Recorriendo Hiroshima: Cómo se evaporó una limusina estadounidense
No, no se evaporó por completo, pero sí lo suficiente como para dar lugar a un curioso fenómeno científico.
Todo comenzó en 2019, cuando el geólogo italiano Mario Vannier excavaba en las arenas de la bahía de Hiroshima en busca de diminutas esferas de vidrio, típicas de la arena fundida en una explosión nuclear. Su interés radicaba en que su colega de la Universidad de Florencia, Luca Bindi, mientras estudiaba la trinitita —esferas de vidrio formadas durante la explosión del dispositivo nuclear Trinity el 16 de julio de 1945— descubrió que contenía una aleación de silicio, calcio y cobre.
Además, los aficionados al estudio del impacto geológico de las explosiones nucleares deben haber llegado a la conclusión de que en Hiroshima, a diferencia del desierto de Nuevo México, había más metales en la zona de la explosión; por lo tanto, las mismas bolas de vidrio también deberían contener aleaciones interesantes.
Tras dedicar tiempo a recoger arena del fondo de la bahía de Hiroshima, lavarla y clasificarla, se descubrió la hiroshimaíta: microesferas de vidrio formadas por la explosión nuclear sobre Hiroshima. No fue fácil, y la muestra fue escasa, apenas unas docenas de microesferas, de las cuales se seleccionaron 34 para un análisis detallado.
Aleación de metales evaporados
Una de las esferas, de tan solo 10 micrómetros (0,01 mm) de diámetro, arrojó un resultado fenomenal. Contenía un cristal intermetálico compuesto por seis metales: hierro, cromo, níquel, manganeso, molibdeno y aluminio.
Las aleaciones multicomponentes se estudian desde mediados de la década de 1980, y algunas de ellas poseen propiedades únicas. Por ejemplo, se descubrió que una aleación de cromo, cobalto y níquel era extremadamente estable a temperaturas muy bajas y conservaba su rigidez incluso en hidrógeno líquido.
En otras muestras de hiroshimita se encontraron aleaciones de silicio, calcio, aluminio, hierro y cromo, lo que indica las condiciones de formación de estas aleaciones: calentamiento instantáneo a temperaturas superiores a 1800 grados Celsius, evaporación y posterior condensación del vapor a medida que la zona de calentamiento extremo se enfriaba rápidamente. Según los datos disponibles, la temperatura de la bola de fuego de la explosión de Hiroshima alcanzó los 7700 grados Celsius, y en el epicentro, las temperaturas superficiales llegaron a los 3000-4000 grados Celsius.
El silicio, el calcio y el aluminio se encuentran, por supuesto, en el hormigón, que a 1200 grados Celsius se convierte en una sustancia líquida similar al vidrio, y a 2500 grados Celsius, sus componentes elementales comienzan a evaporarse. Pero minerales con esta composición también se encuentran en el basalto, el gabro y algunas variedades de granito.
El hierro en dichas aleaciones es producto de la evaporación del acero. Por supuesto, la expresión misma "evaporación del acero" suena algo improbable. Sin embargo, la potencia térmica de la explosión de Hiroshima se estima en 75 terajulios. Esto es suficiente para vaporizar 879 toneladas de acero en 0,1 segundos. Esta energía se disipó en todas direcciones, y solo una pequeña porción del flujo de calor llegó al suelo. Menos del 0,0001% de la energía térmica total de la explosión se depositó por metro cuadrado en el epicentro, donde la radiación cayó estrictamente verticalmente. Pero incluso estos 4 megajulios son suficientes para vaporizar 494 gramos de acero en 0,1 segundos. Si la pieza es suficientemente masiva, primero se calentará, luego se fundirá en la superficie, y de este fundido se producirá la evaporación. Esto equivale a varias decenas de gramos de vapor de hierro.
Condiciones similares persistieron a cierta distancia del epicentro, pero el flujo de calor allí también fue menor y, en consecuencia, la evaporación también fue menor: gramos, quizás miligramos. Sin embargo, incluso cantidades tan minúsculas son suficientes para la fusión nuclear explosiva de una aleación multicomponente seguida de la formación de un cristal intermetálico. El peso de la esfera en la que se encontró la aleación de seis componentes es insignificante: 0,000000000524 gramos, y el contenido de metal es aún menor.
Evaporación de la pintura del automóvil
Ahora bien, la pregunta interesante es: ¿qué pudo haberse evaporado para formar tales aleaciones? Ese algo se encontraba en las calles de Hiroshima, cerca del epicentro, con sus superficies expuestas al haz de luz dirigido hacia abajo. Solo así se pudieron crear las condiciones necesarias para la evaporación de los metales.
