domingo, julio 01, 2012

Premios Nobel – Química 1911 (Marie Skłodowska-Curie) | El Tamiz

Premios Nobel – Química 1911 (Marie Skłodowska-Curie)


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En la serie de los Premios Nobel recorremos estos galardones desde su nacimiento, en 1901, en las categorías de Física y Química. De este modo somos testigos, poco a poco, de los descubrimientos más importantes del siglo XX en estas dos ciencias y, de paso, de los de finales del XIX ya que, como has visto si llevas tiempo con nosotros –sucede con el premio de hoy–, muchos de los galardones de principios del XX son realmente para descubrimientos realizados en el último tercio del XIX.
El premio de hoy es especial, entre otras cosas, porque no voy a dedicarle mucho espacio aparte del discurso de entrega por parte de E. W. Dahlgren, el Presidente de la Real Academia Sueca de las Ciencias; básicamente hablaré de algunos aspectos relacionados con el descubrimiento, como casi siempre, escribiendo sin saber dónde acabaré, de modo que seguramente será una diatriba sin mucho sentido, para variar.
Se trata del Premio Nobel de Química de 1911, entregado a Marie Skłodowska-Curie, en palabras de la Academia,
En reconocimiento a sus servicios al avance de la química con el descubrimiento de los elementos radio y polonio, por el aislamiento del radio y el estudio de la naturaleza de los compuestos de este elemento notable.
Si has seguido esta serie desde el principio, esto debería resultarte muy familiar. El Premio Nobel de Física de 1903 fue entregado conjuntamente a Henri Becquerel, Pierre y Marie Curie. En el caso de Becquerel,
En reconocimiento a los servicios extraordinarios que ha proporcionado su descubrimiento de la radioactividad espontánea.
Y en el caso de los dos Curie,
En reconocimiento a los servicios extraordinarios que han proporcionado mediante su investigación conjunta sobre los fenómenos descubiertos por el Profesor Henri Becquerel.
Esa investigación conjunta, como ya vimos en aquel artículo, se dedicó fundamentalmente al estudio del radio y el polonio. De manera que Marie Skłodowska-Curie recibió dos Nobel, uno de Física y uno de Química, básicamente por la misma cadena de descubrimientos. Mi recomendación, desde luego, es que dediques la mayor parte del tiempo a releer el primero de los dos, ya que allí describimos casi todo por lo que se premió de nuevo a Curie.
Ésta es la segunda razón por la que este premio es especial: fue la primera vez en la cual una misma persona ganó Nobel siendo ya poseedora de uno antes. El hecho de que fuera una mujer en una época en la que la comunidad científica estaba aún más dominada por hombres que ahora atestigüa el genio de Curie.
¿Cambió el doble Nobel de Maria la actitud de los hombres de ciencia hacia las mujeres? Si crees que fue así es que tienes más fe en la naturaleza humana de la que merece. El mismo año que recibió el Nobel de Química, la Académie des sciences francesa rechazó aceptarla como miembro por dos votos, y eligió en su lugar a Édouard Branly, que no tenía ni el talento, ni la inteligencia, ni los conocimientos ni el historial de Curie, pero sí una característica mucho más importante, al parecer, que todo eso: era un varón. En fin.
Marie y Pierre Curie
Marie (1867-1934) y Pierre (1859-1906) Curie.
Desde luego, de haber estado vivo, Pierre Curie indudablemente hubiera sido galardonado con ella. Desgraciadamente, Pierre había muerto cinco años antes, en 1906. Se encontraba cruzando una calle de París en un día lluvioso cuando resbaló en los adoquines y cayó frente a un carro de caballos, con tan mala suerte que una de las ruedas le pasó por encima de la cabeza y lo mató instantáneamente. Maria nunca se recuperó de la terrible soledad causada por la muerte de Pierre y el resto de su vida sufrió repetidos episodios de depresión.
