viernes, 9 de octubre de 2015

Titanic: del iceberg a las bacterias





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A veces ocurren cosas en el mundo de tanta intensidad que resuenan en el tiempo, producen una especie de eco. La historia del Titanic provoca un efecto particular en todo aquel que la escucha, casi como si se tratara de una historia bíblica: ese barco inmenso, toda esa gente en medio del océano durante la noche, el iceberg…

El Royal Mail Steamer Titanic fue el producto de una intensa competencia entre compañías navieras británicas en la primera mitad del siglo XX. White Star Line se encontraba en una batalla por la primacía del buque de vapor con Cunard Line, famosa por la construcción de dos de las naves más sofisticadas y lujosas de su tiempo. Por un lado, el Mauretania había establecido un record de velocidad en la travesía transatlántica. Por otro, el Lusitania, cuyo trágico fin entró en los anales de Historia cuando un torpedo lanzado por un submarino alemán lo hundió, precipitando la entrada de los Estados Unidos en la Gran Guerra.

La respuesta de White Star Line fue la construcción de la Clase Olympic, tres embarcaciones entre las que se encontraba el RMS Titanic. El mayor buque de vapor de pasajeros jamás construido originó un gran revuelo cuando partió en su viaje inaugural desde Southampton (Inglaterra) el 10 de abril de 1912. Después de sendas paradas en Cherbourg (Francia) y Queenstown (ahora Cork, Irlanda), el barco zarpó hacia Nueva York con 2.240 personas a bordo, entre pasajeros y tripulantes.


El RMS Titanic zarpando del puerto de Southampton.
Como se trataba de la primera travesía transatlántica del barco más famoso del mundo, muchos de los pasajeros eran funcionarios de alto rango, industriales ricos, dignatarios y celebridades. En la segunda clase viajaban académicos, turistas o periodistas. Pero, de lejos, el mayor grupo de pasajeros estaba en la tercera clase, con más de 700, superior a los otros dos niveles combinados.

En su quinto día de travesía, a 600 km de las costas de Terranova, sobre un mar en calma y bajo un cielo límpido, el Titanic comenzó a convertirse en leyenda tras toparse con un elemento de la naturaleza. El choque con el iceberg tuvo lugar a las 23:30 del 14 de abril de 1912 y en menos de tres horas 50.000 toneladas de hierro se sumergían bajo el mar.

Solo han pasado treinta años desde que el oceanógrafo Robert Ballard descubriera el Titanic en las profundidades del océano Atlántico (1985) y se sorprendió por lo bien conservado que permanecía el barco, prediciendo que no se deterioraría demasiado a corto plazo. Pero desde entonces se ha observado que mes a mes, año a año, el barco va desapareciendo y está pasando más rápido de lo que muchos expertos esperaban.

El palo mayor, la cabina del capitán y la cubierta de popa, donde los pasajeros se juntaron mientras se hundían, también han colapsado. El puesto de observación desde el que gritaron ¡Iceberg! ha desaparecido. Se han abierto enormes agujeros en sus cubiertas, las paredes metálicas se han caído y se han multiplicado unas extrañas estructuras de color marrón parecidas a estalactitas, fruto de la corrosión del hierro. A estas formaciones se les han llamado carámbanos de óxido.




El casco del Titanic está hecho de acero, que es una aleación de hierro con pequeñas cantidades de carbono. El hierro es un metal “activo”, lo que significa que cuando se corroe, los subproductos generados no forman una capa protectora sobre el metal para evitar una mayor corrosión, de hecho, cuando el hierro se oxida, el óxido de hierro (Fe2O3) forma una costra porosa que es permeable al agua, lo que permite que entre en contacto más agua con el hierro debajo de la capa de óxido, aún sin corroer, haciendo que continúe la corrosión.

El mayor grado de oxidación se da cuando el hierro estaba bajo tensión mecánica en lugares tales como combinaciones, curvas y remaches. Cuando el hierro está bajo estrés, los átomos de Fe están más débilmente unidos, de modo que son más fácilmente oxidables por el oxígeno disuelto en el agua. En la reacción siguiente, los electrones se transfieren desde el hierro al oxígeno, oxidándose el hierro y reduciéndose el oxígeno.


Fe (s) → Fe2+ (aq) + 2 e-
Semirreación de oxidación del hierro.

O2 (g) + 2 H2O (l) + 4 e- → 4 OH- (aq)
Semirreacción de reducción del oxígeno.

2 Fe (s) + O2 (g) + 2 H2O (l) → 2 Fe2+ (aq) + 4 OH- (aq)
Reacción redox.

2 Fe2+ (aq) + 4 OH- (aq) → Fe(OH)2 (s)
Reacción de síntesis.

4 Fe(OH)2 (s) + O2 (g) → 2 Fe2O3(s) + 4 H2O (l)
Segundo producto de la oxidación del hierro (los carámbanos).



Este tipo de oxidación se produce más fácilmente a temperaturas cálidas, donde están presentes el oxígeno, el agua y las sales o impurezas. Pero la temperatura del océano disminuye con la profundidad, mientras que aumenta la presión. Asimismo, aumenta la solubilidad del gas y disminuye la de la sal. A 4 km por debajo de la superficie del océano, con la temperatura del agua cerca de la de congelación y poco oxígeno o sales disueltos en el agua, cualquier reacción química se vería obstaculizada, y el metal debería pudrirse con extrema lentitud.

