SPME: el super-olfato de los químicos.

¿y que es eso de SPME, direis?. Pues significa Solid Phase MicroExtraction o, dicho en una lengua civilizada, Microextracción en Fase Sólida. Pero no os asusteis: detras de éste pomposo nombre se esconde una de las técnicas mas divertidas, versátiles, útiles, ecológicas y simples de las que disponemos los químicos para averiguar cosas. Y, como tiene tantas virtudes, por eso os hablo de ella.

Esta técnica la inventó en 1990 el químico polaco y profesor de la Universidad de Waterloo (Canadá) Janusz Pawliszyn, al que veis en la imagen, sosteniendo en la mano su invento.
Y es un invento tan bueno, que habría que ponerle un altar de adoración nocturna a Pawliszyn. En efecto, la SPME tiene miles de aplicaciones en estudios medioambientales, Bioquímica y Medicina, Criminalistica y Ciencias Forenses, investigación química en general...etc etc.

La idea es tan sencilla que uno piensa "¿como no se le ocurrió a nadie antes?": todo lo que se necesita es ésto:

 En la parte de arriba veis la fibra que esta encerrada en una fina vaina de acero, del grosor de una aguja de jeringuilla de insulina y con un muelle para sacar la fibra fuera de su vaina de acero. Debajo teneis un soporte, inventado por Supelco, para hacer manejable la fibra. Tiene el tamaño de un bolígrafo.

Todo el aparatito es para proteger la parte activa, una finísima y fragil fibra de sílice, recubierta de un material capaz de captar las moléculas orgánicas que la rodean. Su diseño está basado en el funcionamiento de las columnas de cromatografía de gases. Esa fue la gran idea de su inventor: dar la vuelta a una columna de GC para convertirla en un captador de moléculas. El principio de funcionamiento es éste:

Si. Prácticamente igual que ese prodigio de la naturaleza que es la lengua de serpiente: la fibra (lengua) se extrae de la vaina de acero (la serpiente), capta las moléculas orgánicas (para la serpiente, el olor) con increíble sensibilidad y las puede transportar a un sistema de análisis (en la serpiente, el aparato vomeronasal) para identificarlas. Igual que una serpiente puede oler a un ratón a gran distancia, un químico con una fibra de SPME puede "oler" cosas con mucha sensibilidad.

Veamos un ejemplo:

Yo suelo usar la fibra de SPME de ésta manera:

Este es mi sencillo sistema de análisis: en el vial de vidrio se introduce una muestra que se quiera analizar (puede ser un poco de suelo, un fragmento de cualquier material sólido, una solución acuosa,... cualquier cosa). Se calienta en el baño de arena a una temperatura dada (Segun lo que se quiera analizar) y nuestra "lengua de serpiente" se despliega dentro del vial, captando las moléculas emitidas por la muestra. Una vez que ha terminado de "oler", la fibra se lleva a un cromatógrafo.

Pero la fibra se puede usar de muchas mas formas: por ejemplo, puedo decirle a una persona que suelte su aliento dentro de un frasco cerrado, después introducir la fibra en él y determinar lo que emite. De este modo, se puede determinar que drogas ha tomado esta persona, que ha comido o incluso ¡que enfermedades puede tener!. En efecto, se ha demostrado que enfermedades renales, diabetes y ciertos tipos de cáncer producen un patrón de moléculas característico. Es el primer paso: algún día los químicos intervendrán directamente en el diagnóstico médico. También se puede dejar colgando del techo de una habitación para identificar los contaminantes que tiene el aire de ese recinto.

Vamos a jugar con ello. Como muchos de los que me leen saben, soy un rabioso antitabaco, con lo que no desperdicio ninguna oportunidad de atacar este asqueroso vicio. Asi que usemos nuestra fibrita para determinar QUE MOLÉCULAS SE INTRODUCE UN FUMADOR EN UNA BOCANADA DE TABACO. 

Este es el perfil cromatográfico obtenido, a partir de las moléculas que ha captado nuestra lengua de serpiente. Aqui aclaro que hay diversos tipos de fibritas, unas tienen preferencia por algunos tipos de moléculas y otras por otros. Aquí he usado un tipo de fibra con preferencia por moléculas polares.

