El día en que Napoleón subestimó el conocimiento de la química

Hace más de doscientos años, el ejército de Napoleón se enfrentó a los rusos en una batalla que marcó un importante revés estratégico en la invasión francesa de Rusia.  Al final, sólo 10.000 franceses de más de medio millón salieron vivos de Rusia.

Algunos historiadores creen que este contratiempo no se debió a la falta de fuerza militar, sino más bien a la mayor falla de vestuario de todos los tiempos: El ejército francés usaba botones de hojalata para asegurar sus uniformes, sin saber que el estaño forma muchos alótropos – algunos de ellos no son del todo adecuados para los fríos inviernos rusos.

Las fuerzas de Napoleón hasta ese momento habían sido inigualables e invictas. Sin embargo, la batalla fue una victoria pírrica para su ejército ya que un cierto incidente cambió el curso de los acontecimientos.

Cuando los rusos se enteraron del advenimiento de Napoleón a Rusia, incendiaron Moscú y avanzaron hacia el este. Cuando el emperador y su ejército llegaron a Moscú, la temperatura había bajado drásticamente a -28°C.

Los botones de los uniformes de las tropas francesas fueron su talón de Aquiles en Rusia, y la química tiene la explicación
Los botones de los uniformes de las tropas francesas fueron su talón de Aquiles en Rusia, y la química tiene la explicación

Cuando se encontraron con el fuego, los botones comenzaron a soltarse, exponiendo su ropa interior. La Madre Naturaleza había venido al rescate de los rusos. En lugar de apagar el fuego y continuar la persecución de los rusos, luchaban contra el terrible frío mientras temblaban.

Al final, de los 600.000 soldados franceses que llegaron a Rusia, sólo 10.000 de ellos salieron vivos de Moscú.

Una de las razones de la caída del imparable ejército francés fueron los botones de los uniformes del ejército. Toda la ropa del ejército, desde el general más alto hasta el soldado raso más bajo, tenía botones hechos del elemento químico estaño (Sn) cosidos en sus uniformes.

Cuando se expone al frío, como el ejército de Napoleón encontró en Rusia, el estaño se desintegra en un polvo fino. Al deshacerse sus botones y uniformes, se sentían tan debilitados por el frío que no podían funcionar. En lugar de usar sus manos para llevar suministros y armas vitales, sostenían sus prendas, agarrándose al calor.

La química explica la derrota de Napoleón

La estructura de unión de los átomos de estaño comienza a cambiar cuando las temperaturas bajan de 10°C y el estaño era el principal metal utilizado para hacer botones en los uniformes del ejército francés. A medida que las severas temperaturas rusas se acercaban a los -30°C, los botones se han convertido en polvo.

El estaño utilizado por el ejército de Napoleón era puro (es decir, no se mezcló ningún otro elemento con él) y por lo tanto más tolerante a las bajas temperaturas. Un bonito, suave y brillante estaño puede “infectarse” muy rápidamente con una condición llamada “plaga del estaño” que cambia radicalmente su estructura cristalina y se desmorona.

Los alótropos del estaño

Alótropo es una palabra que se usa para explicar que muchos elementos existen en diferentes formas físicas.  El carbono, por ejemplo, se encuentra en el grafito, el carbón y los diamantes, pero cada una de estas formas sigue estando hecha de la misma cosa: átomos de carbono.  Es sólo que los átomos de carbono en la mina de un lápiz están enlazados de manera diferente a como lo están los átomos de carbono en un anillo de compromiso de diamantes.  Debido a que están unidos de diferentes maneras, no sólo se ven diferentes, sino que estos alótropos también funcionan de manera diferente.

Formas alotrópicas del estaño
Formas alotrópicas del estaño

Al igual que el carbono, el estaño tiene varios alótropos.  Las estructuras primarias que forma el estaño se denominan alfa-estaño (escrito así: α-estaño), y beta-estaño (β-estaño).   Estos dos tipos de estaño tienen características muy diferentes debido a la forma en que sus átomos se unen.  Resulta que el β-estaño es de color plateado, metálico, y bastante maleable – puede ser martillado en formas sin romperse. En otras palabras, parece un gran material para usar en botones… pero β-estaño no es muy estable en temperaturas frías (¿inviernos rusos?) – cuando la temperatura cae por debajo de unos 13°C (o alrededor de 56°F), el β-estaño se transforma espontáneamente en su forma α, que es quebradizo y polvoriento: no es un gran atributo para algo que va a mantener su abrigo de invierno cerrado.

Desafortunadamente, parece que el ejército francés no estaba al tanto de esta transformación del estaño en un clima frío: sus botones se transformaron rápidamente de estaño sólido y brillante a escamas de estaño quebradizas que se rompieron en el duro clima.  Por supuesto, el frío no fue la única causa de su retirada; el Gran Ejército de Napoleón se enfrentó a enfermedades, deserciones y muertes a lo largo de su campaña.  Pero seamos sinceros: no poder abrocharse el abrigo ante la nieve, los vientos fuertes y las temperaturas bajo cero, ¡haría que cualquiera quisiera rendirse y volver a casa!

Video que muestra el cambio de estado alotrópico del estaño a una temperatura inferior a 13°C, denominada como la peste del estaño. El video fue filmado a lo largo de 20 horas y acelerado para mostrar el efecto.

Esto podría haberse evitado aleando (añadiendo otro elemento o metal) con pequeñas cantidades de metales electropositivos o semimetales solubles en la fase sólida del estaño como el Antimonio (Sb) o el Bismuto (Bi), lo que habría evitado la descomposición de los botones de los soldados y eventualmente los hizo conquistar Rusia y también evitó muchas muertes por el invierno ruso.

Para más información All for Want of a Button: How Napoleon’s Battle in Russia Helps Me Teach Chemistry