividad propiamente dicha– en forma de ondas y partículas (¿recuerdas los fundamentos de mecánica cuántica?). Algunas sustancias, además de radioactivas, son fisionables. Es decir, que los núcleos de sus átomos son tan grandes e inestables que pueden partirse con facilidad y de hecho lo hacen; por ejemplo, el uranio-238 o el plutonio-240. Cuando el núcleo de un átomo se parte, se convierte en núcleos más pequeños y libera energía como estas ondas y partículas.

¿Qué es lo que hace que un núcleo fisione, es decir, se rompa? No gran cosa. Ocurre constantemente en la naturaleza, por simple probabilidad cuántica o cualquier estímulo exterior. Los núcleos grandes e inestables tienden a romperse y, según una determinada probabilidad, lo hacen a todas horas. Por ejemplo, la mayor parte del uranio existente en la naturaleza ha fisionado ya a lo largo de los últimos miles de millones de años, y por eso es tan raro en la actualidad. Esto se llama fisión espontánea, y va ocurriendo a su ritmo. En la imagen de la derecha, un núcleo de uranio-235 absorbe un neutrón, se convierte en uranio-236 altamente inestable y fisiona en dos elementos nuevos, kriptón-92 y bario-141 (sí, como en la transmutación de los alquimistas). Al hacerlo, libera varios neutrones más y una cantidad importante de energía en forma de radiación.

Algunas sustancias en particular, además de radioactivas y fisionables, son fisibles. Fisible significa que fisionan intensamente y además de una manera especial. Lo hacen fragmentándose en núcleos mucho más pequeños y emitiendo neutrones rápidos, muy energéticos (como el núcleo de U-235 de la imagen). Tan energéticos, que desestabilizan rápidamente los demás átomos que haya alrededor. Entonces, estos resultan estimulados para fisionar también, y así una y otra vez, en una reacción en cadena que se va amplificando cada vez más. Los dos elementos más fisibles del universo conocido son el uranio-235 y el plutonio-239. Por eso son los que se usan como combustible en las centrales nucleares. Y como explosivo en las armas atómicas.

Sin embargo, la reacción en cadena se interrumpe rápidamente si no hay bastante material alrededor. Esto se debe al sencillo hecho de que los átomos de la materia están enormemente separados entre sí –la inmensa mayoría de lo que ven tus ojos y tocan tus manos es espacio vacío, aunque no lo parezca–. Por ello, la mayor parte de los neutrones que surgen en estas fisiones espontáneas no llegan a alcanzar otros núcleos fisibles y se pierden hacia el exterior en forma de radiación neutrónica. Es preciso acumular una cierta cantidad de material para que haya muchos núcleos fisibles por todas partes, la probabilidad de que los neutrones alcancen alguno de ellos aumente y la reacción se mantenga a sí misma.

Esto es la masa crítica: la cantidad de material fisible que necesitas acumular para que se produzca una reacción en cadena sostenida. Cuando usas uranio-235, esta cantidad es de 52 kilos. Usando plutonio-239, es de sólo diez kilos. Por eso, las bombas de plutonio son mucho más pequeñas y ligeras que las de uranio, lo que facilita su uso militar práctico. A la izquierda, vemos una masa subcrítica (arriba) donde la mayor parte de los neutrones escapan; una masa crítica (al medio) donde hay reacción en cadena sostenida; y una masa también crítica (abajo) que, a pesar de ser tan pequeña como la primera, está envuelta en un reflector neutrónico (como el berilio) y eso le permite alcanzar criticidad.

Porque, ¡un momento! Hemos dicho que una bomba de plutonio usa 6,2 kg en sus versiones más primitivas y menos de tres en las modernas. Entonces, ¿cómo puede producir una de estas reacciones en cadena? ¡No hay material suficiente!

Aquí radica, precisamente, la genialidad de un arma de fisión. Sí, es genialidad, qué demonio. Por no contener suficiente material para producir una reacción en cadena sostenida, la bomba es segura por completo en condiciones ambientales normales. Puedes usar la pelota de plutonio como bala de cañón y no pasará gran cosa; sólo causarás un poco de contaminación por los alrededores, más tóxica que radioactiva (el plutonio es muy venenoso).

El plutonio es mejor que el uranio por otra razón. Aunque su procesado metalúrgico resulta mucho más difícil que el del uranio –lo que requiere el uso de tecnologías industriales más avanzadas–, su emisión de neutrones por fisión espontánea es baja. Esto significa que tarda más en iniciar la reacción en cadena, pero cuando lo hace, lo hace más de golpe. Más explosivamente, como si dijéramos.

La pequeña explosión, la gran explosión.

En primer lugar, tomamos la esfera hueca de plutonio-239 y la envolvemos en otra concéntrica de berilio. El berilio no es fisionable, ni fisible, ni siquiera radioactivo. Está ahí porque constituye un reflector neutrónico de primera. Es decir: cuando recibe los neutrones rápidos del plutonio que hay dentro, tiende a devolvérselos e incluso añadir unos cuantos más. Esto ayuda a sostener la reacción en cadena, pues los neutrones que escapan de la misma al exterior resultan rebotados de vuelta al interior.