Los no-químicos direis "¿que es ese galimatías de picos y moléculas?". Bueno, voy a intentar explicaroslo:

NICOTINA: vaya, es lo mas vistoso. La planta de tabaco tiene varios alcaloides estructuralmente relacionados, la nicotina es uno de ellos. La nornicotina, también identificada es otro de ellos. Pero hay algo que llama la atención: usualmente, la planta de tabaco natural contiene cantidades comparables de los cuatro principales alcaloides (nicotina, nornicotina, anabasina y anatabina), sin embargo vemos que la cantidad de nicotina respecto a la nornicotina es muy exagerada. ¿será que los fabricantes enriquecen los cigarrillos con nicotina?. Se ha hablado mucho sobre la nicotina, pero yo siempre recordaré que mi abuela usaba una infusión de tabaco como insecticida contra los pulgones de las plantas.

Nicotina: de la defensa natural de la planta del tabaco a los pulmones de un gilipollas

 La nicotina es un poderoso insecticida y ella misma junto con moléculas sintéticas basadas en su estructura, los nicotinoides como el imidacloprid, se han usado durante muchos años con ese fin. Para nosotros no es tan tóxico como para los insectos (si asi fuera los fumadores morirían casi instantáneamente), pero la nicotina se considera uno de los alcaloides vegetales mas tóxicos que existen. No es sorprendente que sea asi. Las plantas no pueden moverse o volar y requieren la clorofila verde como pigmento fotosintético, con lo cual deben desarrollar otras estrategias defensivas ante los ataques de los animales. Su principal defensa es el desarrollo de sustancias tóxicas, irritantes o desagradables que desanimen a insectos y herbívoros. Sustancias insecticidas como la nicotina del tabaco, los piretros de los crisantemos o los diterpenos de las coníferas son eficaces autodefensas contra las plagas. Hasta las lechugas contienen sustancias irritantes para defenderse de los herbívoros.

Tambien podeis ver un ejemplo de los furanos, moléculas que se producen al quemar el material vegetal, responsables de que a los no-fumadores nos irrite bastante el humo del tabaco, al no estar habituados a su efecto irritante. Además son cancerígenos.
Pero menos que moléculas como los bipiridilos que se producen al quemar la nicotina. Moleculas altamente insaturadas como los alquenos, alquinos y nitrilos también son un producto habitual de pirólisis. Tienen un olor muy característico, que los que hemos trabajado con ellos reconocemos muy bien y son los responsables del repelente y desagradable mal aliento crónico del fumador. Estas moléculas estan relacionadas con el cianuro de hidrógeno. que contribuye a disminuir la capacidad respiratoria del fumador.

Es interesante la presencia de paraquat, un herbicida que se usa intensivamente en el cultivo del tabaco. Seguramente muchos fumadores encontrarían intolerable que en las verduras de su ensalada se encontraran cantidades significativas de herbicidas tóxicos...en fin, allá ellos.

Y así podríamos seguir: la pirólisis del tabaco produce una rica colección de moléculas orgánicas, que incluye demostrados cancerígenos como los hidrocarburos policíclicos aromáticos, entre otras muchas cosas. Como veis, con una técnica como la SPME los químicos podemos estudiar detalladamente y por partes, la composición de mezclas complejas en una variedad de formas y ambientes. Asi que...cuidado con los químicos...pueden saberlo todo sobre tus moléculas....

Ésta entrada participa en el XXVI Carnaval de Química alojado en El Cuaderno de Calpurnia Tate

"Citizen Science": los minerales de fosfato de cobre en Cheles (Badajoz).

La Península Ibérica es un territorio con una variada y rica geología, que ha dado lugar a infinidad de formaciones minerales de potencial interés económico. En la Península no hay minas grandes (comparado con las minas realmente grandes, como la de Chuquicamata, en Chile) y las únicas minas de tamaño significativo son las de la Faja Pirítica o las minas de oro o fluorita de Asturias, las de Cartagena-La Unión o las de Linares. Pero si hay una gran riqueza mineral y han existido miles de pequeñas minas, trabajos de exploración e indicios. Especialmente numerosas son las pequeñas minas dedicadas a obtener cobre o plomo, que fueron explotadas intermitentemente durante los siglos XIX y parte del siglo XX y que se encuentran en Madrid, Castilla-La Mancha, Extremadura y Andalucía. Hay provincias, como las de Ciudad Real, Badajoz o Córdoba, donde raro es el pueblo que no posee minas o indicios en su término municipal.

