100cias@uned
Compuestos de intercalación.Ejemplos y aplicaciones
Probablemente muchos de noso
tros no hayamos oído hablar nuncadel término "compuestos de intercalación". Sin embargo, nos estamosencontrando con ellos en numerosas
aplicaciones de la vida cotidiana,aún sin saberlo. Asi, quizás no noshemos parado a pensar que esaespecie de "serrín" que se utiliza enlas camas de gatos para adsorber laorina, se trata en realidad de una
sepiolita (mineral de arcilla de tipolaminar con aspecto fibroso) y queen el momento de adsorber la urea
en el interior de sus canales se está
produciendo la formación de uncompuesto de intercalación.Los compuestos de intercala
ción se forman a partir de la inserción, más o menos reversible (no
en todos los casos es posible invertir totalmente el proceso), de unaespecie "huésped" (del términoinglés guest), que pueden ser átomos, iones o moléculas, en una red
cristalina sólida, que recibe elnombre de matriz anfitriona (hosí).La red conserva su integridadestructural en el curso de la inter
calación y desintercalación, esdecir, se trata de un proceso topo-táctico. Estas reacciones ocurren a
temperaturas próximas a laambiente, lo que contrasta con lamayoría de las rutas de síntesis enestado sólido, que se producen a
temperaturas generalmente muyaltas.
Son varios los criterios que sepueden aplicar a la hora de clasificar los tipos de redes sólidas (omatrices anfitrionas) que puedensufrir reacciones de intercalación.
Así, atendiendo a su dimensionali-
dad, los tipos de redes se puedenclasificar en estructuras tridimen
sionales (3-D), bidimensionales olaminares (2-D), cadenas lineales(1-D) y redes moleculares (cero-dimensionales ó 0-D). Por otra
parte, según su comportamientoeléctrico, podemos distinguir entreredes aislantes y redes con conductividad eléctrica. En las primeras, laconcentración de las especies iónicas huéspedes viene fijada por lacomposición química y permanecesin cambiar durante la reacción. Por
el contrario, las redes conductoras
presentan la característica de que laconcentración de especies huéspedes puede alterarse por oxidación oreducción de la red. En cualquierade los casos, la intercalación es un
proceso complejo que implicavarias etapas: adsorción del agenteintercalante {huésped) sobre loscristales de la red, intercambio o
inserción en la superficie de la red,formación de estadios intermedios
en el caso de los compuestos laminares (como veremos a continua
ción), y, por último, transporte dentro de la estructura de la red.
Sin lugar a dudas, las reaccionesde intercalación más estudiadas son
aquellas que ocurren en redes conestructura tipo laminar. En estoscompuestos la intercalación ocurremediante el mecanismo conocido
Xiovstaging (estadios), que implica laformación de compuestos consecuencias alternas de sitios interla
minares vacíos y llenos (ver Figura1). El grado o número de staging nosindica el número de cada cuántas
láminas de la red se intercalan las
especies huéspedes. Es decir, uncompuesto de intercalación con staging 2 significa que cada 2 láminasde la red anfitriona se intercala una
de especies huéspedes (o sea, 2 láminas de red, 1 de huésped, 2 de red, 1de huésped, y así sucesivamente). Secrea así una especie de andamiaje,que es, además, favorable desde elpunto de vista energético. El grafito(forma alotrópica del carbono) esuno de los ejemplos más representativos de estructura laminar que puededar lugar a la formación de compuestos de intercalación (principalmentede potasio) que presentan distintogrado de staging, dependiendo de lascondiciones de intercalación.
Los compuestos que se formanpor reacciones de intercalación soninsolubles, por lo que no puedenser purificados o separados portécnicas como recristalización,
cromatografía, etc. Es por ello que,cuando se diseña una estrategia de
lITTIill llllllH
»ninriWigf»p<'iiiT,.»5l
««IB
9wm
misL*.
•MPK
raera»!
