Els germans Elhuyar triomfen en els dards

2014/01/01 Ibarra Basabe, Edorta - EHUko Elektronika Aplikatuko Ikerkuntza Taldeko (APERT) ikertzailea Iturria: Elhuyar aldizkaria

Retrat dels germans Fausto i Juan José Elhuyar.

En l'esport, igual que en altres àmbits de la societat, destaca la influència de la ciència i la tecnologia. Canviant la manera d'entrenar i creant nous aliments energètics, la ciència ha aconseguit millorar el rendiment dels esportistes professionals. A més, les millores aconseguides gràcies als nous materials i dissenys han estat molt evidents en els esports en els quals s'utilitzen dispositius com a ciclisme, fórmula un, llançament de javelina i salt de perxa.

Les aportacions de la ciència basca també han tingut molt a veure en el món de l'esport. En aquest sentit, en aquest article parlarem sobre el wolframi descobert pels germans Elhuyar. Una vegada resumida la història del descobriment d'aquest material, es comenten les principals característiques del wolframi. Per a finalitzar, explicarem en què consisteix la revolució en l'esport dels dards, i parlarem de la tecnologia dels dards.

El descobriment dels germans Elhuyar

Científics del nord d'Europa que investigaven el wolframita van sospitar per primera vegada l'existència del wolframi. Peter Woulfe va ser el primer químic anglès en 1781. En el mateix any, el farmacèutic químic Carl Wilhelm Scheele i el químic Torbern Bergman van obtenir àcid tungsténico a Suècia, però no van ser capaços d'aïllar de l'àcid el metall.

La taula mostra les densitats de massa aproximades de diferents materials i aliatges. En augmentar el percentatge de wolfram de l'aliatge augmenta la seva densitat.

Mentre treballava en el laboratori de Bergman, Juan José Elhuyar va obtenir 1 àcid tungsténico pel seu compte. No obstant això, fins a 1783 els germans Elhuyar no van aconseguir aïllar el wolframi amb carbó vegetal en el laboratori de química del Real Seminari de Bergara. Un temps després, el descobriment dels germans Elhuyar es va publicar en les principals revistes científiques europees, i la notícia es va difondre per tot el món.

Sovint s'utilitza el terme tungstè per a designar al wolframi. Aquesta paraula prové de Suècia i significa 'pedra pesada'. Aquesta paraula ens explica clarament una de les característiques del wolframi, ja que és un metall de molt alta densitat (al voltant de 19,24 g/cm 3 és la densitat màssica del wolfram pur, 2,44 vegades superior al del ferro). A això cal afegir que aquest metall presenta una temperatura de fusió molt alta (uns 3.422 °C). D'altra banda, és un material de baixa toxicitat. Per exemple, l'urani té una densitat similar al wolframi, però en ser aquest un material radioactiu, no és útil per a moltes aplicacions.

Aquestes característiques permeten utilitzar aliatges amb wolframi en diferents aplicacions. Exemples d'aquestes aplicacions són els filferros de llums incandescents, els escuts de calor a alta temperatura (heat shield, en anglès), els lubrificants a alta temperatura, les perforadores, els tallants resistents al desgast, les serres circulars, el llast per a avions comercials i, com veurem a continuació, els dards.

Compte de densitat

Neix a l'empara de la Reial Societat Bascongada d'Amics del País, XVIII. En el segle XX, el Real Seminari de Bergara. El seminari va ser impartit per investigadors capdavanters de l'època. Ed. Indalecio Ojanguren/CC-BY-SA

En la major part de les fases dels tornejos de dards, l'objectiu dels jugadors és aconseguir la màxima puntuació (l'anomenat vint triple és el que major puntuació atorga en puntuació). Els jugadors han de llançar tres dards en cada ronda, per la qual cosa els dards que estan pegats en el diana es converteixen en obstacles per als quals falten per llançar. Cal tenir en compte que els triples tan importants en el joc tenen una superfície molt petita (aproximadament 310 mm 2). En conseqüència, com més gruixuts siguin els vibros, més difícil és, en principi, obtenir altes puntuacions.

Tradicionalment s'ha utilitzat el llautó en la construcció de barrils dels dards, ja que 2 és un material molt senzill de treballar mecànicament. No obstant això, els dards construïts amb aquest material solen tenir un volum excessiu.

Com s'ha explicat anteriorment, el wolframi té una densitat de massa molt elevada i una toxicitat baixa. És, per tant, un candidat idoni per a construir dards. El primer dard comercial de wolframi es va llançar al mercat en 1972, quan les puntuacions mitjanes dels jugadors professionals van augmentar considerablement. En l'actualitat no es qüestiona la contribució del wolframi al joc del dard.