 Muchísimas se han perdido y de otras muchas apenas hay noticia. Asi, los datos que pueden proporcionar se perderían para siempre de no ser por los esfuerzos de los aficionados a la Mineralogía, en un poco conocido pero valosísimo esfuerzo de Citizen Science. Personas aficionadas y con gran pasión recopilan información, exploran y muestrean pequeñas minas olvidadas, con el objetivo de completar el catalogo mineral de la Península, conocer nuestro patrimonio geológico y obtener la mayor cantidad de datos posible, tanto a nivel mineralógico como histórico-industrial, poniéndolos a disposición de cualquier estudio posterior. La colaboración de estos aficionados con expertos en mineralogía, lleva incluso al descubrimiento de nuevas especies minerales y a obtener nuevas ideas en investigaciones científicas profesionales, entre otras cosas.

Las minas de Cobre de "Las Merlizas", en la finca El Novillero (Cheles, Badajoz)

Un ejemplo de ésta actividad popular se da en las antiguas minas de cobre de Cheles, muy cerca de la frontera de Portugal. Este yacimiento, conocido desde época romana (los romanos fueron expertos prospectores y peinaron la Península en busca de oro, plata, plomo y cobre) fue objeto de pequeñas explotaciones, siendo las mas recientes de finales del siglo XIX, periodo en el que una sociedad portuguesa explotó una mina llamada "Buena Estrella", aunque la concesión minera de "Las Merlizas" fue activa hasta los años 70 del siglo XX, cuando caducó. Parece ser que estas minas se sitúan en un paraje, llamado finca "El Novillero", con lo que ésta denominación también se ha recogido para las minas.

Las minas explotaron un filón rico en cobre encajado en pizarras del Silúrico. En la zona de oxidación del filón, formada por goethita (FeO(OH)), cristalizaron minerales secundarios de cobre. Estos minerales aparecen a partir de la oxidación del cobre presente en los sulfuros del filón o bien la removilización de minerales de cobre previamente formados (como carbonatos) y posterior cristalización en forma de sales poco solubles de Cu(II). Es posible que el filón sea de origen secundario, formado por óxido de hierro y sales de cobre que se han concentrado tras la removilización del cobre disperso en las rocas encajantes.
La característica forma cavernosa o escoriácea de los oxidos de hierro de las zonas de oxidación de los yacimientos, permiten que los minerales secundarios tengan espacio suficiente para desarrollar caras cristalinas, lo que les convierte en objeto de deseo de los aficionados.

 La particularidad de estas minas es que entre los minerales secundarios formados en la zona de oxidación se encuentran los fosfatos de cobre Pseudomalaquita y Reichenbachita entre otros. Estos minerales son raros y los ejemplares recuperados de los restos de estas olvidadas minas se encuentran entre los mejores del mundo para éstas especies. Por ejemplo, la pseudomalaquita es muy rara en cristales, que aquí tuvieron la oportunidad de crecer bastante bien desarrollados.

En esta imagen (campo de visión 2 mm) podeis ver el aspecto de la Reichenbachita, que se ha desarrollado sobre unos cristales mas grandes de Pseudomalaquita, que pueden verse en el centro del grupo. La matriz negra es Goethita y unas pequeñas bolitas que se ven sobre ella a ambos lados de la foto son de un fosfato de cobre y hierro, la Calcosiderita.

Fosfatos de cobre naturales: Cristales de Pseudomalaquita y algo de Reichenbachita (verde mas claro). La pseudomalaquita no se presenta usualmente en cristales, lo que convierte a éstas muestras en buenos ejemplares del mineral.

¿Cómo se determinan éstos minerales?

El estudio de las muestras recogidas depende de lo que se quiere averiguar sobre ellas. Cuando el interés consiste en identificar los minerales que cristalizan en ellas, hay una serie de técnicas que pueden aplicarse.
El "caballo de batalla" que yo uso en éste tipo de identificaciones es la microscopía electrónica de barrido (SEM) acoplada con espectroscopía EDS (energy-dispersive X ray spectroscopy). Esta técnica es muy poderosa: sin preparación de la muestra o con muy poca preparación, nos permite identificar morfologías, diferentes fases minerales y obtener los datos de composición elemental, además de ser una forma de microscopía muy bella.

Éste es el modelo de SEM con espectrómetro EDS que suelo usar.

