Los bloques de LEGO resultan ser un aislante térmico magnífico… incluso en frío absoluto

Investigadores descubren las sorprendentes propiedades aislantes de los bloques de LEGO

Se acercan los Reyes Magos y los niños que se hayan portado bien recibirán sus juguetes al despertar. Videojuegos, bicicletas, y por supuesto cachivaches de todo tipo que, inevitablemente, terminarán desguazados y destrozados en apenas unos días por esas implacables manos infantiles. Sin embargo, algunos afortunados jóvenes recibirán uno de los presentes más duraderos y resistentes que se han diseñado en la historia del juguete: las piezas de LEGO.

Pronto cumplirán un siglo desde que, a mediados de la década de los años ’30, un carpintero danés llamado Ole Kirk Christiansen fabricó los primeros bloques de lo que hoy ya se ha transformado en toda una empresa multimillonaria. Los originales se hacían de madera, pero con la llegada del plástico la familia Christiansen se adaptó rápidamente a los nuevos materiales y demandas. Más tarde llegaría su famoso sistema de acoplamiento “de perno y tubo” que se patentó en 1958 y que se ha convertido en su más célebre seña de identidad.

Durante todos estos años las curiosidades de la compañía y sus célebres bloques darían para llenar varios libros, incluyendo una casa para alquiler vacacional construida completamente con piezas de LEGO. Esta semana tenemos que añadir un nuevo logro a estos pequeños bloques porque un estudio científico, publicado en Scientific Reports de Nature, ha descubierto que no solo son un magnífico aislante térmico sino que pueden resistir temperaturas criogénicas casi sin despeinarse…

Tanto el material como el sistema de sujeción de las piezas de LEGO contribuyen a sus propiedades aislantes | Chawner et al.

Un equipo de investigadores de la Universidad inglesa de Lancaster se encontraba “buscando un material que actuara como aislante térmico a temperaturas extremadamente bajas, pero que fuera relativamente fuerte”. Los científicos británicos pensaron en las piezas de LEGO como posibles candidatas ya que el área de contacto entre los dos bloques unidos entre sí es muy pequeña (lo que ayuda a aislar térmicamente), pero la estructura resultante es muy robusta.

Para comprobar si su intuición era acertada los investigadores colocaron una figura completa y varias piezas del popular juego, dentro del refrigerador más efectivo del mundo y bajar la temperatura hasta niveles criogénicos. Este potentísimo congelador es capaz de descender hasta casi llegar a los −273,15 °C, la temperatura más baja posible según la física clásica, acercándose a solo unos miligrados del cero absoluto.

Según Dmitry Zmeev, uno de los autores principales del estudio, “los resultados son notables ya que descubrimos que el sistema de sujeción de los bloques LEGO consigue que las estructuras se comporten como aislantes térmicos excelentes, incluso a temperaturas criogénicas”. Una de las aplicaciones más interesantes que se vislumbran tras el estudio sería el diseño de materiales y componentes, sobre todo en el desarrollo de computadoras cuánticas, que deben soportar temperaturas muy bajas.

Evidentemente, esos futuros componentes no serían como las actuales piezas de LEGO, pero sí podrían ser una inspiración tanto en su diseño como en los materiales utilizados. Estos bloques de LEGO se realizan con un tipo específico de plástico, denominado plástico ABS (por las siglas de Acrilonitrilo butadieno estireno), que es tremendamente resistente a golpes y que, además de en el célebre juguete danés, también se utiliza en numerosos componentes industriales.

El sistema de sujeción de las piezas de LEGO se comportó como una barrera importante a la conducción térmica por lo que, sumado al plástico ABS, podría dar interesantes aplicaciones de cara al futuro. Los propios investigadores dan una primera idea y apuntan al diseño e impresión en 3D, siguiendo el formato de las piezas de juguete, de componentes resistentes tanto a golpes físicos como a temperaturas extremadamente bajas.

Referencias científicas y más información

Chawner, J. M. A., et al. «LEGO® Block Structures as a Sub-Kelvin Thermal Insulator». Scientific Reports, Nature, vol. 9 diciembre de 2019, pp 1-4 DOI:10.1038/s41598-019-55616-7.

Allen Kim “This is the world's coolest Lego set ... literally” CNN News