Entonces, tomamos esta esfera hueca de plutonio-berilio y la rodeamos a su vez con un explosivo convencional en una disposición muy similar a las costuras de un balón de fútbol. Hoy por hoy, este explosivo es habitualmente TATB, por tres razones: resulta extremadamente estable –lo que reduce el riesgo de detonación accidental–, la onda de choque que produce es muy simétrica (va a avanzar como una esfera perfecta hacia fuera y hacia adentro; recuerda esto de hacia adentro), y su velocidad de detonación es alta, para completar el proceso muy deprisa. Por lo demás, es un explosivo corriente de la familia de los nitrobencenos / nitrotoluenos (como el TNT).

Antiguamente, pondríamos en el centro de la esfera hueca una bolita de polonio-berilio o algo así, como fuente neutrónica; hoy en día, se usa gas de deuterio/tritio, dos isótopos del hidrógeno. Lo que estamos intentando es, en esencia, ultracomprimir bruscamente la esfera hueca de plutonio de tal modo que quede atrapada entre una fuente neutrónica –la bolita de polonio o el gas– y un reflector de neutrones –la funda de berilio–; de tal modo que aumente enormemente su densidad, su temperatura y su flujo neutrónico. Porque entonces la masa crítica efectiva se reduce de golpe y cae de los diez kilos en condiciones normales a mucho menos de tres kilos, con lo que se volverá supercrítica instantáneamente. ¡Ojo, que esta es la clave! Vamos a explicarlo un poquito mejor:

Dijimos que la masa crítica del plutonio es de unos diez kilos en condiciones normales de densidad y temperatura. Pero resulta que la masa crítica es inversamente proporcional a la densidad, la temperatura y la cantidad de neutrones rápidos que haya circulando por dentro. Cuanto mayor es la densidad, la temperatura y el flujo neutrónico, menor es la masa crítica. Si conseguimos comprimir muy deprisa la esfera hueca de plutonio en forma de una esfera compacta a alta temperatura, presión y flujo neutrónico, el plutonio saltará rápidamente de ser muy subcrítico a ser muy supercrítico, lo que iniciará una reacción en cadena sostenida e instantánea de alta energía hasta que el material se agote o disperse por la propia explosión resultante. Como además –dijimos más arriba– al plutonio le cuesta un poquito empezar a emitir neutrones, cuando empiece a suceder sucederá de golpe, en avalancha, formando un pico de energía más breve pero más intenso que el del uranio. (En la imagen de la izquierda, 5,3 kg de plutonio-239 militar supergrade al 99,96%, antes de su procesado metalúrgico; suficiente para volar una ciudad).

Evidentemente, la manera más práctica de comprimir deprisa un material es rodeándolo con un explosivo de detonación rápida y haciéndolo estallar. Estos eran los moldes de material amarillento que vimos encima de la mesa al principio. Dispuestos alrededor de la esfera de plutonio-berilio y detonados con mucha precisión –para eso eran los cables y circuitos electrónicos– van a provocar una onda de choque esférica y muy rápida que avanzará hacia el exterior –como en cualquier otra explosión– pero también hacia el interior, en lo que denominamos una implosión. De hecho, a toda esta clase de armas se las llama de detonación por implosión.

 

¿Estamos listos para volar algo serio? Pues vamos allá. Atención, porque va a ocurrir todo en pocos microsegundos:

1. Nosotros nos limitamos a activar los detonadores exteriores del explosivo convencional, y ya no tenemos que hacer nada más. De lo único que tenemos que asegurarnos es de que la detonación sea muy precisa, pues de lo contrario la onda de choque será asimétrica y el material no implosionará perfectamente hacia el centro.
2. El explosivo convencional que envuelve la esfera de plutonio-berilio estalla. La parte de la onda de choque que viaja hacia el interior comprime violentamente la esfera hueca hacia su centro geométrico, aumentando su densidad y temperatura a alta velocidad.
3. El hueco interior desaparece. La esfera es ahora sólida y se está ultracomprimiendo contra la fuente neutrónica interior.

4. Si la bomba está bien diseñada y ejecutada, ocurren cinco fenómenos simultáneamente en menos de un microsegundo:

•  El plutonio se vuelve supercrítico, con lo que ya puede iniciar la reacción en cadena.
•  La fuente neutrónica del centro se activa por temperatura/presión e inunda instantáneamente el plutonio con neutrones rápidos que lanzan la reacción en cadena por todas partes a la vez.
•  La reacción en cadena del plutonio se inicia en avalancha. Comienza a producirse energía.
•  La esfera exterior de berilio rebota los neutrones que intentan escapar de nuevo hacia el interior.
•  Todo esto coincide con el pico máximo de presión ocasionado por la onda de choque del explosivo convencional, con lo que la reacción, en vez de disgregarse, se concentra cada vez más.

5. Se produce una reacción en cadena instantánea de alta energía durante un cuarto de microsegundo. El centro geométrico del arma salta de golpe a estado plasmático, con una temperatura equivalente a cientos de miles de grados centígrados, con lo que la reacción se embala aún más.

6. Estas reacciones producen una violenta oleada de radiación fotónica electromagnética –luz visible, radiofrecuencia, infrarrojos, gamma, rayos X– que escapan al aire circundante a la velocidad de la luz. Se inicia el destello más brillante que un sol. Conforme la funda de berilio termina de desintegrarse durante otro cuarto de microsegundo, se le unen los neutrones rápidos que escapan de las reacciones en cadena en forma de radiación neutrónica.