En líneas generales, la espectroscopía EDS se basa en la emisión de rayos X característicos por parte de los elementos de la muestra, debido al impacto de los electrones. La muestra se ilumina con un haz de electrones emitidos por un filamento metálico (normalmente de tungsteno) que nos permite al mismo tiempo obtener una imagen y un espectro de composición elemental.

Así, cuando me llegan las muestras del mineral recogido en la mina de Cheles, se someten a ésta prueba y se obtiene, por ejemplo, ésta imagen:

En ella se observa un crecimiento cristalino de Reichenbachita sobre Pseudomalaquita. Pero, aquí es donde está la dificultad. ¿como se yo lo que es?. Veamos el espectro EDS de la forma cristalina de la fotografía anterior:

En el espectro veis los picos de cobre, fósforo y oxígeno. Lo primero que os preguntaréis es: ¿por que hay varios picos de cobre?.
Como dije antes, los electrones impactan sobre la muestra, lo que nos permite obtener la fotografía de antes. Pero, al mismo tiempo, como un interesante "efecto secundario", se produce la emisión de rayos X característicos de cada elemento que compone la muestra.
Esta emisión se debe a que los electrones que impactan sobre la muestra ceden energía a un electron del átomo. El electrón excitado es emitido (lo que contribuye a formar la imagen) y la capa se rellena con un electrón de una capa superior. La diferencia de energía entre capas se emite en forma de rayos X, que es el impuesto que debe pagar un electrón por pasar de una capa a otra. Por ejemplo, cuando se emite un electron de la capa K, que se corresponde con el orbital 1s y un electron de un orbital 2p (o capa L) pierde energía para ocupar ese espacio, se emite un fotón de rayos X con una energía correspondiente al pico K-alfa característico del átomo.


Viendo el diagrama de los niveles energéticos de un átomo, entendereis que no todas las energías estan permitidas y cada salto se corresponde con un pico de energía perfectamente definido. La capa K se correponde con el orbital 1s, la capa L esta formada por los tres orbitales 2p y la capa M por los cinco orbitales 3d.

En el espectro anterior, obtenido a partir de la Pseudomalaquita/Reichenbachita, veis tres picos de cobre, que se correponden con estas transiciones electrónicas del átomo:
K alfa, en torno a 8 KeV, que se corresponde con la transición de un orbital 2p al 1s.
K beta, el pico mas pequeño próximo a 8.9 KeV, que se corresponde con la transición entre un orbital 3p y el orbital 1s.
L alfa, el pico mas alto que esta en torno a 0.9 KeV, que se corresponde con la transición de un orbital 3d (capa M) a un orbital 2p (capa L).

Esta notación de los niveles energéticos de los rayos X emitidos por un átomo se llama notación de Siegbahn. El fósforo, al ser un elemento mucho mas ligero, solo podemos apreciar la transición K alfa en el espectro. Como veis, cuanto más pesado es el elemento, mas energéticas son sus transiciones electrónicas. Así, el oxígeno, el mas ligero de todos los mostrados, muestra la transición K alfa a la energía mas baja. Esto nos muestra una de las limitaciones de ésta técnica: no podemos identificar elementos por debajo del carbono, lo que significa que si la muestra contuviera boro, berilio o litio, no aparecerían en el espectro.

Volviendo a la muestra que estamos estudiando, como veis por el espectro se corresponde con un fosfato de cobre, con ausencia de otros minerales o metales. ¿ambos crecimientos son el mismo mineral, que ha crecido en dos momentos o en dos condiciones o es diferente mineral? ¿podemos obtener la composición del material a partir de éste espectro?. Bueno, en parte si y en parte no podemos responder a ésto. El espectro EDS nos permite obtener un análisis cuantitativo razonablemente correcto, preciso (mas/menos el 0.1% de variación entre diferentes medidas) pero poco exacto (variación de entre el 1% y el 5% respecto del valor real de la muestra). El análisis nos dice que la composición es:

P 11.7%

Cu 55.3%

O 32.3%

Y sabemos que se han descrito siete fosfatos de cobre en la Naturaleza. De ellos, tres tienen la fórmula Cu5(PO4)2(OH)4, que se corresponde con la composición:

P 10.7%

Cu 53.2%

O 33.3%

El resto tienen una composición muy alejada, además de que de visu son diferentes (color, morfología...). Así, los tres minerales posibles son la Pseudomalaquita, la Reichenbachita y la Ludjibaita. Se denominan polimorfos: poseen la misma composición química, pero cristalizan en diferentes sistemas cristalinos o con diferente simetría. Sin embargo, sólo con la imagen microscópica y el espectro, no podemos discriminar de que mineral se trata y si es sólo uno o mas de uno.
Ahora comenzamos una secuencia lógica en la identificación de éstos minerales.