Sin embargo, como dijimos al hablar del premio de 1903, Pierre estaba seguramente condenado a morir de todos modos, como la propia Marie, debido a las inmensas cantidades de radiación ionizante que ambos recibieron durante años mientras estudiaban elementos radioactivos. Marie murió de anemia aplástica en 1934 debido a las enormes dosis de radiación recibidas a lo largo de los años, cuando aún no se conocían los peligros de la exposición a radiación ionizante.
Los propios Curie fueron conscientes bastante pronto de los peligros a corto plazo de la radiación emitida por el radio y elementos similares, ya que sufrieron quemaduras al llevar trozos de radio en los bolsillos. Ya dijimos en el artículo sobre ellos que el propio Pierre ya temió desde el principio que alguien pudiera usar la radioactividad natural como arma (¿qué hubiera pensado de haber vivido hasta la Segunda Guerra Mundial?). Sin embargo, por entonces no se conocían los peligros a largo plazo relacionados con el cáncer, de modo que las dosis ligeras pero repetidas de radiación no se consideraban peligrosas.
Para que te hagas una idea, las notas tomadas por Marie Curie durante la década de 1890, mientras realizaba junto con Pierre la mayor parte de sus investigaciones con polonio, radio y uranio, al haber pasado tanto tiempo en la habitación junto con las muestras de esos elementos, son radioactivas incluso hoy en día. Tanto es así que para consultar esas notas hace falta llevar un traje de protección.
Curie en Solvay
Conferencia de Solvay en 1911. Si eres tamicero añejo, conoces bastante bien al menos a cinco de ellos, ¿eres capaz de identificarlos sin buscar nada en la red?
Finalmente, este premio es especial porque pone de manifiesto la unión entre la Física y la Química y el desdibujamiento de líneas que tantas veces hemos repetido a lo largo de la serie: el final del XIX supuso la fusión entre ambas ciencias al observar el mundo subatómico. El hecho de que una científica recibiera un Nobel de Física y otro de Química por el mismo descubrimiento lo hace evidente.
¿Por qué recibir dos reconocimientos diferentes por las mismas investigaciones? Sí, en parte se debe a que se trató de descubrimientos relevantes para ambas ciencias. Sin embargo, también porque estamos en 1911, ocho años después del primer Nobel de Curie en 1903, y durante esos años descubrimos cosas que antes no sabíamos, y que hacían de los elementos radiactivos –especialmente del radio– algo mucho más allá de una simple curiosidad científica.
Prácticamente desde el mismo descubrimiento del primer signo de radioactividad espontánea, los rayos de Röntgen, varios médicos se plantearon su utilización como herramienta de diagnóstico e incluso de tratamiento. Creo que su utilidad como método de diagnóstico es evidente: como el propio Röntgen hizo con la mano de su mujer, es posible ver el interior del cuerpo sin abrirlo, lo cual supuso una auténtica revolución en medicina y ha llevado, finalmente, a logros como la Tomografía Axial Computarizada.
La primera radiografía
La primera radiografía: la mano de Anna Röntgen, el 22 de diciembre de 1895.
Sin embargo, cuando se vio que los rayos X podían producir graves quemaduras si la intensidad era suficientemente grande, los médicos empezaron a experimentar con ellos como tratamiento contra tumores y lupus. Así, prácticamente al mismo tiempo, justo antes del cambio de siglo, nacieron dos disciplinas relacionadas, la radiología y la radioterapia: la primera utilizaba la radioactividad para el diagnóstico y la segunda para el tratamiento de distintas enfermedades.
Desde luego, por entonces nadie tenía ni idea de cómo funcionaban exactamente ni la una ni la otra. Nikola Tesla, por ejemplo, pensaba que los rayos X producían quemaduras en la piel por la formación de ozono en el aire, en vez de por la acción de los propios rayos X. Pero poco a poco, experimento a experimento, fue posible determinar que era la propia radiación ionizante la responsable de los efectos, y más importante aún: qué dolencias era posible tratar y cómo hacerlo produciendo el menor daño posible al paciente.