7. La energía así generada comienza a disgregar el material y supera por muchos órdenes de magnitud la "energía implosiva" producida por el explosivo convencional, que se torna irrelevante en comparación. El plutonio que no ha fisionado todavía se vuelve de nuevo subcrítico y la reacción en cadena se interrumpe.

En menos de cinco microsegundos, el fenómeno ha finalizado y tenemos un cogollo de alta energía ultraconcentrada que se irradia velozmente en todas direcciones; la mayor parte, a la velocidad de la luz. Cuando esto ocurre dentro de la atmósfera, lo que hay en todas direcciones es, fundamentalmente, aire. Este aire absorbe parte de la radiación ultravioleta, parte de la gamma y casi todos los rayos X.

Como consecuencia, el aire se calienta en forma de una burbuja que se expande a varias decenas de millones de grados centígrados; esto se conoce como esfera isotérmica y brilla como cientos de millones de soles, desintegrando súbitamente todo lo que esté a su alcance. Cualquier persona que mire en su dirección quedará ciega al instante. Unos cien microsegundos después, su temperatura ha descendido a 300.000 ºC y ya sólo brilla como diez millones de soles; entonces, comienza a formarse una onda de choque en su superficie. Esto es la separación hidrodinámica. Esta onda de choque, que echa a correr a cien veces la velocidad del sonido (sí, Mach 100), no sólo transporta una brutal energía cinética sino que calienta por compresión las capas de aire de alrededor hasta unos 30.000 ºC: cinco veces la que hay en la superficie del sol. Todo lo que quede dentro de esta región (unos 220 metros para una bomba de 20 kilotones, menos que Nagasaki) resulta reventado y vaporizado sin importar de qué material estuviera hecho. No existe materia bariónica en el universo conocido capaz de resistir estas temperaturas ni muy remotamente. Estamos en la llamada área de aniquilación.

En este punto, la temperatura va cayendo a unos 3.000 ºC. Esta primera bola de fuego deja de brillar y se vuelve transparente, fenómeno conocido como la ruptura (breakaway). Pero entonces la esfera isotérmica aparece de nuevo por detrás, aún a 8.000 ºC; impacta contra la onda de choque que ha ido perdiendo velocidad y la realimenta violentamente, provocando así una tormenta ígnea en todas direcciones a miles de grados de temperatura y velocidades supersónicas. Es la onda de choque termocinética o segundo pulso, causante de la destrucción extensa típica de las armas nucleares, que en las más potentes puede llegar a decenas de kilómetros. Las personas mueren abrasadas, reventadas y por efecto del colapso de los edificios y el impacto de los proyectiles que vuelan a gran velocidad hacia todas partes (notoriamente, los cristales). Conforme aumenta la distancia, poco a poco, la onda de choque se va disipando (las colinas y otras irregularidades del terreno pueden proteger a lo que haya inmediatamente al otro lado). La cosa no acaba aquí; qué va.

Volvamos al principio. Teníamos un cogollo de alta energía irradiando a su alrededor. Hemos visto lo que ocurre con la parte de esta energía que interactúa con el aire, pero resulta que el aire es transparente al resto. El resto de la energía, pues, viaja libremente a su través hasta chocar con otras cosas sin que nada la pare por el camino, decreciendo sólo con el cuadrado de la distancia (por teoría de campos). Hay una parte de los rayos gamma, por ejemplo, que atraviesa el aire sin más e irradia lo que haya alrededor, incluyendo por supuesto a los seres vivos. A los seres vivos, la radiación gamma masiva les sienta fatal, pero fatal de veras: la tierra se vuelve estéril y la gente y los animales mueren al momento o más tarde, de síndrome radioactivo agudo. Esta es la irradiación directa de un arma nuclear.

¿Te acuerdas de todos esos neutrones que escaparon cuando finalizaba la reacción en cadena?  Bueno, pues esos también llegan detrás, y la radiación neutrónica es extremadamente penetrante. La más penetrante de todas, capaz de atravesar metros de hormigón armado. Bien es cierto que estos interactúan un poco más con el aire... para producir más radiación gamma. Pero los neutrones hacen algo que no hacen las otras formas de radiación: cuando alcanzan los átomos circundantes, los desestabilizan y los vuelven radioactivos también. Y a continuación viene la onda de choque, para pulverizarlos y esparcirlos por todas partes: es la primera fase de la contaminación radiológica, a la que pronto se sumarán los restos de la bomba y los isótopos radioactivos formados al paso de la esfera isotérmica. Cuando la onda de choque cese, la nube en hongo y los vientos terminarán de esparcirlos por todas partes.

¡Volvamos otra vez al principio! Una vez más, sólo una vez más: te lo prometo. La bomba ha emitido también grandes cantidades de energía fotónica/electromagnética en forma de radiofrecuencia, a las que hay que sumar las emisiones de los átomos excitados de la esfera isotérmica. Esto produce varios fenómenos curiosos, que eran en su mayor parte secretos hasta hace poco tiempo. Para empezar, por ejemplo, tenemos los pulsos electromagnéticos; no obstante, cuando la explosión se produce dentro de la atmósfera estos pulsos no llegan muy lejos y sus efectos sobre los equipos eléctricos y electrónicos resultan indistinguibles de la misma destrucción ocasionada por el arma. Sin embargo, también se producen otros más extraños como el oscurecimiento (blackout), que bloquea las ondas hertzianas (y con ellas las transmisiones de radio o televisión, el rádar y demás). Este oscurecimiento radioeléctrico es todavía muy poco conocido a nivel público, pero se sabe que se origina al menos de tres maneras diferentes y puede durar horas o días (hasta que se disipa el aire altamente ionizado).