- morfología cristalina: la morfología de los cristales es claramente monoclínica, lo cual descarta de entrada la Ludjibaita. Para ésto, podemos obtener fotos detalladas de los cristales y medir ángulos sobre ella. La morfología y propiedades como brillo, color etc, nos sugieren que tenemos dos minerales con la misma composición.
- microscopía óptica: a través de datos como índice de refracción, iluminación con luz polarizada...se puede identificar un mineral concreto entre varias opciones.
- técnicas instrumentales: el EDS es la técnica de entrada. Si la combinación de EDS con la observación microscópica no permite identificar el mineral, podemos llevar a cabo:
 análisis por microsonda electrónica: una técnica emparentada con EDS, pero que nos permite obtener una composición precisa y exacta del mineral
 Espectrometría infrarroja: FT-IR y Raman, que cada día se usan más en el estudio de minerales, en particular la segunda, que puede llegar a ser muy rápida y no destructiva.
 Espectrometría de difracción de rayos X (DRX): la técnica que nos permite obtener sin ambigüedad la especie mineral concreta.

Así, aplicando la lógica, estudiando los datos que se van obteniendo gradualmente y yendo de lo mas simple (observación microscópica) a los mas complejos (como DRX), podemos determinar que los minerales secundarios de cobre que aparecen en la zona oxidada del filón de cobre son los fosfatos de cobre Pseudomalaquita y Reichenbachita.

Otra muestra de la Reichenbachita de Cheles (Badajoz). Como se ve, a simple vista podría corresponderse con muchos minerales secundarios de cobre. Pero la aplicación de buena observación y alguna técnica instrumental nos indica cual es la especie mineral concreta.

Como veis, la determinación de minerales no es algo trivial o inmediato en muchas ocasiones, requiriendo no sólo buen ojo, sino un trabajo extenso. En este ejemplo, en el que el filón de cobre de "Las Merlizas" deja de estar olvidado y sus minerales son conocidos, veis cómo el trabajo de aficionados, que haciendo "citizen science" recuperan datos sobre yacimientos o formaciones geológicas olvidadas, permiten actualizar el catálogo de muestras y datos científicos de un modo inaccesible a los científicos profesionales, por falta de tiempo y recursos. Creo, y mas en este tiempo de crisis de la actividad científica, que la colaboración con iniciativas de aficionados en todas las áreas de la Ciencia puede ser un camino a explorar más activamente.

Ésta entrada participa en el XXVI Carnaval de Química alojado en El Cuaderno de Calpurnia Tate

Noticia Nº 56: Dia Nacional del Superviviente de Cáncer

Ayer, dia 2 de junio, se "celebró" por segunda vez en España el Día Nacional del Superviviente de Cáncer.

Yo he cumplido ya mi tercer año de lucha victoriosa contra ello y me gustaría mandar un saludo y un abrazo a todos los colegas supervivientes y citar a la presidenta del "Grupo Español de Pacientes con Cáncer":

Muchas personas no entienden que después de superar un cáncer tengas miedo, problemas de autoestima o incluso dificultades a la hora de relacionarte con tu familia y amigos derivados, fundamentalmente, de los cambios que implica esta enfermedad. Es difícil para los demás entender que las consecuencias del cáncer no tienen por qué terminar con la remisión

Sería interesante compartir algunas reflexiones, aprovechando el momento:

- La desinformación que sufrimos los pacientes con cáncer de iniciativas diversas que van mas allá del tratamiento quirúrgico y oncológico y que se integran en el apoyo psicológico o familiar. A veces es muy difícil y solitario sobrellevar esta carga. Hay que entender que la familia no necesariamente es el mejor apoyo en éstos casos, al estar emocionalmente implicados (y muchas veces no quieren ni oirte reflexionar sobre el tema), y los médicos siempre estan demasiado ocupados para ir mas allá del ámbito técnico.