O Huéspedi»X«X*X«l Espaciado
ínterlaminar
Red
anfitriona
Intercalados de estadio n
Figura /. Mecanismo de staging en ¡a formación de compuestos de intercalación en estructuras laminares.
Redes aislantesRedes conductoras
En cadena
Tricalcogenuros de metales detransición (Li"^)
En cadena
Polifosfatos KPO3 y NaPO? (cationesde n-alquil y n-dialquil-amonio,aldehidos, ácidos carboxilicos)
IVidimensionales
- Canales que se cruzan: fases de Chevrel(metales alcalinos, metales detransición: Fe, Co. Ni, Zn, Cd, Cu, Ag)
- Canales unidimensionales aislados:
• tipo rutilo (Li*)• tipo bronces A^WOj y HxWOj
(alcalinos, protones)
Tridimensionales
- Zeotipos (cationes y especiesmoleculares)
- p-aliímina sódica (cationesmonovalentes y cationes moleculares)
VIDA CIENTÍFICA
Laminares
Silicatos (moléculas neutras: agua,
amoníaco, esteres; cationes orgánicos einorgánicos, cadenas de N-alquilamonio)
Hidróxidos dobles laminares: aniones
orgánicos e inorgánicos, polímeros)Titanaios y niobatos de metalesalcalinos (bases de Bronsted)
Fosfatos ácidos tetravalentes (Na"^,
amoníaco, di-aminas, n-alquilaminas)
Laminares
Dicalcogenuros de metales de transición(metales alcalinos, agua, moléculasorgánicas: bases de Levvis, heterociclos,fosfmas; compuestos de coordinación yorganometálicos)
Trisulfuros de fósforo metálicos (LP,
K"^, NH4*. aminas, cobaltoceno)
Oxihaluros de metales de transición:
FeOCl (piridinas. anilinas, metalocenos,compuestos dadores de electrones)Óxidos metálicos• M0O3 (H2. organometálicos)
• V:05 (cationes pequeños, H2)• geles de V2O5 (sales de amonio,
cationes orgánicos, polímeros)Grafito
• con reducción de las láminas
(alcalinos)
• con oxidación de las láminas
(ácidos inorgánicos, halógenos,haluros de metal y gases nobles,óxidos y oxohaluros metálicos yno-metálicos)
síntesis es extremadamente impor- otro.s métodos que sirven para ESTRUCTURAS TRIDIMEN-tante que las reacciones sean lim- aumentar la velocidad de la reac- SIGNALESpias y los productos de reacción ción de intercalación, como puedeestén libres de impurezas. Sin ser la activación por Ultrasonidos Un ejemplo típico y numeroso deentrar en detalle, diremos que son o por Microondas. red tridimensional es el de las zeoli-varios los métodos que se pueden A continuación veremos distintos tas. Recordemos que las zeolitasutilizar para sintetizar un com- tipos de materiales que pueden lie- son aluminosilicatos (naturales opuesto de intercalación: 1) reac- var a cabo reacciones de intercala- sintéticos) formados por tetraedrosción directa; 2) intercambio ióni- ción (en la tabla I se presentan de AIO4 y SÍO4 que se unen comeo; 3) hinchamiento, floculación y ejemplos de redes y especies que partiendo oxígenos de los vértices,refloculación; 4) electrointercala- pueden fonnar compuestos de inter- dando lugar a estructuras abiertasción. Además de ellos, existen calación). que dejan canales en su interior.
Tahia 1.
Algunos ejemplos de compuestos de intercalación. Entre paréntesis se indican las especies que se pueden intercalar.
100cias@uiied
Estos canales pueden albergar en suinterior cationes mono y divalentes,
así como moléculas de agua. Estasespecies son altamente móviles atemperatura ambiente y puedenintercambiarse con otras especiesiónicas o moleculares (formando asíel compuesto de intercalación),dando lugar a nuevas estructurasque ven su diámetro de poro (otamaño de canal) modificado. Deeste modo, las zeolitas puedenactuar como tamices moleculares,
es decir, dejan pasar unas especies asu través (aquellas que caben por elcanal formado) y excluyen otras.Esta propiedad las hace ser altamente aplicables en el campo de la catálisis, especialmente como catalizadores con selectividad de forma.