Así funciona una bomba de fisión como la de Nagasaki y en general las primeras que hicieron los EEUU, la URSS o cualquier otro país. Su principal problema es que existe un límite práctico a la potencia que pueden liberar, directamente dependiente de la cantidad de plutonio que cargue y tu pericia científico-técnica a la hora de extraerle una eficiencia máxima. En el mundo real, resulta impráctico hacer armas de fisión pura con más de quinientos kilotones; y sale antieconómico superar los ochenta o cien (cuatro veces Nagasaki). Además, son muy poco flexibles.

Grapple-Orange Herald (31 de mayo de 1957). Desarrollada por el Reino Unido, fue el dispositivo de fisión más potente detonado jamás: cerca del límite teórico máximo, con 720 kilotones efectivos (cincuenta veces Hiroshima). Las armas de fisión de este calibre son muy costosas e imprácticas.

–¿Y entonces? –le preguntas a tu guía, el simpático.
–Entonces, aprendimos a hacer estrellas –contesta él.
–Creí que me habías dicho que esto ya era como un sol.
–Ah, sí, pero no es un sol de verdad. Los soles de verdad no funcionan así. Son mucho más poderosos. Así que hicimos estrellas de verdad.
–No me lo puedo creer.
–¿Y para qué te crees que es ese polvo blanco que tienes ahí y este termo que tengo yo aquí?
–¿La materia de la que están hechas las estrellas?
–Sí. Y las pesadillas.

En www.lapizarradeyuri.com: Así funciona un arma termonuclear.

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Laboratorio nuclear para los más pequeños.

¡Ahora, con tres fuentes radiológicas y cuatro muestras de uranio!

Sin duda, la percepción popular de lo nuclear y de la radioactividad ha variado notablemente a lo largo de la historia. Tardamos algún tiempo en comprender y asimilar sus peligros, y en los orígenes de la era atómica todo lo que la envolvía fue símbolo de progreso y causa de admiración científica, tan queridos a principios del siglo XX; hasta el extremo de adquirir entre las masas un aura casi espiritual de sanación, bondad y esperanza. Lo atómico era lo último, era lo más, y así se utilizó y publicitó para millones de personas. Cuando María Curie descubrió el radio (doble premio Nobel, la muchacha, oiga, básicamente por parir ella solita la química nuclear moderna), miles de emprendedores comenzaron a ofrecer a todos los mercados sus productos radioactivos.

Quizá porque –debido a la fama instantánea y mundial de María Curie– esto de la química nuclear parecía ser cosa de chicas, entre estas aventuras comerciales se contaron desde el primer momento los productos de belleza femenina. Cremas, lacas y toda clase de potingues se ofrecían al público haciendo hincapié en sus contenidos radiológicos, como ahora se resaltan sus cualidades naturales, minerales o proteínicas. Las cremas Tho-Radia (que incorporaban, como su nombre indica, torio y radio) constituyeron un éxito inmediato, y millones de chicas se las aplicaron para conseguir una belleza luminosa (y un montón de números en la lotería de la leucemia, las malformaciones congénitas y los tumores de hueso y médula ósea). Tho-Radia se publicitaba como el invento de un cierto Dr. Alfred Curie, que nunca existió y era una creación mercadotécnica de la compañía fabricante, pero nos da una idea del prestigio adquirido por el apellido Curie. (Por cierto que esto me recuerda a la afición actual por el Botox; es decir, la toxina botulínica; es decir, el veneno más poderoso que existe, conocido por los militares expertos en guerra química como agente X o XR.)

Ya se sabe que belleza y salud van juntas (o, al menos, las ideas de belleza y salud van juntas), por lo que no es de extrañar que rápidamente aparecieran también toda clase de fármacos, panaceas y otros aliviadores de los males humanos cuyo principio activo no era sino estas sustancias radioactivas. Y esto sí que fue una verdadera orgía. El más famoso de todos resultó ser el Radithor, que contenía un mínimo garantizado de un microcurio de radio-226 y radio-228 por envase y se vendía como remedio contra el cáncer, la depresión e incluso la impotencia. El empresario y playboy Eben Byers, tan famoso por aquel entonces en la alta sociedad neoyorquina como son ahora los Dinios y demás, se atizaba tres frascos diarios. Como resultado, se le cayó la mandíbula y terminó muriendo de envenenamiento radioactivo el 31 de marzo de 1935. Fue la primera vez en que el público descubrió masivamente los peligros de la radiación; hasta entonces, habían estado utilizando toda clase de sustancias nucleares para mejorar su salud, incluyendo pasta de dientes, supositorios, apósitos para el escroto que aumentaban la virilidad y hasta chocolatinas. Algunos de ellos prometían a su clientela radioactividad permanente. Todo ello circulaba con completa libertad por el circuito de venta por correo. Sería cosa de ver lo que ocurriría ahora si se detectasen productos radiológicos rulando por las oficinas postales.