- Honestamente, ¿cuantos de vosotros sabíais que ayer fue el "día del superviviente de cáncer"?. Creo que me he ganado el derecho moral de observar cómo incluso con el cáncer no somos iguales: el tratamiento que se da en los medios de comunicación sobre el tema esta muy sesgado hacia el cáncer de mama. Los medios cubren cuidadosamente todo lo que tenga que ver con el cáncer de mama, todo tipo de actos, las famosas afectadas por ello, etc. Pero hay muchos cánceres, muy dramáticos y que afectan a hombres y mujeres. ¿por qué este sesgo?. Cada uno que saque sus conclusiones.

Hay muchas cosas que podría contar y muchas cosas sobre las que he reflexionado y aún tengo que reflexionar. ¿podrían ayudar a otros? no lo se. ¿como podría averiguarlo? no lo se.

Noticia Nº 55: ¡Premio para el Químico-Astrobiólogo!

   

Bueno, hoy he recibido una buena noticia y uno esta tan falto de buenas nuevas, que cuando tienes una la saboreas, te sientes feliz y deseas contárselo a todo el mundo.

El grupo de Historia y Didáctica de la Física y la Química de las Reales Sociedades Españolas de Física y de Química han tenido a bien otorgarme el Premio "Salvador Senent", que se concede a trabajos científicos de revisión con especial carácter histórico y divulgativo.

Parece que les ha gustado un trabajo que he realizado sobre la química de los orígenes de la Vida, del que, una vez publicado, ya hablaremos aquí en el Espía del Labo.

Si tengo algun lector químico y que vaya a estar en la Bienal de Química, que se celebra éste año en Santander, tal vez esté en el acto en el que se hace entrega del premio.

Me gusta este premio por dos razones: la primera y obvia, porque sienta muy bien que de vez en cuando le den a uno una palmada en la espalda y se reconozca el trabajo hecho. Todos necesitamos feedback positivo, que da mas fuerza para seguir adelante que las dificultades, que solo desgastan.

Pero la segunda es que la investigación química en la frontera entre la Química de la Vida y la Química de la Tierra y el Espacio es un área poco tradicional, el núcleo de la nueva ciencia de la Astrobiología, muy novedosa en nuestro país y algo heterodoxa a veces. Que la comunidad química reconozca los esfuerzos en este área, que configura una de las fronteras filosóficas de la ciencia moderna, es muy satisfactorio. Primero, se reconoce, claro, en forma de publicaciones en revistas, pero un premio de esta característica es como si te dicen "eh, muy interesante!, cuentanos mas!". Y no hay mayor placer para un científico que el que le digan algo así.

Asi que, estoy contento.

¿y quien es Salvador Senent?

pues es un ilustre químico español, vallisoletano, medalla de la RSEQ en 1969 y que realizó importantes contribuciones a la Físico-química. Actualmente profesor emérito, recordado como gran docente, muy preocupado por la enseñanza de la Química (y autor de numerosos libros sobre el tema), creó el grupo especializado que ahora me ha premiado, en 1980, para fomentar la dilvulgación y la didáctica de la ciencia química. Y por eso, compartir el premio, que reconoce mi capacidad divulgativa, aqui, en éste blog destinado a contar cosas sobre ciencia, es un punto.

Noticia Nº 54: Volviendo de la Faja Pirítica

Acabo de volver de otra salida geológica en la Faja Pirítica. Uno de los distritos mineros de sulfuros masivos mas importante del mundo, que ahora se encuentra aumentando su actividad...y que aún tiene mucho que decir a nivel científico y mineralógico.

Me he traído algunos recuerdos:

Esta es una mimetita (arseniato de plomo) de la mina Filón Sur, de Tharsis. La zona de gossan rico en plomo de Tharsis constituye una característica interesante de este yacimiento y que ahora está en pleno estudio, en relación con otros yacimientos de la Faja. Pero esta mimetita procede de un punto, conocido como el del "cementerio inglés" por su proximidad a éste. Estas mimetitas se incluyen en filoncillos de plomo que no están en el gossan, sino justo debajo, encajados en las rocas del grupo P-Q. Esto diferencia claramente a las dos localizaciones de mimetita en Filón Sur.

La descloizita (vanadato de plomo y zinc) de la mina Preguiça. Esta mina no está en la Faja Pirítica, sino  en la zona de Ossa Morena, en un cinturón magnetitico-zincífero situado a partir del límite norte de la Faja. Con una potente montera de oxidación rica en minerales secundarios de zinc, la mina Preguiça ha proporcionado incontables ejemplares minerales y posiblemente contenga las mejores descloizitas y willemitas de la Península Ibérica. 