Así, por ejemplo, la intercalación decationes moleculares como el NHf,
seguida de la calcinación (es decir,
calentamiento en aire a altas temperaturas) para eliminar el amoníaco,genera la zeolita acida, de gran aplicación en el craqueo (ruptura) dehidrocarburos pesados para producir gasolina y diesel.
ESTRUCTURAS LAMINARES
Otro ejemplo de red, esta vez conestructura de tipo laminar (es decir,bidimensional), que puede llevar acabo reacciones de intercalación es
el de algunos silicatos laminares ominerales de la arcilla. Podemos
distinguir entre los silicatos laminares 1:1 (también llamados T-0,
donde una lámina está formada poruna capa de tetraedros y una deoctaedros) y los 2:1 (T-O-T, en losque cada lámina está formada pordos capas de tetraedros con una deoctaedros en medio). La capa tetra-édrica está formada generalmentepor tetraedros SÍO4 y la octaédrica
por octaedros A106 y MgOfi, aunquese puede producir la sustitución porotros cationes en las láminas. Las
láminas de los silicatos 2:1 (esmec-titas) se encuentran cargadas negativamente, por lo que pueden insertaro intercalar ciertos cationes en el
espacio interlaminar, los cuales, a suvez, pueden ser intercambiados porotros.
Un ténnino muy relacionado conla intercalación en arcillas es el de
las arcillas pilareadas o pillaredclays. Las reacciones de pilarea-miento consisten en introducir entre
las láminas de arcilla (silicato) cier
tos tipos de policationes voluminosos, que por calentamiento posterior, se consolidan como óxidos
metálicos, que quedan anclados amodo de pilares (de ahí su nombre)entre las láminas de arcilla, proporcionándole una gran microporosi-dad a la misma (lo que interesadesde el punto de vista catalítico).
Otro campo de creciente interéses el de los nanocompuestos polímero-arcilla, formados por la intercalación de arcillas minerales lami
nares con materiales poliméricos.Estos composites organo-inorgáni-cos presentan alta resistencia mecánica, gran estabilidad térmica,mayor facilidad de procesamiento ymejores propiedades dieléctricasque sus componentes por separado.Un ejemplo es el del compositearcilla-nylon 6, preparado porinvestigadores de la TOYOTA, quepresenta propiedades mecánicas,térmicas y reológicas excelentes.
Al contrario que las láminas deesmectitas (cargadas negativamente), las de los hidróxidos dobles
laminares (otro tipo de red laminarque puede sufrir intercalación) seencuentran cargadas positivamente.Los hidróxidos dobles laminares son
una clase de compuestos que se derivan de la sustitución parcial de uncatión divalente por uno trivalente enun hidróxido con estructura tipo bru-cita. El mineral natural, la hidrotalci-
ta, es el mejor ejemplo conocido. La
sustitución catiónica da lugar a unexceso de carga positiva, que escompensado por la presencia deaniones (como carbonato o nitrato)en la interlámina. Estos compuestostipo hidrotalcitas pueden intercalaraniones de tipo orgánico, o polímeros (acrilato, polivinilacetato) entreotras especies. Las hidrotalcitas presentan interés como intercambiado-
res aniónicos, catalizadores básicos yprecursores catalíticos. Pero además,
recientemente se ha reportado la síntesis de un nanohíbrido (compuesto
con alguna de sus dimensiones aescala nanométrica) formado por laintercalación de biomoléculas (ADN
y oligonucleóticos) en una hidrotal-cita. Este compuesto puede ser utilizado en terapia génica, actuandocomo portador de genes y medicamentos. Se ha demostrado que escapaz de penetrar en las células ejerciendo su actividad como agenteantitumoral. en concreto, en la des
trucción de las células de leucemia.