Pero toda esta historia es relativamente conocida. Lo que no resulta tan conocido es que este prestigio de lo radioactivo superó la muerte por radiación de María Curie en 1934, la de Eben Byers en 1935, e incluso los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki en 1945. La esperanza atómica se proyectó en la imaginación social hasta los años '50 e incluso bien entrados los '60, y no comenzaría a transformarse primero en miedo y luego en paranoia hasta los años más tenebrosos de la Guerra Fría, cuando la amenaza de guerra atómica a gran escala y numerosos incidentes y accidentes en la industria nuclear civil y otras instalaciones transformaron la antigua esperanza en un símbolo del mal y el miedo absolutos. En la Unión Soviética y sus satélites, sociedades cerradas, este temor nunca se extendió significativamente hasta el desastre de Chernóbyl, y por ese motivo se vieron aplicaciones de lo nuclear que desde el punto de vista occidental contemporáneo nos resultan asombrosas (como llenar de células de combustible nuclear todos los faros de la Unión, dejar abandonados restos de armas atómicas o no incorporar una cúpula exterior a las centrales eléctricas). Fue en las sociedades democráticas abiertas donde el público pudo rebelarse contra los excesos de la energía nuclear, primero, pero después en contra de cualquier cosa que oliese a radioactivo.

En los años '50 lo atómico aún gozaba de tanto crédito en Occidente como al otro lado del Telón de Acero, y por eso aún surgieron algunos objetos curiosos. Uno de estos fue un juguete infantil creado por el mismo inventor del Erector set (conocido aquí como Meccano), sin duda hombre deseoso de que los niños aprendieran jugando. Este juguete, el Atomic Energy Lab, incorporaba diversos objetos que sin duda harían las delicias de los papás (y las autoridades sanitarias y policiales) de hoy en día: cuatro muestras de uranio y tres fuentes de radiación alfa (plomo-210 y polonio-210), beta (rutenio-106) y gamma (probablemente zinc-65). El polonio-210 es, además, extremadamente tóxico en cantidades minúsculas: fue el veneno utilizado para asesinar a Alexander Litvinenko en 2006.

El juguete en cuestión, que se vendió en Estados Unidos entre 1950 y 1951, incorporaba también un pequeño contador Geiger, un electroscopio, un espintariscopio, una cámara de niebla y diversos accesorios, manuales y tebeos educativos. Desde un punto de vista científico, ciertamente era muy completo y pedagógico, y no salía barato: 49,50 dólares de la época, unos 400 en la actualidad. Había sido desarrollado con la ayuda del Instituto de Tecnología de Massachusetts y sin duda incorporaba todo lo necesario para convertir a los niños en pequeños físicos nucleares. Resultaría dudoso determinar hasta qué punto el juguete era realmente peligroso (dependería de las cantidades presentes), pero sin duda nos abre una ventana a otros tiempos en los que lo atómico representaba luz y esperanza, no miedo y destrucción.

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Yo, robotista.

Robótica (I)

Entre todas esas cosas que uno va haciendo para ganarse las ñoclas en este planeta, durante un tiempo trabajé en robótica industrial.

Lo que para mí tiene su miga: pertenezco a la última generación que pudo leer a Isaac Asimov cuando aún vivía Isaac Asimov; me crié viendo Mazinger Z en una tele en blanco y negro que luego fue de color; y fui a ver La Guerra de las Galaxias con su R2D2 y C3PO –eso que ahora llaman Star Wars– de la mano de mi padre la misma semana en que la estrenaron por estos lares de aquí. Podrás imaginar fácilmente que cuando surgió la posibilidad de trabajar entre robots de verdad y encima cobrar dinero por ello la oferta se me hizo difícil de resistir. Qué demonio; mi jefe de entonces nunca lo supo, pero habría aceptado el curro a cambio de un catre y un plato de lentejas. Bueno, o casi.

Los robots de verdad no se parecen a C3PO. Ni siquiera a R2D2. Y mucho menos a Mazinger Z. Son, generalmente, brazos robóticos que constituyen parte de las líneas de producción industrial, aunque los hay de otros tipos y con otras funciones. Recuerdan, eso sí, a Terminator; no en su aspecto físico, sino en su carácter: una máquina que repite obsesivamente la función que tiene asignada, llueva, truene o haga calor, sin parar ni respirar. Con una fuerza capaz de partir a un hombre por la mitad sin grandes dificultades.

Hoy por hoy, todavía no son muy listos, la verdad. Es preciso programarles cada movimiento, cada acción, interconectados con el funcionamiento del resto de la línea. Difícilmente un robot industrial contemporáneo podría protagonizar alguna de esas películas donde las máquinas se rebelan contra los humanos. El principal riesgo para las personas son los accidentes laborales: si algún imprudente comete el error de penetrar en el radio de acción de un robot activo saltándose las protecciones, corre el peligro de que un súbito revés le rompa todos los huesos como ni siquiera Mike Tyson habría sido capaz de hacerlo en sus buenos tiempos.

El robot industrial es, por lo común, una máquina parcialmente autónoma con su propio sistema controlador. En la imagen de la derecha puedes ver a este que te escribe programando movimientos a un Fanuc M-410 de cuatro ejes y dos toneladas, con un alcance de más de tres metros. Ya disculparás que me haya tapado la cara, pero lo prefiero así y tampoco te pierdes nada. El dispositivo que tengo en las manos es –como ya habrás supuesto– el mando, conectado a un armario de control que no se ve en esta foto. El mando es en realidad una consola de programación que permite también mover el robot y especificarle todas las acciones. El lenguaje de programación se parece bastante a un BASIC o un Pascal de los antiguos.