  

Una bella calcosina (sulfuro de cobre) de la mina Las Cruces, que ahora entra en su fase 3 de explotación. Un yacimiento bellísimo y muy interesante a nivel científico y económico... Sin embargo, ahora mismo, tras los bellos ejemplares de calcosina que nos ha entregado, es decepcionante en lo que a cristales se refiere. Ahora es mas interesante que nunca a nivel cientifico y geológico, pero es prácticamente imposible encontrar ejemplares de colección. 

Independientemente de los minerales que se puedan recoger, sin duda los yacimientos de la Faja Pirítica constituyen una de las riquezas de nuestro patrimonio natural mas importantes a nivel mundial. Algo que  contrasta con lo poco conocida que es, aparte de las noticias relacionadas con las minas y su impacto ambiental. La Faja Pirítica es mas que minas, es testigo de uno de los eventos mas importantes de la historia geológica de nuestra Península. 

La mina "Pilar" (Colmenarejo), el cobre de Madrid

A raiz de la petición de unos amigos, que necesitaban alguna pequeña ayuda para completar un bonito libro sobre Colmenarejo, he rescatado algunas cosillas que tenía sobre uno de los restos de minería metálica mas interesantes de la Comunidad de Madrid: la mina 'Pilar', tambien llamada "Antigua Pilar" y "Aurora", situada en el municipio de Colmenarejo.

Esta mina emblemática por su tamaño y el estado de conservación de sus construcciones y escombreras, poco habitual en las minas madrileñas. Además es una cita clásica de minerales uraníferos. Es accesible desde el pueblo de Colmenarejo por un camino de tierra de unos 1,5 km que parte de la antigua carretera hacia Villanueva del Pardillo, actualmente vía pecuaria. 

Es fácilmente reconocible por las ruinas de uno de sus pozos de extracción y la abundancia de escombreras, muy ricas en minerales de cobre. La mina tenia tres niveles de los cuales dos son accesibles a través de los pozos, mostrando un interior de gran belleza minera con restos de maquinaria y utillaje de la explotación y con espectaculares formaciones de calcantita.

Las escombreras revelan su contenido en uranio por la elevada radiactividad respecto a las rocas circundantes. Sin embargo, actualmente es difícil hallar especies radiactivas distinguibles sin ayuda del microscopio. La torbernita es frecuente en este yacimiento, ocasionalmente en forma de cristales tabulares de 1-3 milímetros y laminillas acompañando a minerales secundarios de cobre, aunque normalmente se encuentra incluida en estos. También aparece en forma de manchas y costrillas verdosas fácilmente localizables por su radiactividad. 

El interior de la mina Pilar. Coladas de sulfatos de cobre y cobre metálico que ha "fosilizado" restos de madera de los entibados y utillajes. Una visita al interior de la mina merece la pena, o la merecía hace años, cuando yo estuve en una época en la que me iniciaba en la espeleología.

La zeunerita-metazeunerita es mas escasa en el yacimiento y se encuentra normalmente incluida en minerales de cobre. La distinción de visu de estas dos especies es muy difícil, e incluso los análisis revelan sustituciones parciales de arsénico y fósforo en este yacimiento, aunque se sabe que la aparición de cristales diferenciados de zeunerita es extraordinariamente rara.

Normalmente los fosfatos de uranilo se asocian en este yacimiento a malaquita y crisocola y aparecen en brechas y fracturas de la roca. Muy raramente se asocian con azurita, el mineral de cobre mas abundante en la escombrera y el más bonito, que os muestro en las imágenes que vienen a continuación.

El yacimiento explotaba filones de tipo hidrotermal de bornita, calcopirita y cobres grises, cuya alteración en el interior de la mina dió lugar a la formación de las coladas azules de calcantita.

 La paragénesis secundaria es muy interesante, con oxidos de cobre (cuprita y tenorita), arseniatos (olivenita, mixita y otros...). 

Era un yacimiento muy interesante desde el punto de vista de los minerales metálicos en la Sierra de Guadarrama. Es curioso que las mineralizaciones de cobre en el dominio hercínico de la Comunidad de Madrid se concentran sobre todo en Colmenarejo y Valdemorillo. 