Pero investigadores canadienses y españoles aislaron de un carámbano extraído del Titanic, veintisiete cepas bacterianas. Entre ellas, identificaron una nueva especie jamás encontrada en aguas tan profundas. Tras este hallazgo, en 2010, consiguieron caracterizarla y la designaron como Halomonas titanicae, teniendo en cuenta el lugar de su aislamiento. Este tipo de bacterias son anaeróbicas, viven a temperaturas muy bajas (entre 2-3 ºC) y para conseguir energía extraen el hierro y los minerales del casco del barco. Demostraron que se fijan a la superficie del acero y crean productos de corrosión que contribuyen, junto con otros microorganismos, al proceso de deterioro del Titanic.


La bacteria Halomonas titanicae fue aislada y caracterizada
por investigadores de la Universidad de Sevilla.

En el agua del mar, los iones sulfato son abundantes, que son transformados a sulfuro de hidrógeno (H2S) por medio de estas bacterias “come-hierro”:

SO42- + 10 H+ + 8 e- → H2S + 4 H2O

El pH del agua de mar es típicamente 8, sin embargo, con la profundidad aumenta la solubilidad del dióxido de carbono (CO2), haciendo que el agua sea más ácida, como se muestra en la siguiente reacción química.

H2O + CO2 → H2CO3

La corrosión del hierro se produce más rápidamente en agua ácida, que contrarresta el efecto que tiene la profundidad y la baja temperatura del océano en retardar la corrosión de los restos del naufragio. Algunas áreas del agua que rodea el Titanic tienen un pH tan bajo como 4. Además, la mayor concentración de iones de hidrógeno, puestos a disposición por el sulfuro de hidrógeno disuelto en el agua, contribuye a la corrosión del hierro como se muestra en las siguiente reacción:

Fe (s) + 2 H+ (aq) → Fe2+ (aq) + H2 (g)

Las bacterias también son capaces de convertir el gas hidrógeno (H2) en iones de hidrógeno (H+), que luego reaccionan para reducir los iones sulfato en el agua y, en consecuencia, más hierro es ionizado. Además, el sulfuro de hidrógeno (H2S) producido se disocia en sus iones en el agua de mar y los iones sulfuro (S2-) formar un precipitado con los iones de hierro (Fe2+) en el agua:



H2S (aq) ↔ 2 H+ + 2S2-
Disociación del sulfuro de hidrógeno en iones.

Fe (s) + 2 H+ → Fe2+ + H2 (g)
Oxidación del hierro.

Fe2+ + S2- → FeS (s)
Reacción de síntesis de hierro y sulfuro.


El sulfuro de hierro resultante (FeS) forma depósitos insolubles similares a los carámbanos, aunque tienen un aspecto negro y son menos porosos. La precipitación del FeS aísla más iones H+, poniéndolos a disposición para la oxidación de más hierro. Esto, a su vez, aumenta la velocidad a la que el casco del Titanic se va deteriorando.

Estas bacterias “titánicas” están siendo investigadas a fondo en un esfuerzo por salvar otras estructuras debajo del océano, que también están hechos de hierro.  Aunque son los principales responsables de la corrosión de este barco emblemático, se puede aprender mucho de su descubrimiento. Los científicos esperan obtener información que será útil en la creación de nuevas pinturas y recubrimientos de protección para los buques en el futuro. Mientras que el Titanic se está deteriorando más rápido de lo que se sospechó al principio, es importante tener en cuenta que los muchos ecosistemas diferentes que existen bajo el suelo marino harán, con el tiempo, que todos los naufragios se descompongan.

Si bien es el más significativo, las bacterias no son el único factor que contribuye a que se acelere el ritmo de corrosión del Titanic. La oxidación normal en presencia de oxígeno y sales disueltas en el agua del mar todavía juega un papel importante. Otro factor, aunque relativamente menos considerable, se debe al material orgánico a bordo de la nave. Debido a que se trataba de un barco de lujo, su interior fue en gran medida equipado de paneles de madera. Como la celulosa de la madera se descompone, el oxígeno liberado contribuye más a la corrosión del casco de hierro y también alimenta las bacterias aeróbicas que producen subproductos que disminuyen el pH del agua que rodea al Titanic.

Al ritmo actual, los científicos han predicho que el naufragio se habrá oxidado completamente en los próximos 75-90 años. El descubrimiento de las bacterias anaerobias ha permitido a los científicos a ajustar sus métodos de predicción de la velocidad de corrosión de naufragios en función de sus condiciones ambientales.


Predicción del deterioro del RMS Titanic.

Lo que está claro es que el Titanic está condenado a desaparecer. Desde la catástrofe, ha inspirado un sinfín de libros y películas y no ha cesado de dejar titulares. Mientras tanto, su historia ha entrado en la conciencia pública como una poderosa advertencia sobre los peligros de la soberbia humana, como ya ocurriera con la Torre de Babel, que quiso llegar al cielo y Dios no lo consintió... pero siempre a costa de los mismos.

Este post participa en el LI Carnaval de la Química albergado en ScientiaBlog.

3 comentarios:

  1. Impresionante historia, impresionante la narración e impresionante lo que aportas. Sigue en esta línea de investigacion y divulgación porque seremos cada vez más los que le te lo agradeceremos.
    Hasta luego Jesús, Hasta siempre @JGilMuñoz

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  2. Me ha gustado mucho, claro y con una buena retaíla de reacciones, como me gusta a mí.
    Felicitacione

    ResponderEliminar

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