Otro ejemplo de intercalación encompuestos laminares es el de losllamados bronces de hidrógeno,que se forman por intercalación dehidrógeno en el óxido de molibdeno(M0O3). Sirven, por tanto, paraalmacenar el hidrógeno, pudiendoser de diferente color, según elgrado de intercalación: azul I, azulII, rojo y verde.
El grafito es un tipo de red laminar, conductora, que puede exhibirun comportamiento redox bifuncio-nal. Así, puede reducirse, dandolugar a la formación de láminasmacroaniónicas, u oxidarse, forman
do láminas macrocatiónicas. El primer caso incluye la intercalación demetales alcalinos, alcalino-térreos, ytierras raras, y los derivados moleculares con cationes moleculares o sol-
valados. En el segundo caso, puedenintercalarse ácidos, halógenos, óxidos y haluros metálicos.
APLICACIONES DE
LOS COMPUESTOS
DE INTERCALACIÓN
Las aplicaciones de los compuestos de intercalación se encuentran
en diferentes campos, que varíandesde la adsorción y la catálisishasta el de los dispositivos electroquímicos.En el campo de la adsorción, la
capacidad de algunos sólidos deintercalar moléculas neutras resulta
muy útil para ciertos procesos tecnológicos. Como hemos comentadoantes, el grupo más importante es elde las zeolitas, que presentan adsorción con selectividad de forma y propiedades de tamices moleculares;así, encuentran aplicación en procesos de secado, en la separación y
purificación de gases o líquidos o enla separación de isómeros. Los minerales de la arcilla también pueden serutilizados como adsorbentes selecti
vos. La capacidad de cambio iónicode las zeolitas y de otros sólidos inorgánicos es aplicable, además, en laeliminación de isótopos radiactivosde materiales residuales nucleares,
en los cuales no pueden usarse intercambiadores orgánicos, debido a susensibilidad a la alta intensidad de
radiación. Las zeolitas también pueden ser utilizadas pai-a el almacenamiento de una amplia variedad deproductos químicamente activos,que luego pueden ser eliminados porreacciones de desplazamiento o porcalentamiento. De modo análogo, elhidrógeno puede almacenarse reversiblemente en los bronces de hidró
geno; también se han descrito com-
puestos de intercalación metal-grafito que sirven para almacenar y separar los isótopos del hidrógeno.En el campo de la catálisis, los
compuestos de intercalación muestran interesantes aplicaciones. Porejemplo, mientras que las reacciones clásicas de catálisis heterogénea están confinadas a la interfase
gas-sólido o líquido-sólido, en elcaso de los catalizadores de interca
lación con estructuras de esqueletoabierto o estructuras laminares, es
toda la masa del sólido {biilk) la quepuede participar. El sustrato sepuede difundir dentro del espacioinlracristalino del sólido, que presenta un entorno químico diferenteal de la superficie, lo que puede darlugar a estados de transición intermedios con energías de activaciónmás bajas. Esto se traduce en unaumento de la selectividad hacia un
determinado producto e incluso enla formación de compuestos diferentes. De hecho, hay reaccionesque transcurren de diferente maneraen función de que se lleve a cabodentro del espaciado interlaminar ofuera del mismo (ver Figura 2). Porotra parte, las propiedades del sólido pueden modificarse por intercambio iónico o reacciones redox
que permitan fabricar específicamente el catalizador adecuado.
Aunque las redes aislantes (no con
ductoras) están prácticamente confinadas a reacciones de catálisis
ácido-base de sustratos orgánicos(sustitución, condensación, elimi
nación, isomerización. oligomeri-zación, polimerización), tambiénpueden participar en algunas reacciones redox como la hldrogena-ción, por intercalación de metalesde transición como el paladio o elníquel.