El principal impulsor de las dos nuevas ramas de la medicina y, si tuviésemos que dar un nombre, su fundador, fue el austríaco Léopold Freund. Un año después de que Röntgen publicase su artículo sobre los rayos X, Freund estaba ya tratando lo que probablemente eran casos de melanoma utilizando rayos X para quemar el tejido maligno. Eso sí, tiemblo al pensar en los primeros pacientes que recibían este tipo de tratamientos, y en los propios doctores presentes en la habitación al hacerlo.
Epitelioma y rayos X
Tratamiento de un epitelioma usando rayos X en 1915.
De hecho, durante un tiempo –ignorantes además de los efectos de la radiación ionizante a largo plazo– hubo una especie de moda estúpida, como suele pasar con las cosas nuevas, por la que algunos pretendían curar prácticamente todo utilizando rayos X. Poco a poco, sin embargo, se fueron clarificando los peligros y las condiciones en las que podían resultar útiles.
El descubrimiento del radio por parte de los Curie en 1898 supuso una nueva y potentísima fuente de radioactividad natural, y la medicina se fijó en ella, una vez más, prácticamente desde el principio. En 1901, Henri Becquerel prestó cierta cantidad de sales de radio al doctor Henri-Alexandre Danlos, del Hospital de San Luis, en París. Danlos trató con ellas varios casos de lupus, y se comprobó su eficacia con bastante rapidez. Sin embargo, había un problema con el radio que no existía con las fuentes de rayos X utilizadas por Röntgen y similares; como vimos al hablar del descubrimiento del radio, los Curie necesitaban toneladas de pechblenda para producir pequeñas cantidades del peligroso elemento. Por lo tanto, las sales de radio eran carísimas.
La ventaja del radio respecto a los rayos X externos era que, usando sales de radio, era posible introducirlas en el cuerpo en el lugar deseado de un modo que no era factible con una fuente externa de radiación X. Es más, al principio se llevó esto hasta sus últimas consecuencias: en Alemania se trataron casos de tuberculosis haciendo a los pacientes inhalar radón, ya que ese gas radiactivo era emitido de manera espontánea por el radio y, al ser gaseoso, era posible respirarlo. ¡Glup!
Pero las sales de radio tenían una gran versatilidad: era posible meterlas en pequeños recipientes metálicos e introducir éstos en algún orificio del cuerpo, era posible disolverlas en agua y bebérsela, o bañarse en ella… era posible hacer todo tipo de cosas que, con el conocimiento actual, nos parecen descabelladas, pero que por entonces se consideraban saludables y magníficas.
Es más, antes de ser conscientes de los peligros terribles de la radiación ionizante, no existía la menor regulación sobre el uso de sustancias radioactivas, y lo mismo que hoy venden imanes que ayudan a dormir mejor y cosas parecidas –afortunadamente, en general inocuas–, era posible encontrarse cosas como ésta (traducción debajo):
Terapia radioactiva
Anuncio de radioterapia de 1915.
Terapia de radio.
El único aparato científico para la preparación de agua radiactiva en el hospital o en el hogar del propio paciente. Este aparato proporciona una dosis, elevada y medida, de agua radioactiva para el tratamiento de gota, reumatismo, artritis, neuralgias, ciática, tabes dorsalis, catarro de los senos maxilar y frontal, arteriosclerosis, diabetes, glicosuria y nefritis, como se describe en el discurso del Dr. Saubermann ante la Sociedad Röntgen, impreso en este número de los “Archivos”.
Descripción:
El “activador” de loza perforada en el recipiente de vidrio contiene una preparación insoluble impregnada con radio. Emite constantemente emanaciones de radio [es decir, radón, tal como se denominaba por entonces] a un ritmo fijo, y mantiene el agua del recipiente cargada con una intensidad fija y medible de entre 5000 y 10000 unidades de Maché [una unidad obsoleta de cantidad de radón, equivalente a unos 13,45 Bq/L] por litro y día.
