lágrimas de rupert

¿Has oído hablar de las gotas del príncipe Rupert? Quizás las conoces con el nombre de esferas de Rupert o el más romántico lágrimas holandesas.

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En 1625 las hacían en Mecklenburg, en el norte de Alemania, aunque se cree que venían de Holanda pues en el siglo XVII las llamaban lacrymae Batavicae o lágrimas holandesas.

Más tarde las empezaron a llamar gotas del príncipe Rupert pues ese príncipe de Bavaria le regaló unas al rey Carlos II de Inglaterra y en 1661 el monarca se las pasó a la Real Sociedad de Londres para el Avance de la Ciencia Natural (Royal Society) para que las estudiaran.

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Durante un tiempo el secreto de la manufactura de las lágrimas estuvo guardado en la zona de Mecklenburg. Pero era un secreto con tiempo limitado pues el proceso es sencillo.

Calientas vidrio común o vidrio flint -que tienen un alto coeficiente de expansión termal- hasta que se derrita y dejas caer las gotas en un recipiente con agua...

Al caer se solidifica instantáneamente en la forma de la gota del príncipe Rupert: una lágrima con una larga y delgada cola.

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El cuerpo es sorprendentemente fuerte: puedes pararte sobre él o golpearlo con un martillo y no se parte.

Y, por muchos siglos que pasen, esa característica no ha dejado de llamar la atención: recientemente Destin Sandlin de SmarterEveryDay*, disparó una bala full metal jacket .38 special contra una lágrima holandesa.

La bala se desintegró; la gota del príncipe Rupert quedó entera.

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En contraste con ese extremo de las gotas del príncipe Rupert, en la cola, si el fragmento más minúsculo se rompe, la lágrima entera explota con un “pop” y se hace trizas... desaparece.

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Las gotas del príncipe Rupert atrajeron el interés científico en Alemania en los años 1640; en los 1650 fueron discutidas y examinadas en Francia y Holanda; en los 1660, los ingleses se les unieron.

Uno de los primeros intentos de encontrar una explicación que tenemos quedaron registrados en cartas entre el erudito holandés sir Constantijn Huygens y la científica aficionada Margaret Cavendish, duquesa de Newcastle.

Huygens le pidió que investigara las propiedades de las entonces llamadas lágrimas holandesas.

“El rey de Francia no ha podido resolver la cuestión a pesar de que ha estado tan curioso que se las pasó a una asamblea de los mejores filósofos de París”, escribe.

La duquesa contestó una semana después diciendo que, desde su punto de vista, la explosión que ocurría cuando se quebraba la punta de la cola se debía a que una minúscula cantidad de material volátil quedaba atrapado dentro de las gotas y reaccionaba violentamente al entrar en contacto con el aire.

La correspondencia continuó por semanas pero ninguno de los dos llegó a una explicación aceptable.

En Londres, en 1661, miembros de la Royal Society hicieron experimentos y los resultados fueron presentados por el presidente de la sociedad, frente a una audiencia que incluía al viajero francés Balthasar de Monconys, quien tradujo el informe y lo llevó a Leiden, en el sur de Holanda.

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Todo esto sucedía en el momento más aguerrido de las guerras anglo-holandesas, dos de los al menos cuatro naciones involucradas en la investigación de las lágrimas.

Correspondencia repleta de información y datos siguió intercambiándose sin ninguna censura entre los científicos holandeses y los ingleses.

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…pero no fue sino hasta los años 20 del siglo XX que se empezó a entender mejor su comportamiento, con el desarrollo de la Mecánica de la Fractura que inició el ingeniero aeronáutico inglés Alan Arnold Griffith durante la Primera Guerra Mundial.

En 1994, Srinivasan Chandrasekar, profesor de Ingeniería Industrial de Purdue University, EE.UU., y Munawar Chaudhri, físico de la Universidad de Cambridge, Inglaterra, mostraron que filmando una gota al explotar a casi un millón de fotogramas por segundo se podía ver que se desintegraba cuando las grietas se propagaban por dentro a unos 6.500 km/h cuando cortaban un trocito de la cola.

Concluyeron que la superficie de cada gota experimenta tensiones altamente compresivas, mientras que el interior experimenta fuerzas de alta tensión

Esa combinación hace que la cabeza sea muy fuerte, pero no está en equilibrio. Por eso, incluso una ligera alteración en la cola hace que todo se desestabilice y se desmorone.

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…los investigadores de Purdue University, de la Universidad de Cambridge y de la Universidad de Tecnología de Tallin en Estonia, pudieron examinar la distribución de la tensión en detalle.

Usaron un polariscopio de transmisión, un tipo de microscopio que estudia las tensiones dentro del vidrio.

Iluminando la cabeza de la lágrima con luz LED pudieron ver cómo esas tensiones le cambiaban la velocidad a la luz.

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Encontraron que la tensión de comprensión del vidrio era de unas 50 toneladas por pulgada al cuadrado, que para muchos de nosotros no significa mucho pero la traducción es que es tan fuerte como algunos tipos de acero... pero sólo en la delgada capa de la superficie de la cabeza.

La capa superior de cola por el contrario es como una brizna de vidrio que se rompe con facilidad y, crucialmente, está conectada a la zona de tensión interior que es muy sensible.

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“El mágico enigma de las gotas del príncipe Rupert que sólo después de 400 años logramos comprender”
(bbc mundo, 22.07.17)