Algunos compuestos de intercalación encuentran aplicación comodispositivos electroquímicos, comomembranas, sensores, conductores
iónicos y materiales catódicos enbaterías secundarias. Así, la interca
lación de éteres corona y criptandosen silicatos laminares permite laobtención de membranas selectivas
de iones, es decir, membranas que
dejan pasar unos iones a sus través yexcluyen otros, en función del tamaño. También pueden actuar comoelectrolitos sólidos, porque presentan una conductividad iónica que
está asociada con la presencia de loscationes interlaminares. En estos
materiales, la contribución de los
aniones de las láminas a la conducti
vidad es nula, por lo que puedendiseñarse nuevos electrolitos orga-no-inorgánicos. eligiendo la especiehuésped (catión interlaminar) adecuada. Por otra parte, la intercalación de ciertos polímeros clectroac-tivos (conductores) en óxidos demetales de transición (xerogel V2O5)y en calcogenuros (MoS:) conduce ala formación de materiales muy prometedores como electrodos positivos modificados para baterías recargables basadas en la inserción deiones litio. De hecho, la intercala
ción de polímeros como el óxido depolietileno puede facilitar la movilidad de los iones litio y aumentar laeficacia de estos sistemas. También
puede realizarse la intercalación depolímeros conductores pero de tipoelectrónico, tales como la polipiridi-na o la polianilina, aumentando asíla conductividad electrónica del
material, que es un requerimientofundamental para el diseño de electrodos de batería eficientes. Por otro
lado, algunos compuestos de intercalación presentan cambios de color
reversibles, dependiendo del estadode carga en la celda galvánica y tienen, por tanto, interés como dispositivos electrocrómicos pasivos.Una de las aplicaciones más inte
resantes de ciertos compuestos deintercalación en el campo de la electroquímica es su uso como electrodos de baterías reversibles o secun
darias, en el que nos extenderemos
algo más. Un gran número de calcogenuros de metales de transición yóxidos encuentran aplicación eneste aspecto, siendo el sistemaLi/TiS: el primero que se comercializó como batería secundaria.
Recordemos que una batería es undispositivo que transforma directamente la energía química contenidaen los electrodos en energía eléctricaa través de una reacción electroquímica de oxidación-reducción. Todos
hemos sido testigos del espectacularaumento de las aplicaciones portátiles, especialmente la electrónicaportátil, teléfonos móviles, ordenadores portátiles, las nuevas agendaselectrónicas... Las pilas y bateríasclásicas no sirven para esta aplicaciones, sobre todo porque su autonomía es muy reducida, por lo quesurge la necesidad de disponer denuevas baterías avanzadas que sean
recargables y que tengan una elevada densidad de energía, que aumente la autonomía del equipo. Además,deben pesar poco y tener un tamañoreducido, sin olvidar, por supuesto,
un hecho fundamental: deben ser
ecológicas, es decir, presentar unbajo impacto medioambiental.De las diferentes tecnologías de
baterías que se están desarrollando,las denominadas baterías de ión litio
son las que mejor cumplen todosestos requisitos y por ello se consideran la última generación de lasbaterías avanzadas. La característi
ca más representativa de las bateríasde ión-litio es que ambos electrodosestán formados por compuestos deintercalación que son capaces deinsertar y desinsertar iones litio ensu estructura de forma reversible.
Esta configuración de las bateríasde ión litio hace que durante el funcionamiento de las mismas, nunca
se forme litio metálico en la batería.
CH-CH,I I-c-c/ \
OH C
CH-OI ® II
- c-c
CH3
I ̂ IC-C
CH30I ® 11
-C-C~CH
Figura 2. Influencia de ¡a formación de un compuesto de intercalación sobre la selectividaden una derterminada reacción. La transposición pinacotfnica del 2,3 butanodiol desarrolladaen la región iníerlaminar de una esmectita (a) (silicato laminar) o bien en su superficie externa (c), da lugar a diferentes compuestos carbonúicos (b y d, respectivamente)
En todo momento el litio se encuen
tra en su forma no reactiva, es decir,
como ion litio. Este hecho aumenta
notablemente la seguridad de estosdispositivos.A continuación, explicaremos
brevemente el funcionamiento de
una batería de ion litio comercial
(Figura 3). En concreto, se trata deuna batería de ion litio formada porgrafito como electrodo negativo ypor cobaltita de litio (LÍC0O2)como electrodo positivo. El electrolito en estas batenas es una disolu
ción no acuosa de una sal de litio
con un anión voluminoso en un
disolvente orgánico de tipo apróti-do (que no contiene protones).Desde que la compañía Sonycomercializó en 1991 la primerabatena de ion litio, esta configuración es la adoptada por la mayoríade las batenas de ión litio comer
ciales. Como ocurre en la totalidad
de baterías de ión litio comerciales,el material que aporta los iones litioes el material de electrodo positivo,en este caso la cobaltita de litio.