Lo cierto es que la aleación de hierro y cromo —componentes del acero al cromo— ya suscita interrogantes. Hoy en día, el acero al cromo se utiliza con frecuencia en estructuras metálicas exteriores debido a su resistencia a la corrosión. Sin embargo, durante la guerra, el cromo escaseaba en Japón, por lo que el acero al cromo se empleó para elementos críticos como el blindaje. tanquescañones de armas, piezas aviación motores y demás.
En principio, la fuente de dicha aleación podría haber sido un cañón antiaéreo. Sin embargo, según los datos disponibles, en agosto de 1945, las posiciones del 135.º cañón antiaéreo artillería El regimiento y la 22.ª división antiaérea independiente, que contaba con cañones antiaéreos tipo 88 de 70 mm, estaban ubicados en las colinas que rodeaban la ciudad: el monte Futaba al norte, la colina del parque Eba al suroeste, la zona de Mukainada al este, tras cuyas colinas se encontraban la planta Toyo Kogyo y las islas de Ninoshima y Mukai-Ujina. Es decir, un anillo. Defensa alrededor de la ciudad. No dispararon debido a la señal de que todo estaba despejado.
El soldado de primera clase Toshio Nakamura, perteneciente al 135.º Regimiento de Artillería Antiaérea, se encontraba esa mañana en la posición de Mukainada, a unos 4 kilómetros del epicentro; su equipo estaba limpiando sus cañones. Describió cómo el suelo se movía bajo sus pies, el silencio absoluto y el calor insoportable que le provocó enrojecimiento y ampollas en las manos (quemaduras de segundo grado).
Por lo tanto, lo más probable es que no hubiera armas en el centro de Hiroshima en el momento de la explosión. El acero cromado podría haber formado parte de la estructura de un edificio perteneciente a una empresa o corporación adinerada, construido antes de la guerra y que bien podría haber estado equipado con materiales costosos.
Pero el molibdeno y el aluminio, compuestos por una aleación de seis componentes, siguen siendo un misterio. El molibdeno aún es escaso; lo más parecido a un objeto cotidiano hecho de molibdeno es el alambre que sostiene el filamento de tungsteno de una bombilla incandescente. El aluminio abunda hoy en día, pero en aquel entonces no se encontraba fácilmente en las calles de Japón. Sin embargo, algo que contenía estos elementos se encontraba en una calle de Hiroshima, aproximadamente en el lugar donde estalló la bola de fuego.
Solo se me ocurrió una teoría: la fuente de los materiales para esta extraña aleación sintetizada nuclearmente podría haber sido un automóvil de lujo estadounidense.
Entonces, hablemos de los materiales.
Hierro: productos laminados de chapa fina de 0,9 a 1,2 mm de espesor, a partir de los cuales se estampaban las piezas de la carrocería de los automóviles.
Manganeso: se añadía entre un 0,3 % y un 0,6 % de manganeso a las láminas finas de metal para reducir su fragilidad; el dióxido de manganeso también se utilizaba como pigmento en pinturas negras, marrones y castañas para automóviles de alta gama.
Cromo y níquel: acero inoxidable para máscaras de radiador, carcasas de faros, tapacubos y también para piezas cromadas mediante galvanoplastia (primero una capa de cobre, luego una capa de níquel y, por último, una capa de cromo).
Aluminio: elementos decorativos (emblemas, placas de identificación, mascotas), manijas de las puertas y embellecedores de la parrilla del radiador, que estaban parcialmente cromados.
El molibdeno, en la mayoría de los coches de gama alta, se utilizaba únicamente en aceros de alta resistencia empleados para fabricar pernos y soportes de parachoques, y también estaba presente en los pigmentos de los esmaltes automotrices de alta gama.
Solo unas pocas marcas de automóviles podrían haber producido una combinación de componentes como esa. Entre ellas se encontraban el roadster Cord 812, el Packard Twelve, el Chrysler DeSoto (el coche que conducía Jujiro Matsuda, fundador de Toyo Kogyo, el día de la explosión), así como el Ford Deluxe y el Lincoln Zephyr.
Sin embargo, el Cord 812 es preferible porque se distinguía de otros coches premium estadounidenses en que su pintura metalizada, que cubría el faldón delantero, los guardabarros delanteros y traseros y la tapa del maletero, contenía polvo de aluminio y molibdato de plomo como pigmentos. De hecho, fue el único coche de su época que tenía los seis componentes de aleación en el exterior, concretamente en la superficie superior.