El wolframi és un material molt dur, però alhora fràgil. Per a fer front a aquest problema s'utilitzen aliatges. Per exemple, l'aliatge amb 80% de wolframi i 20% de níquel és una de les més utilitzades en la vibració. La densitat d'aquest aliatge és aproximadament el doble de la densitat del llautó. A mesura que s'avança en la tecnologia de la construcció dels dards, s'ha aconseguit treballar en aliatges de major contingut en wolfram i s'han construït dards que s'aproximen a la densitat del wolfram pur (s'han utilitzat amb èxit aliatges de fins a un 97% de wolframi per a elaborar els dards).

Dardoena és un esport molt professionalitzat en el qual les competicions més importants se celebren a Regne Unit, Holanda i els Estats Units. En la imatge, el jugador de dards Michael van Gerwen.

El futur de la tecnologia dels dards

A pesar que sembla que els Dards han tocat tecnològicament, els enginyers de les més prestigioses signatures de dards no paren de treballar per a millorar-les. Per exemple, continuen investigant molt en el camp de l'aerodinàmica. D'altra banda, sabem que hi ha molta gent que té al·lèrgia al níquel. Una possible solució és utilitzar coure en lloc de níquel, però aquesta opció no és molt utilitzada. En el seu lloc, en els últims anys s'ha investigat l'ús de capes (coating). Alguns fabricants de dards han desenvolupat capes de nitrur de titani per a cobrir el barril. A més, aquestes capes milloren l'adherència dels dards (grip, en anglès). Finalment, és interessant esmentar que la combinació de wolframi i reni ha permès fabricar barrils obtenint una major densitat de massa. No obstant això, el reni és un material molt escàs i car. Encara no és molt clar si els alts costos econòmics que suposa l'ús del reni justifiquen la baixa millora aconseguida.

Com hem vist al llarg de l'article, el descobriment dels germans Elhuyar i altres solucions tecnològiques han tingut una gran influència en l'esport dels dards. Queda per veure el camí a seguir en el futur per la tecnologia dels dards. El que és clar és que la tecnologia pot continuar beneficiant-se de l'esport.

Observacions

L'alta densitat del wolframi facilita l'obtenció de puntuacions altes. En la imatge es pot veure la puntuació màxima (cent vuitanta punts). Com la diferència entre jugadors professionals no és molt gran, aquest tipus de detalls són importants. Ed. Vall d'Edorta

1 Per a obtenir la informació tècnica necessària per a millorar el sistema de producció de canons, Juan José Elhuyar va treballar com a espionatge per tota Europa per a la corona espanyola. En aquest viatge, el major dels germans Elhuyar va ser a les escoles dels prestigiosos químics Bergman, Hjelm i Scheele.

2 Els jugadors agarren el dard pel barril. El llautó i el wolframi són molt relliscosos per la qual cosa és necessari treballar els barrils per a crear elements que augmentin la fricció.

Bibliografia

Alderman, D.: BDO Playing Rules contra Sport of Darts. British Darts Organisation Ltd. Abril (2011), 1-12.
Butterfield, J.: Wolfram - or do we pixen tungsten?. Stainless Steel World. Maig (2011), 37-38.
Kortabarria, B.: "Ciència i tecnologia en tots els àmbits de l'esport", en Elhuyar, 201 (2004), 25-27.
Puche, O.: "Els germans Elhúyar, descobridors del Wolframi", en Fundetel, 5 (2001), 73-84.
Rodríguez, F.: "Els germans Elhuyar, l'aïllament del wolframi i les seves relacions secretes amb la corona espanyola", en Uztaro, 51 (2004), 11-22.
Components dels dards i les seves funcions
Segons la normativa internacional, un dard pot tenir quatre components principals: punta, barril, azcona i ploma. Depenent de la mena de diana que s'utilitzi, la punta del dard pot ser de metall (generalment acer) o de plàstic.
Esquema d'un dard.
El barril té la major part de la massa del dard. La massa del barril sol ser de 14-18 g en els dards amb puntes de plàstic per a garantir la integritat de les diana electròniques. Per contra, els dards de punta metàl·lica no podran superar els 50 g. La distribució de la massa pot ser homogènia al llarg del barril o concentrada en alguna zona d'aquest. Normalment se seleccionen en funció de la tècnica de tir del jugador, tant la massa del barril com la seva distribució.
Els dards fan balança quan van en l'aire.
L'azkona és un element que uneix el barril i la ploma (el niló i l'alumini són els materials més utilitzats en la construcció de les teules) i pot ser de diverses longituds. La funció de l'azkona i la ploma és estabilitzar el vol del dard, ja que la dard va balancejant ( wobble , en anglès) durant el vol. Encara que el vol del dard és bàsicament parabòlic, aquest oscil·la horitzontal i verticalment, podent girar sobre el seu eix. Combinant adequadament l'azcona i la ploma, els jugadors poden ajustar l'angle d'entrada dels dards respecte al diana.