Programarlos, sobre todo si el ingeniero de turno ha hecho bien su trabajo al diseñar la línea, es relativamente fácil. La parte más delicada y difícil –al menos para mí– fue siempre describirle los movimientos y trayectorias que deberá recorrer una y otra vez para realizar su función, sobre todo cuando es preciso que lo haga de manera coordinada con otros robots; movimientos a realizar en el mínimo tiempo posible. Más que una técnica, es un arte, o una extraña forma de competición contra los tiempos y ciclos de producción. Los robots son caros, y el cliente prefiere evitar la compra de unidades adicionales si puedes asegurarle la máxima productividad con los mínimos posibles.

Este trabajo conlleva su responsabilidad, pues además de las posibles pérdidas de producción y competitividad futuras para el cliente si lo has hecho mal, es hasta cierto punto sencillo que un error de programación o una señal incontrolada provoque una colisión del brazo robot contra otro o contra cualquier objeto dentro del radio de acción. Esos objetos, lamentablemente, suelen ser maquinaria igualmente costosa. Aunque el robot va provisto de numerosos limitadores de movimiento por hardware y software, su propósito es interactuar con el mundo real, y en el mundo real hay cosas con las que se puede chocar. Dependiendo de lo que haya alrededor, no es difícil hacer daños valorados en mucho dinero (o, en el peor de los casos, lesionar a algún desprevenido que pase por allí). Por ello, requiere paciencia y método. Con paciencia, método y un buen diseño de ingeniería base, cualquier persona puede aprender a manejar y programar robots bastante bien. Es un trabajo bonito, desafiante, exigente y con frecuencia bien pagado.

Y, sobre todo, podrás llamarte "robotista", como en las novelas de Asimov. Lo que, al menos para este que te escribe, no es moco de pavo; aunque haga ya algún tiempo que no le pone las manos encima a ninguno de estos amigos de metal.

Dos robots Fanuc M-16 de seis ejes programados por el autor trabajando en coordinación para una industria alimentaria, pasando pastitas calientes de la cinta de un horno a un conformador, y de ahí a una cinta enfriadora/transportadora para su embalaje. Esta tarea es más difícil de lo que parece, pues se trata de un producto extremadamente delicado que se vuelve crujiente en el conformador y se daña con facilidad. ¡Qué buenas!

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Secretos de la polla.

El órgano más divertido también tiene sus misterios.

Sí, eso mismo: el manubrio, el cipote, la pilila, el rabo, la picha, el carajo, el nabo, la minga. Los técnicos y los estirados la llaman también pene, falo, miembro viril o incluso pipí, que ya hay que ser pijo. La tranca, vaya. Afrontemos el hecho: te interesan las pollas, bien porque tienes una, bien porque te encantan, o bien porque a fin de cuentas han constituido un referente social y cultural a lo largo de toda la historia de la humanidad. Hale, ya tienes una excusa cultureta para seguir leyendo.

(Además, a buenas horas habrías venido tan deprisa si se me ocurre titular el artículo "biología evolutiva y sexología del aparato reproductor masculino humano". Que nos conocemos, pisha.)

Confío en tu formación precedente sobre pollas –científica, naturalmente– para obviarme la tarea de contarte qué son, dónde están, qué aspecto tienen o para qué sirven. Sin embargo, es posible que desconozcas algunas cosas interesantes sobre los mandaos. Por ejemplo, sobre ese asunto tan cacareado del tamaño. Y es que hasta el más pichacorta de los humanos posee una tranca monumental, casi ridículamente grande, en comparación con nuestros parientes evolutivos más próximos. Eso incluye a algunos de nuestros más impresionantes primos de Zumosol, como el gorila o el orangután, que a pesar de su tamaño y poderío andan más bien cortitos de minga: cuatro centimetros escasos en plena erección, lo que para un tipo de 200 kg de peso, puro músculo, queda más bien chocante.

Hablando de erecciones. Por supuesto, en contra de lo que pensaba alguna gente, no hay ningún hueso en la pilila. Lo que constituye otra anomalía, pues todos los demás primates tienen uno, que se llama báculo. En realidad, somos muy pocos los mamíferos sin hueso en la picha de los chicos o en la pipa de las chicas; estamos nosotros, los caballos, los conejos, las hienas, los cetáceos –delfines, ballenas, marsopas–, los marsupiales y pocos más. Lo nuestro es pura sangre en las venas.

Literalmente: la erección depende de un intrigante sistema hidráulico natural, que contiene sangre a presión dentro del trabuco mientras su poseedor se encuentra excitado. Visto de otra manera, la matraca no es mucho más que un globo sobrevalorado. Sólo que la de los humanos resulta, de nuevo, especialmente complicada. Cualquiera diría que los mecanismos evolutivos que complicaron nuestra mente muy por encima de la de cualquier otra especie hicieron lo propio con nuestra polla. De lo que supongo se podrán extraer disquisiciones filosóficas que dejaré al criterio de mis estimados lectores. Y, me temo, lectoras.

La forma de champiñón del capullo –perdón, damiselas, el glande– y su mismo tamaño constituye otra de estas complicaciones. Su función no es evidente por sí misma, ni tampoco el hecho de que la parte más sensible del rabo sea la base del capullo, esto es, la corona (si no te sabías este truco, prueba a estimular por esa zona y ya verás... no recomendado con eyaculadores precoces).