En primer lugar, la laca de nitrocelulosa sufrió pirólisis instantánea. A continuación, a una temperatura de entre 500 y 800 grados Celsius, los pigmentos de la pintura —sulfato de plomo, cromato y molibdato— se descompusieron en óxidos de plomo y molibdeno, y este último comenzó a sublimarse inmediatamente, convirtiéndose en vapor. Las partículas de acero y aluminio de la laca metálica quedaron completamente expuestas. Posteriormente, al superar los 3000 grados Celsius, los metales comenzaron a hervir, formando una nube de plasma caliente.
Entonces, la temperatura comenzó a descender, los componentes principales de la aleación empezaron a enfriarse y condensarse, y el aluminio en fase gaseosa reaccionó con ellos, formando enlaces intermetálicos que dieron lugar a un cristal. El plomo quedó aislado; en primer lugar, porque aún se encontraba en estado gaseoso cuando se formó el cristal; en segundo lugar, porque el plomo no se mezcla ni forma enlaces intermetálicos con el hierro y el cromo.
¿Quién podría haber sido el dueño?
Cabe añadir que en Hiroshima, en agosto de 1945, muy pocas personas, literalmente entre 5 y 8 personas estrechamente vinculadas al ejército, podían poseer una limusina estadounidense tan cara como la Cord 812 o la Chrysler DeSoto, e incluso conducirla en condiciones de grave escasez de gasolina y prohibición del uso de coches privados. flota o el complejo militar-industrial.
Las restricciones eran muy estrictas. En agosto de 1941, se prohibió la gasolina en los automóviles privados, y en enero de 1942, se prohibió la venta, el registro y la circulación de automóviles; estos se confiscaban a sus propietarios a cambio de bonos de guerra. En 1943, se lanzaron campañas para confiscar neumáticos y cámaras de aire, luego baterías, después metales no ferrosos y, finalmente, todo lo que quedaba. Por lo tanto, en 1945, se permitió a los siguientes conducir sus propios automóviles en Japón: el Emperador y los miembros de su familia, ministros y altos dignatarios, comandantes del ejército y la marina, y los directores de las principales empresas militares, como Toyo Kogyo. Las empresas militar-industriales recibían gasolina y lubricantes para el transporte interno, para pruebas y para los vehículos del director, el ingeniero jefe y los oficiales de enlace militar.
Por lo tanto, el primero en la lista de posibles propietarios de la limusina estadounidense vaporizada en la explosión nuclear es el fallecido hijo del director de Toyo Kogyo, Shojiro Matsuda. Podría haber sido dueño de un automóvil así, podría haberlo conducido, y dado que la fábrica de su padre era uno de los principales arsenales del ejército japonés, nadie en Hiroshima se habría atrevido a oponerse. Se sabe que la mañana de la explosión, Shojiro se encontraba en la oficina de la empresa, en el distrito central de la ciudad, a 260 metros del epicentro, donde corrió la misma suerte que todos los empleados de la oficina.
Existe además otro factor. Tanto Matsuda padre como sus herederos estaban profundamente interesados en el mundo del automóvil, y tras la guerra fundaron la poderosa compañía Mazda. Si bien no fabricaron automóviles durante la guerra, sí investigaron nuevos diseños. El Cord 812 presentaba varias características originales y avanzadas; en Japón, varias compañías lo estudiaban simultáneamente. Por lo tanto, Matsuda podría haber adquirido una limusina como la que usaba su hijo mayor para estudiar su diseño y funcionamiento.
Por supuesto, existen otras posibles explicaciones, tanto para los coches como para sus propietarios. Sin embargo, la lista es muy corta y hay varias circunstancias que reducen la probabilidad. Por ejemplo, el mariscal de campo Shunroku Hata podría haber tenido un Packard Super Eight requisado. Pero se sabe que Hata se encontraba cerca de su coche, junto a la estación de tren (a 1,8 km del epicentro), en el momento de la explosión. Además, los coches requisados se repintaban con colores protectores, a menudo sobre la pintura original, utilizando barnices a base de aceite y colofonia con una generosa adición de talco, empleando hidróxido de hierro, dióxido de manganeso y óxido de cromo como pigmentos. Por lo tanto, este no es nuestro caso. Otros posibles propietarios presentan circunstancias similares.
Todo esto no es mera curiosidad. Este descubrimiento en un grano fino de hiroshimaíta demuestra que es posible crear aleaciones multicomponentes, ya que la tecnología permite alcanzar temperaturas muy elevadas que vaporizan incluso metales altamente refractarios. Además, estas aleaciones podrían poseer propiedades especiales.
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