La mina Pilar fué explotada en diversas fases, desde principios del siglo XX, hasta los años 1960, década en la que extrajeron unas 10000 toneladas de mineral de cobre de alta ley. Ya veis, el subsuelo de Madrid también tuvo sus pequeñas riquezas antaño...

La mina Pilar se merece ser conservada, por su interés histórico-minero y su relevancia dentro de la mineralogía metálica de la zona.

Nuevos mundos: Los planetas más pequeños descubiertos fuera de nuestro Sistema Solar.

Imaginad que podéis viajar en el espacio en una nave estelar, como la Enterprise, de Star Trek. Podríais viajar a una distancia de 1200 años-luz, hasta una pequeña estrella, invisible a simple vista, situada en la constelación de Lira. Una estrella tipo K2, de un tamaño de dos tercios el de nuestro sol y una edad de unos 7000 millones de años. Es el sistema Kepler-62.

Si pudierais llegar allí, podríais ver el aspecto real de al menos 5 planetas que rodean la estrella. Tres de ellos están demasiado cerca de su sol y son demasiado calientes. Como nuestro Mercurio, pero más grandes. Infiernos de cientos de grados.

Sin embargo, dos de ellos, Kepler-62e y Kepler-62f se encuentran en la zona de habitabilidad: zona que rodea a una estrella en la que puede existir un planeta con atmósfera estable y agua líquida. Nuestra Tierra se encuentra mas o menos en el primer tercio de la zona de habitabilidad del Sistema Solar. Cuidado: que un planeta esté en la zona de habitabilidad no significa ni que tenga agua liquida ni que tenga vida. Por ejemplo, Venus está en la zona de habitabilidad y es un infierno abrasado por el brutal efecto invernadero de su atmósfera.
 Viajemos a Kepler-62f: se encuentra en una buena posición de la zona de habitabilidad, su tamaño es sólo un 40% mayor que el de la Tierra, sabemos que es un planeta rocoso y que su año es de 267 dias.
Comparemos a escala el sistema Kepler-62 que tenemos identificado hasta ahora y nuestro sistema Solar con sus planetas interiores:

Imagen: NASA Ames/JPL Calltech.

El aspecto de los planetas del sistema Kepler-62 es imaginado, en función de los pocos datos disponibles. Pero la imaginación da una idea sugerente, en especial de K-62f. ¿como será en realidad? ¿un planeta parecido a la Tierra? ¿que increíbles misterios contendrá? ¿tendrá vida? si la tuviera, ¿será parecida a la vida Terrestre? ¿la bioquímica tendrá puntos en común?. Es un planeta un 30% mas viejo que nuestra Tierra. Si tuviera vida, ¿hasta donde habrá evolucionado?.
En esos planetas residen innumerables tesoros. Entre ellos, las respuestas a las cuestiones pendientes sobre nuestro propio origen y evolución. Son una invitación. Yo daría lo que fuera por ir allí a explorarlos...

Sin embargo, solo podemos soñar y seguir buscando con misiones como la (naturalmente) estadounidense Kepler, un telescopio orbital muy avanzado, capaz de detectar pequeñísimas variaciones del brillo de pequeñísimas estrellas, en respuesta al paso de planetas por delante de ellas. Teniendo en cuenta la variación del brillo y la duración del paso del planeta ante la estrella, se puede calcular la distancia a la estrella, la masa y el tamaño (y por tanto, la densidad). Visualizando pequeñísimos cambios en el espectro de la estrella, se puede estimar si el planeta tiene atmósfera y si ésta contiene agua.

No puedo imaginar que mayor aventura de descubrimiento puede haber para la Humanidad en éste momento, que la de descubrir nuevas Tierras y nuevas vidas, redefinir nuestro sitio en el Universo, explorar nuevos mundos y llegar a donde nadie ha podido ir ántes. Ojalá haya alguien más ahí fuera pensando igual y que pudieran venir, ya que nosotros no podemos ir....

Imagen: NASA Ames/JPL Calltech

Imagen de Kepler-62f, con su Sol y un brillante Kepler-62e, tal como los veríamos desde nuestra nave imaginaria al acercarnos al planeta. Este es el aspecto que podría tener, al menos. ¿descubriremos algún día cómo es realmente?. No hace mucho, muchos objetos de nuestro propio Sistema Solar eran objeto de representaciones artísticas así, pero ahora tenemos imágenes de alta resolución. Un día de estos le dedicaré un post a ése tema...