De modo que la gente, así como lo oyes, bebía agua radioactiva para curar prácticamente cualquier cosa. Sin embargo, a pesar de nuestro ignorante atrevimiento, la radiología y la radioterapia cambiaron la medicina, y la hicieron avanzar a pasos agigantados. Incluso en 1911 se había hecho evidente la importancia revolucionaria de los elementos radioactivos naturales, y esa relevancia práctica, creo, fue la responsable de que Marie Curie recibiera su segundo Nobel.
Así, el diez de diciembre de 1911, el Dr. E. W. Dahlgren, Presidente de la Real Academia Sueca de las Ciencias, ante el público reunido en la gran sala de la Academia –entre ellos la familia real sueca casi al completo, además de la propia Curie, por supuesto–, anunció:
Su Majestad, Sus Altezas Reales, damas y caballeros.
La Real Academia de las Ciencias ha decidido, en la sesión del siete de noviembre de este año, otorgar el Premio Nobel de Química de 1911 a Madame Marie Curie, catedrática en la Facultad de Ciencias de París, en reconocimiento al papel que ha desempeñado en el desarrollo de la química:
Por el descubrimiento de los elementos químicos radio y polonio.
Por la determinación de las propiedades del radio y el aislamiento del radio en estado metálico puro.
Y, finalmente, por sus investigaciones sobre los compuestos de este elemento notable.
En 1896, Becquerel observó que los compuestos del elemento uranio emitían rayos con la propiedad de producir cambios en placas fotográficas y de hacer del aire un conductor eléctrico. Este fenómeno se conoce con el nombre de radioactividad, y las sustancias que lo producen se denominan radiactivas.
Algo después se observó que los compuestos de otro elemento, el torio, descubierto anteriormente por Berzelius, poseían propiedades similares.
La Academia de las Ciencias otorgó el Premio Nobel de Física de 1903 conjuntamente a Henri Becquerel y Pierre y Marie Curie por el descubrimiento y el estudio de estas radiaciones, denominadas rayos uránicos o de Becquerel.
Durante sus investigaciones sobre la radiactividad de un gran número de compuestos del uranio y el radio, Madame Curie se dio cuenta de que la intensidad de la radiactividad estaba relacionada con la proporción de estos elementos en los compuestos. Sin embargo, algunos minerales existentes en la naturaleza eran una extraña excepción a esta regla, como por ejemplo la pechblenda, cuya radioactividad era mucho mayor que el valor calculado a partir de su contenido en uranio; de hecho, era aún mayor que la del propio uranio elemental.
La conclusión lógica era que estos minerales debían contener un elemento desconocido hasta entonces e intensamente radioactivo; y, de hecho, Marie y Pierre Curie consiguieron extraer, mediante el uso de procesos químicos sistemáticos, de larga duración y muy complejos, a partir de varias toneladas de pechblenda, mínusculas cantidades de las sales de dos nuevos elementos muy radioactivos, que llamaron polonio y radio.
El radio, el único de estos dos elementos que ha sido aislado en estado puro hasta el momento, se parece al metal bario en sus propiedades químicas, y se diferencia de él por un espectro de emisión muy característico. Su peso atómico fue determinado por Madame Curie y es de 226,45. Ha sido tan sólo el año pasado (1910) que Madame Curie, con la ayuda de uno de sus colaboradores, ha conseguido obtener radio puro en estado metálico, demostrando claramente su carácter elemental, a pesar de la existencia de varias hipótesis que sostenían lo contrario.
El radio es un metal plateado, brillante, que reacciona violentamente con el agua y quema la materia orgánica con la que entra en contacto. Se funde a 700 ºC y es más volátil que el bario.
Desde el punto de vista químico, la propiedad más notable del radio y sus derivados es que, sin ser afectados por las condiciones ambientales, producen constantemente una emanación, una sustancia gaseosa radiactiva que puede condensarse para formar un líquido a bajas temperaturas. Esta emanación, para la que se ha propuesto el nombre de nitón, parece tener las caracterísicas de un elemento químico, y se parece químicamente a los denominados gases nobles, cuyo descubrimiento supuso en su momento el Premio Nobel de Química.
