Ilustración: Hugo Salais
Recuerdo mis primeros días en un centro de investigación experimental extranjero. Exuberancia de instrumentación, ubicuo personal técnico de apoyo, investigadoras con llaves Allen en mano. Y mi shock con el vacío. La cadena de bombeo con las bombas rotatorias, las turbomoleculares y las de ultravacío, para conseguir presiones ínfimas, millones de veces menores que la de la atmósfera, dentro de cámaras y tubos conectados con o-rings. Una se pasa toda la carrera resolviendo ejercicios en los que «supondremos que nos encontramos en el vacío», sin imaginar que tardará horas o días en encontrar la junta o el tornillo por los que entra algo de aire y que paralizan el experimento.
Todo empezó con Otto von Guericke alrededor de 1650: su invención de la bomba de vacío y los experimentos con los que estableció la fuerza necesaria para abrir una especie de olla de cuyo interior había extraído casi todo el aire. La famosa demostración pública realizada en Magdeburgo, reproducida en un célebre grabado, fue una de las primeras puestas en escena a lo grande de la ciencia. Unió dos hemisferios de bronce de unos 50 cm de diámetro, realizó el vacío en su interior y cuatro pares de caballos que tiraban en sentidos opuestos por cada lado no consiguieron separarlos. Dos hemisferios originales todavía se exponen, casi como reliquia, en el Deutsches Museum de Múnich. Por academias y salones científicos, universidades o centros educativos circularon (aún hoy día circulan) cientos de hemisferios con mangos, para que dos personas intentaran separarlos. Se ven en el famoso lienzo de Joseph Wright de Derby, que reproduce cuestionables «experimentos con un pájaro en una bomba de aire», aún de moda en el siglo XVIII. El eco de la experiencia de Von Guericke ha llegado casi hasta nuestros días incluso como logo comercial: el de una famosa marca de vaqueros cuyas costuras, como los hemisferios, no se separan, aunque se tire de ellos con varios caballos.
Y no es para menos. El que también fuera alcalde de Magdeburgo comprobó que el vacío era posible. Él ya sospechaba que en el espacio entre los planetas no debía existir aire: sus revoluciones constantes indicaban ausencia de fricción. Y contribuyó a desterrar el presunto horror vacui de la naturaleza. Como decía Torricelli, vivimos en el fondo de un océano de aire que presiona en todas direcciones. Nada menos que 1 kilo de peso por centímetro cuadrado (la superficie de mi pulgar). El aire que hay dentro y fuera de la esfera ejerce la misma fuerza sobre sus superficies, pero en sentidos opuestos: estas se compensan y nada impide separar los hemisferios. Pero al juntarlos y extraer el aire interior, actúa solo la fuerza del aire exterior: es justo esa fuerza (1 kgf / cm2) la que hemos de aplicar tirando de ellos para separarlos. Y es que reproducimos la experiencia de Otto von Guericke cada vez que colgamos la toalla de un gancho de ventosa adherido a la pared.
Años después de mis primeras experiencias con el vacío, presencié en 2003 una demostración de los hemisferios de Magdeburgo en el Museu de la Ciència i de la Tècnica de Terrassa. La emoción del público agrupado en el patio se podía palpar, mientras unos actores vestidos de época enganchaban la esfera entre los arreos de cuatro caballos por lado. Pero, ¡ay!, cada época ha de lidiar con sus propios problemas. En el siglo XVII era difícil conseguir y mantener un vacío parcial, algo que le valió a Otto Guericke el von de su apellido. En el XXI, el reto es alcanzar en laboratorio un ultravacío como él nunca pudo soñar. Y también encontrar caballos de tiro capaces de arrancar al mismo tiempo y en sentidos opuestos sobre un suelo de adoquín.
Atrévete:
a) Coloca una regla de unos 40 cm sobre una mesa, dejando 15 cm fuera del borde como un trampolín. Apoya un libro sobre ese extremo: el libro y la regla se caen. Ahora cubre la parte apoyada de la regla con una hoja de periódico, aplanándola bien y repetimos: el libro cae, pero ¿qué sucede con la regla?
b) Acopla herméticamente al tubo del aspirador una botella de agua de plástico. Enciende el aspirador unos segundos. ¿Qué sucede?
c) Adhiere entre sí dos ganchos de pared con ventosa, de material flexible. Sujeta uno de los ganchos (con hilo y clavo, con la mano…) y cuelga cosas del otro (un saco de patatas, por ejemplo). ¿Consigues separarlos? Prueba a tirar en sentidos opuestos con las dos manos. Si el radio de las ventosas es de 2 cm, su área circular será de casi 13 cm2, se necesitará una fuerza de unos 12 kgf ≈ 120 Newton para que se separen (siempre queda algo de aire dentro).
Sigue experimentando con la demo 4 de la «Colección de Demostraciones de Física» de la Universitat de València. http://go.uv.es/ferrerch/hemisferios