Este hecho supone que la batena,tras ser ensamblada, se encuentra
en estado descargado, es decir no se
puede usar directamente. Por ello lo
primero que hay que hacer al com
prar una de estas baterías es cargar
la. La cobaltita de litio tiene una
estructura laminar. Durante la etapainicial de carga de la batería, los
iones litio son extraídos del espacio
interlaminar de la cobaltita, por lo
que para asegurar la electroneutrali-dad del óxido, el Co^^ se oxida a
Co"^"^ cediendo un electrón. Los
iones litio son transportados a través del electrolito, que se trata deun medio aislante electrónico perocon buena conductividad iónica.
Finalmente, estos iones litio se aca
ban insertando en el electrodo
negativo, es decir, entre las láminasde grafito. Simultáneamente el grafito acepta electrones provenientesde la cobaltita y se reduce. Al finalde esta etapa de carga la batería yaestá lista para su funcionamiento.Por ello, de una forma rigurosa, losverdaderos materiales activos de
esta batena son la cobaltita deslitia-
da y el grafito litiado. Durante laetapa de descarga de la batería, esdecir, durante su utilización, las
reacciones electroquímicas que tienen lugar son las contrarias. Así, ellitio se desinserta del grafito y trasser transportado por el electrolito seinserta en la cobaltita de litio, recu
perándose el compuesto LiCoOi alfinal de la descarga. Respecto a loselectrones, éstos se transfieren porel circuito exterior permitiendo elfuncionamiento del equipo queintegra la batería.Las baterías de ión litio presen
tan una serie de ventajas respecto asus más directas competidoras, lasbaterías recargables de níquel/cad-
Reaccioncs Electroquímicos:
ElectrodoPositivo
ElectrodoNegativo
i\Co^*0,Descarga
L'i-k * xD'* + xe-
C + xLí* + xe-
Descarga
Esquema delo Botería
(+) LiCoOz Mat. Carbonoso (-)
Figura 3. Funcionamiento de una batería de ión litio comercial: C/LiPFe/LICoO:.
mió (Ni/Cd) o las de níquei/hidrurometálico (Ni/HM). En primer lugar,hay que destacar el elevado voltajede las baterías de ion litio. Típicamente, el voltaje de una batería deion litio es próximo a 4V, esto es,más de tres veces el valor del volta
je de las baterías de Ni/Cd o Ni/HM(1.2 V). Por su elevado voltaje, unade las principales ventajas de lasbaterías de ión litio es su alta densi
dad de energía, tanto en volumencomo en masa. Ambas densidades
presentan valores superiores entreun 20% y un 40% a las baterías deNi/Cd o Ni/HM. Estos valores sig
nifican que, para una densidad deenergía dada, una batería de iónlitio pesa notablemente menos queuna balería de níquel-hidruro metálico. Algo similar ocurre si nosreferimos al volumen de la batena.
No es difícil comprender queambos aspectos, masa y volumen,
son determinantes en cualquieraplicación portátil. Otra ventajaimportante de estas baterías es laausencia del conocido efecto
memoria que tienen las baterías deNi/Cd o Ni/HM. Esto significa queuna batería de ión litio puede serrecargarda en cualquier momentosin peligro de que la batería pierdaparte de su capacidad inicial. Porúltimo, las baterías de ión litio presentan un bajo impacto medioambiental, como consecuencia de queno contienen elementos tóxicos
como cadmio, mercurio o plomo,generalmente utilizados en otrostipos de baterías. Todas estas ventajas explican el por qué las bateríasde ión litio están consideradas
como la última generación de lasbaterías avanzadas, siendo además,
un claro ejemplo de aplicación deun compuesto de intercalación en lavida cotidiana.