Pero esto no es todo. La emanación sufre, a su vez, una descomposición espontánea; y uno de los productos de esta descomposición, de acuerdo con Sir William Ramsay, ganador de un Premio Nobel, y de otros científicos de renombre, es el elemento gaseoso helio. Este elemento ya había sido observado en el espectro solar y en pequeñas cantidades en la propia Tierra.
Este hecho ha dejado claro por primera vez en la historia de la química que un elemento puede realmente transmutarse y convertirse en otro; y es esto lo que, más que cualquier otra cosa, proporciona al descubrimiento del radio una importancia que puede decirse revolucionará la química y señalará una nueva etapa.
La teoría de la inmutabilidad absoluta de los elementos químicos ya no se sostiena, ahora que la ciencia ha logrado desentrañar parte del misterio que, hasta ahora, ocultaba la evolución de los elementos.
La teoría de la transmutación, muy querida de los alquimistas, ha vuelto a la vida de manera inesperada, esta vez en una forma exacta, carente de cualquier elemento místico; y la piedra filosofal, capaz de inducir estas transformaciones, ya no es un elixir misterioso y eolusivo, sino lo que la ciencia moderna denomina energía.
El sistema de partículas de las que, debemos suponer, se componen los átomos de radio, está cargado con una cantidad extraordinaria de energía. Cuando el átomo se rompe, esta energía se revela en la emisión espontánea de luz y calor que es característica del radio.
Además, ya no estamos tratando con un fenómeno único o incluso inusual. El descubrimiento del radio y el polonio, un elemento aún más radioactivo, ha traído con él el descubrimiento de muchos otros elementos radiactivos con vidas medias más largas o maś cortas, mediante los cuales nuestro conocimiento de la química y nuestra comprensión sobre la naturaleza de la materia han aumentado considerablemente.
Efectivamente, las investigaciones sobre el radio han producido, en los últimos años, una nueva rama de la ciencia, la radiología, que ya posee institutos y revistas propios en los países científicamente relevantes.
Esta ciencia, importante en sí misma, ha adquirido una importancia adicional por sus numerosos puntos de contacto con otras ciencias naturales, como la física, la meteorología, la geología y la fisiología. Sabemos que el radio, por sus efectos fisiológicos, ha encontrado usos en la medicina, y a juzgar por numerosos experimentos, la radioterapia promete importantes resultados, especialmente en el tratamiento de tumores cancerosos y del lupus.
A razón de la enorme importancia del descubrimiento del radio, primero para la química y luego para muchas otras ramas del conocimiento y la actividad humanos, la Real Academia de las Ciencias se considera plenamente justificada al otorgar el Premio Nobel de Química a la única superviviente de los dos científicos a quienes debemos este descubrimiento, a Madame Skłodowska-Curie.
Madam. En 1901, la Academia Sueca de las Ciencias tuvo el honor de otorgarle el Premio Nobel de Física por la parte que usted, junto con su difunto marido, desempeñó en el importantísimo descubrimiento de la radioactividad espontánea.
Este año, la Academia ha decidido otorgarle el premio de Química, en reconocimiento a los importantes servicios que ha proporcionado a esta ciencia con su descubrimiento del radio y el polonio, por su descripción de las características del radio y por su aislamiento en estado metálico, además de sus investigaciones sobre los compuestos de este notable elemento.
Durante los once años que se han entregado los Premios Nobel, ésta es la primera vez que la distinción se ha otorgado de nuevo al ganador de un premio anterior. Le pido, Madame, que vea en esta circunstancia la prueba de la importancia que nuestra Academia da a sus descubrimientos más recientes; y la invito, Madame, a recibir el premio de manos de su Majestad el Rey, que ha accedido graciosamente a entregárselo.





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