El peso de lo invisible

Desde hace unos meses, la Mandarina de Newton tiene una sección de divulgación científica en el programa Connexió Barcelona de la televisión de Barcelona  BTV. Durante todas estas semanas el público ha podido disfrutar de experimentos varios relacionados con la electricidad, el magnetismo, la gravedad, las reacciones químicas, la presión… etc. Hemos construido baterías con limones, motores con una pila y un iman, hemos visto materiales con memoria de forma, hemos jugado con indicadores y reacciones redox, hemos desafiado a la intuición agujereando un globo con una aguja de hacer media o acercando un mechero a un globo inflado… Y todo ello en companyía de Ferran Vergés.

Hace un par de semanas conseguimos llevar al programa dos gases muy interesantes, helio (He) y hexafloruro de azufre (SF6).

El helio es un elemento químico de número atómico 2, símbolo He y que presenta las propiedades de un gas noble. Es decir, es inerte (no reacciona) y al igual que estos, es un gas monoatómico incoloro e inodoro. El helio tiene el menor punto de ebullición de todos los elementos químicos y sólo puede ser solidificado bajo presiones muy grandes. Se encuentra en las estrellas, aunque  en 1903  se descubrieron grandes reservas de helio en la tierra, en campos de gas natural en los Estados Unidos. El helio se utiliza en criogenia, siendo su principal uso, en la refrigeración de imanes superconductores o para protegerse  al soldar, de las chispas por arco. Otros usos menos frecuentes, aunque popularmente conocidos, son el llenado de globos y dirigibles, o su uso como componente de las mezclas de aire usadas en el buceo a gran profundidad.

El hexafluoruro de azufre es un compuesto inorgánico de fórmula SF6. En condiciones normales de presión y temperatura es un gas incoloro, inodoro, no tóxico y no inflamable, con la peculiaridad de ser cinco veces más pesado que el aire, presenta una densidad de 6,13 g /l a una atmósfera de presión. El SF6 tiene geometría octaedral, consistente en seis átomos de flúor enlazados a un átomo central de azufre. Es un gas no polar, muy inerte y poco soluble en agua, aunque sí en solventes orgánicos no polares  como el alcohol o el éter. Es un gas de elevada constante dieléctrica, és decir es muy aislante, de manera que se utiliza habitualmente como aislante en los sistemas de distribución de electricidad, especialmente en altos voltajes. También se aplica en algunos procesos industriales siderúrgicos, y en cirugía ocular.

Con estos dos gases hicimos experimentos muy divertidos y misteriosos gracias a su invisibilidad y sus diferentes densidades. Empezamos haciendo flotar un globo en algo que parecía la nada, aunque en realidad era SF6, seguimos apagando velas gracias al mismo gas invisible y acabamos haciendo voces agudas y graves  inhalando helio y hexafloruro de azufre.

La velocidad del sonido en el helio es casi tres veces la velocidad del sonido en el aire. Debido a que la frecuencia fundamental de una cavidad llena de gas es proporcional a la velocidad del sonido en ese gas, si inhalamos helio se produce un aumento correspondiente a las alturas de las frecuencias de resonancia de las cuerdas vocales,  y por lo tanto, nuestra voz  se escucha más aguda y se parece a la de los pitufos. El hexafloruro de azufre, en cambio, afecta a la voz humana de manera opuesto al helio: al inhalar este gas, la densidad del gas provocará una vibración menor en las cuerdas vocales, haciendo que la voz suene más grave.

Conseguir helio es relativamente sencillo, lo podéis comprar en cualquier tienda que venda materiales para fiestas. El SF6, en cambio, es un gas costoso que se utiliza en electrónica para aislar circuitos, pero que tendréis bastantes dificultades para adquirirlo sin firmar un contrato anual o pagar una importante cantidad de dinero. Si prováis alguno de estos experimentos en casa, no os preocupéis, ninguno de ellos es peligroso… pero si inhaláis gases, recordad que no es demasiado bueno abusar de ellos…