BIBLIOGRAFIA
[1] Intercalation compounds. R Scholl-
hom, en Inclusión compounds, Vol.
I, Eds. J.L. Atwood, J.E: Davies y
D.D. MacNicol. Academia Press,
Londres, 1984.
[2] Inorganic intercalation compounds,
Dermot O'Hare, en Inorganic
Materials. 1° Ed. Eds. Duncan W.
Bruce y Dermot O'Hare. John
Wílcy& Sons. New York, 1997.
[3] Intercalation Chemistry, Alian J.
Jacobson. en Encyclopedia of Inor
ganic Chemistry. Vol. 3, Ed. R.
Bruce King. John Willey & Sons,
Chichester, 1994.
[4] Intercalation Chemistry, Eds. M.S.
Whittingham y A.J. Jacobson, Aca-
demic Press. New York, 1982.
M." Luisa Rojas Cervantes
Dpto. de Química Inorgánica y
Química Técnica
NOVEDADES CIENTÍFICAS
Novedades científicas en Física en el año 2003
ASTROFÍSICA YCOSMOLOGÍA
• Cada año aparecen nuevos datos ymás precisos sobre la radiacióncósmica de fondo que aportan
nueva información sobre la estruc
tura y la historia del Universo. En2003 se hicieron públicos los primeros estudios de los datos sumi
nistrados por la sonda WdkinsonMicrowave Anisotropy Probé(Wilkinson es el apellido de uno desus diseñadores, muerto reciente
mente). El WMAP fue lanzado enjunio de 2001 para situarse en elPunto Lagrangiano L2 a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. (De
este modo, el satélite órbita alrede
dor del Sol con el mismo periodoque la Tierra, pese a estar a unadistancia mayor.) Lo que se deduce de estos datos es que el BigBang tuvo lugar hace 13.7 ± 0,2miles de millones de años y laradiación cósmica refleja el estado
del Universo 379 ± 8 miles de años
después. Los datos confirman quehubo una etapa inflacionaria aunque queda descartado el modelo deinflación caótica. Además de la
anisotropía, el WMAP ha medidola polarización de la radiación, dedonde se puede deducir la épocade la reionización debida a la for
mación de las primeras estrellas(ver 100cias@uned n" 5, 2002).Esto ocurrió 200 millones de años
después del Big Bang, es decir,unos 500 millones de años antes de
lo que se pensaba hasta ahora.Estos datos de WMAP se complementan con los del Shan DigitalSky Siin'ey (SDSS) basado en tierra que ha examinado más de200.000 galaxias. De ellos sededuce que el Universo contieneun 4% de materia bariónica, un
23% de materia oscura y un 73%de energía oscura. También fijauna cota superior de 0,6 eV para lamasa del neutrino.
No obstante lo anterior, tan sólo
una tercera parte de este 4% queconstituye la materia bariónicaestá en forma de estrellas y galaxias. Ahora se han descubierto en
el grupo local nubes de oxígeno debaja densidad que podrían darcuenta del otro tercio.
La abundancia de elementos químicos en las estrellas más antiguas
de la Vía Láctea es de sólo entre
1/IOy 1/100 de las abundancias enel Sol. Por ello se pensaba que laevolución de los elementos químicos requería mucho tiempo. Paraestudiar esta evolución a lo largo
de la historia del Universo se com
paran los espectros de galaxias conedades diferentes, es decir, situa
das a diferentes distancia de la Tie
rra y con diferentes desplazamientos hacia el rojo. El problema esque las galaxias muy lejanas sonmuy poco brillantes. Este problema se puede soslayar cuandodetrás de la galaxia a estudiar yexactamente en la misma visual
hay un quasar que proporciona la