Por fortuna, disponemos de biólogos evolutivos dispuestos a adentrarse valientemente en estos misterios. Verdaderos héroes de la ciencia: imagínate cuando le tienes que explicar a tus futuros suegros –inevitablemente del Opus Dei o cosa parecida– en qué consisten exactamente tus estudios de doctorado. "Verás, suegra, yo tengo un doctorado en pollas," etcétera.

Aparentemente, el tamaño y forma de la mandanga están relacionados con dos hechos. El primero, la forma peculiarísima de la cadera femenina y la posición de su vagina, que se deriva de ser el único animal que camina erguido y puede practicar el coito en (casi) cualquier ángulo. El segundo, que los seres humanos no somos monógamos de natural, sino más bien casquivanos. Ningún primate se lía con una sola pareja, sino con muchas, y la monogamia ha sido rara en la mayoría de sociedades humanas hasta tiempos relativamente recientes. La única moral natural en asuntos de entrepierna consiste, esencialmente, en trincarse a tantas hembras como sea posible para garantizar la supervivencia de tus genes. Y las chicas también hacían lo propio, en forma de poliandria, antes de ser sometidas como una propiedad privada en las civilizaciones patriarcales. Observaciones todas ellas que sin duda también gustarán mucho a tu futura suegra, la del Opus.

Se han realizado resonancias magnéticas a parejas echando un polvo –ey, esta parte experimental de tu doctorado le encantará a la señora; yo creo que a partir de ese momento ya puedes llamarla mami–. En estas imágenes se observa claramente que la función del tamaño desproporcionado de las vergas humanas no es otra que alcanzar el cuello uterino y levantar la matriz, para proyectar el esperma lo más lejos posible, más profundamente que los demás primates que se tiraron a la tía antes. Y la forma de champiñón bulboso del capullo actuaría simultáneamente como escoba o barredera, para eliminar en la medida de lo posible la lefa que dejaron los anteriores. Vamos, que ya ves lo que Mamá Naturaleza se cree de tu fidelidad y de la de tu pareja.

Una consecuencia curiosa de esta hipótesis es que un hombre podría inseminar a su mujer con el semen de otro tipo si no se limpia cuidadosamente, cosa poco corriente –lo de limpiarse– a lo largo de la mayor parte de la historia humana. Imagínate la situación: Pepito y Juanita echan un polvo, con lo que Pepito deja su leche en Juanita, pero a cambio se lleva en la base del capullo un poquito de la leche de Senghor, el negrazo con quien Juanita se lo monta normalmente. Pepito no se limpia bien, con lo que algunos espermatozoides de Senghor sobreviven calentitos y húmedos en su propio capullo. Y cuando vuelve a casa le echa otro kiki a su legítima, preñándola con el esperma residual de Senghor, a quien ni siquiera conoce. Nueve meses después nace un precioso bebé mulato, y a Pepito le da un monumental ataque de cuernos, sin saber que la criatura es fruto de su propia aventura. Las probabilidades de que algo así suceda son relativamente bajas, pero no nulas.

Con respecto a tu futura suegra, quizás deberías contarle toda esta última parte apoyándote en algún video. Te adorará, seguro. O algo.

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Cuando CSI se equivoca: limitaciones de la ciencia forense.

Los desastres de la superstición.

El 17 de febrero de 2004, un hombre llamado Cameron Todd Willingham fue asesinado por el Estado de Texas mediante inyección letal. Había sido condenado por matar a sus tres hijas pequeñas en 1991 provocando un incendio en su casa. El circo judicial corriente en estos casos no se privó de nada: manipulación mediática, testigos (chivatos carcelarios) comprados por la fiscalía, un renombrado psiquiatra asegurando que el acusado era un "sociópata violento", un informe pericial que explicaba cómo se usaron acelerantes para causar el fuego y la habitual campaña de calumnias para reafirmar a la chusma en su convicción de que Cameron era un maligno criminal.

Cameron Todd Willingham, además, era un hombre pobre que no disponía de recursos para comprar la suficiente cantidad de defensa; una realidad que no es exclusiva de los Estados Unidos. Hay quien afirma que el sistema penal es racista, pero esto rara vez resulta cierto hoy por hoy. Lo que es, sin duda alguna, es clasista. En los Estados Unidos y en todas partes. Cameron Todd Willingham, que se sabía inocente, tampoco se sometió al indigno chantaje según el cual declarándote culpable puedes comprar tu vida a cambio de la cadena perpetua.

Ya en 2004, antes de su asesinato a manos de las autoridades texanas, un químico de verdad llamado Gerald Hurst demostró que el incendio no podía haber sido provocado. Pero el Estado de Texas eligió ignorarle.

Ahora, la Comisión de Ciencia Forense de Texas ha determinado por fin que no existe indicio alguno de que el incendio que mató a las niñas de Cameron fuera provocado, y que éste se ocasionó probablemente debido a un aparato o unos cables defectuosos; el informe acusatorio estaba sustentado totalmente en supercherías, falsas creencias policiales y pseudociencia. (Fuente)

Cameron Todd Willingham, que vio morir a sus hijas ante sus propios ojos e intentó salvarlas sin éxito, fue acusado, condenado y ejecutado por matarlas siendo perfectamente inocente; en lo que muy bien podría ser una versión del infierno. No hace veinte, ni treinta, ni cincuenta años. En 2004.

No es preciso llegar a estos extremos de barbarie y salvajismo para comprender que la denominada ciencia forense ha fracasado en incontables ocasiones a la hora de establecer la verdad sobre lo ocurrido. A diferencia de lo que se ve en la televisión, sus resultados presentan un elevado margen de incertidumbre que con frecuencia alcanza el 100%. O sea: la misma certeza que tirando una moneda a cara o cruz. Es la ciencia como excusa para la superstición, exactamente igual que hacen el resto de pseudocientíficos. Su problema es que, en la mayoría de casos, no es ciencia verdadera. Aunque pretenda hacerse pasar como tal.

Polis metidos a científicos.

Una de las debilidades mayores de la ciencia forense es que buena parte de ella no fue desarrollada por científicos, sino por policías. Esto no es malo por sí mismo; cualquier persona, aunque no tenga los títulos, puede ser un buen científico si actúa de manera conforme al método. Pero las personas sin instrucción formal en la epistemología científica suelen cometer errores de bulto a la hora de validar sus tesis y tomar por ciertos lo que sólo son sesgos cognitivos y falacias estadísticas.

Lo que no te han contado de las huellas dactilares y los estudios balísticos.

Este es el caso, por ejemplo, de la identificación mediante huellas dactilares. Por extraño que pueda parecer, después de tantos años, no se ha realizado jamás un estudio de validación de sus tesis, y toda ella se basa en suposiciones quizá ciertas pero desde luego no comprobadas.

Se dice, por ejemplo, que dos personas diferentes no pueden tener las mismas huellas dactilares. Sin embargo, esto no ha sido verificado. Tampoco se sabe cómo evolucionan las huellas de una persona en función del tiempo. Ni el mecanismo exacto mediante el que se fijan en las distintas superficies, y si permanecen estables en ellas o no. Los modelos de similitud estadística no han sido validados ni por asomo. Entre otras muchas cosas.

Pero esto no es lo más grave. En unos experimentos doble ciego realizados por la propia Asociación Internacional de Identificación (que reúne a los supuestos expertos en el área), menos del 45% de las identificaciones fueron correctas en todos los casos y casi el 40% resultaron totalmente incorrectas. Distintos especialistas obtenían distintos resultados con las mismas muestras. Hasta un 22% resultaron proclives a "tomar por datos ciertos lo que sólo eran suposiciones". (Fuente)

Cosa parecida cabe decir de los estudios balísticos, cuando pretenden determinar de qué arma salió un proyectil. En septiembre de 2008 se clausuró el departamento de Policía Científica del Estado de Michigan después de que una auditoría descubriese que más del 10% de estas identificaciones habían resultado falsas. Y no es de extrañar, puesto que esta presunta ciencia incorpora un importante componente de ojímetro bajo el aspecto engañoso de aproximaciones probabilísticas. Tampoco el análisis de trazas (de pintura, sangre, fibras, cabellos...) está libre de estas aproximaciones.

Cosas de locos.

Estas preocupantes imperfecciones, que muy bien pueden condenar a un inocente o liberar a un culpable apoyándose en pura pseudociencia, alcanzan el paroxismo cuando hablamos de la psiquiatría o psicología forense. Es cosa sabida que la mente resulta hoy por hoy aún huidiza a la hora de estudiarla según el método científico estricto. Pero, salvo casos muy evidentes, los informes mentales forenses no son más que una impresión diagnóstica.

¿Y qué es una impresión diagnóstica? Sencillo: una opinión profesional no sujeta a responsabilidad de ninguna clase. Un especialista en salud mental forense puede diagnosticar que alguien está perfectamente cuerdo, o perfectamente loco, o que es un sociópata peligroso, o cualquier otra cosa que le parezca sin temor a las consecuencias.

Los antecedentes históricos resultan especialmente inquietantes. Las supuestas ciencias de la mente tienen un historial de someterse, o incluso apoyar, determinados planteamientos filosóficos, sociales, morales o políticos de dudosa bondad; desde la drapetomanía y la disetesia etiópica con que se caracterizaba a los esclavos que trabajaban poco o anhelaban su libertad en los Estados Unidos, hasta la represión psiquiátrica practicada en la URSS contra quienes no sabían ver el Paraíso de los Trabajadores, pasando por la surrealista psiquiatría nazi, la patologización de minorías sexuales, el abuso de la lobotomía (incluso por ser una niña precoz) y un largo etcétera que se extiende hasta nuestros días.

Los jueces y jurados con poder sobre el destino de otras personas actuarían con prudencia y sabiduría si aprendiesen a relativizar y poner en su justa medida todas estas supuestas pruebas científicas que de ciencia tienen poco. Todo el mundo es inocente hasta que se demuestre su culpabilidad en un juicio justo donde se le hayan asegurado las garantías suficientes para su defensa. La palabra clave, como siempre, es demostrar. Afirmar no es demostrar, aunque se camufle con cháchara pseudocientífica. Quien acusa, debe probar. Quien afirma, debe probar. Lo contrario es lanzarnos otra vez en manos de la injusticia y de la superstición. Cameron Todd Willingham es la última víctima conocida de una larguísima historia de injusticia sustentada en la superstición que debería terminar ya. Tenemos los medios para hacerlo. Sólo hace falta la voluntad. Y el dinero, claro.

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Mecánica cuántica para dummies

Ayer no tuve mucho tiempo para escribir el artículo; pero pretendo compensaros con un maravilloso video que explica el experimento de la doble ranura, fundamental para empezar a entender los misterios de la mecánica cuántica. Y además, con subtítulos en castellano:

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