El europio y la fluorescencia UV

Hay algo que la mayoría de la gente no sabe sobre los billetes de euro: llevan un segundo diseño invisible encima del primero. No es uan metáfora, es química. Si tenés una lámpara UV y un billete de 5 euros a mano, podés verlo ahora mismo. Las estrellas del arco frontal, que a simple vista son casi amarillas y opacas, se encienden en rojo intenso. En el reverso, el puente romano parece flotar sobre un río índigo bajo una luz verdosa; también se observan reacciones en firmas, números: todo brilla con colores distintos a los visibles bajo luz solar.

¿Qué produce eso?

Un metal llamado europio.

El europio es el elemento 63 de la tabla periódica. Pertenece al grupo de los lantánidos. Es el más reactivo de todos sus vecinos, se oxida en segundos al contacto con el aire, arde espontáneamente entre 150 y 180 °C, y hay que guardarlo sumergido en aceite para que no haga un desastre.

No parece un elemento ideal para un billete, pero ... tiene una propiedad que lo hace irremplazable: muchas de sus sales son fluorescentes. Absorben radiación ultravioleta —invisible al ojo humano— y la re-emiten como luz visible en colores muy específicos. No un espectro difuso. Longitudes de onda exactas, reproducibles, reconocibles. Eso es una pesadilla para los falsificadores y una herramienta perfecta para los bancos centrales.

Cómo funciona la tinta invisible

Los compuestos de europio que se usan en los billetes tienen dos partes. Una "antena" molecular —la parte voluminosa— que captura la energía de las radiaciones UV entrantes y las transforma en vibraciones que el europio sí puede absorber. Cuando esa energía llega al átomo, sus electrones saltan a niveles de mayor energía. Al volver a su estado original, liberan esa energía como luz. El color depende de qué tanto "caen" los electrones, y eso depende de qué elementos acompañan al europio en el compuesto.

En 2002, Freek Suijver y Andries Meijerink, de la Universidad de Utrecht, decidieron analizar los billetes de euro que acababan de entrar en circulación. Apuntaron radiación UV y registraron los colores emitidos con precisión espectroscópica. Sus conclusiones: las fibras rojas son europio unido a dos moléculas de tipo acetona. Las verdes, una mezcla de europio con estroncio, galio y azufre. Las azules, europio combinado con óxidos de bario y aluminio.

Publicaron todo eso en un paper, advirtiendo al final que cualquier investigación adicional sobre la composición exacta de las tintas violaría la ley europea. El Banco Central Europeo nunca confirmó ni desmintió nada.

El químico que nombró un continente

Lo que hace todo esto todavía más interesante es quién descubrió el europio y por qué lo llamó así.

En 1901, el espectroscopista parisino Eugène-Anatole Demarçay —el mismo que había ayudado a los Curie a identificar el radio unos años antes— estaba trabajando con muestras de samario. Notó líneas espectrales que no correspondían a ese elemento. Después de años de cristalizaciones repetidas, logró aislar la impureza y confirmar que era un elemento nuevo.

El europio había sido observado por primera vez por Paul Émile Lecoq de Boisbaudran en 1890, pero fue Demarçay quien lo identificó y aisló definitivamente. Al nombrarlo, hizo algo raro para la época: en lugar de dedicárselo a Francia (como Lecoq había hecho con el galio en 1875) o a algún lugar específico de Suecia como tantos otros, eligió nombrar el elemento en honor a Europa entera. En 1901, cuando el nacionalismo europeo estaba en su punto más agresivo y casi cualquier grupo quería su propio Estado, esa era una declaración bastante contracultural. No dejó registro de sus razones. Pero la decisión habla por sí sola.

¿Cómo terminó el europio en los billetes del continente que le dio nombre?

Nadie lo sabe con certeza. El BCE no especifica qué materiales usar para los tintes fluorescentes, solo exige que funcionen. Los fabricantes de billetes no hablan. Los investigadores de Utrecht insinuaron, en una entrevista, que funcionarios del Banco Nacional Holandés los habían visitado antes de que el euro se pusiera en circulación, y que durante esa visita "les habían proporcionado mucha información sobre materiales luminiscentes".

¿Ellos pusieron la idea del europio sobre la mesa? ¿O los banqueros ya lo tenían claro y fueron a confirmar detalles técnicos? La respuesta sigue siendo un misterio con la misma protección legal que la fórmula de la tinta.

Lo que sí es cierto es esto: cada vez que pasás un billete de euro por una luz ultravioleta, estás viendo el trabajo de un químico francés de principios del siglo XX que decidió que un elemento nuevo merecía llevar el nombre de un continente, no de un país. Ciento veinte años después, esa decisión terminó siendo parte de la infraestructura financiera de la Unión Europea.

Fuentes:

Suijver & Meijerink, Universidad de Utrecht (2002): https://dspace.library.uu.nl/handle/1874/25831

orbitalesmoleculares.com

Banco Central Europeo.

Química en los billetes bancarios

Fuente: https://burjcdigital.urjc.es/items/d0f7c17f-7900-48d0-a0de-cd6da3ae1021

Fecha de publicación: 5/10/2020

 INTRODUCCIÓN

Los billetes, esas pequeñas piezas de papel moneda que nos acompañan doblados en nuestros bolsillos y carteras, normalmente de manera efímera. Compañeros de viaje que dejamos olvidados en abrigos y que al año siguiente, al reencontrarnos con ellos accidentalmente, nos arrancan una sonrisa. Trozos de papel de todos los colores, capaces de hablar en todos los idiomas del mundo y que guardan cada uno, una pequeña historia dentro. Piezas de coleccionista que en secreto son pequeños laboratorios en sí mismo, guardando clases magistrales de Química, Biología, Física, Arte, Historia de la Ciencia, etc. En el presente manuscrito se hará una recopilación de los detalles más característicos de los billetes en los que está presente la Química; centrándonos, posteriormente, en detalles impresos en los billetes mundiales, en relación con grandes científicos que han protagonizado estas pequeñas obras de arte.

¡TENGO VIDA!

Los billetes por tener, tienen literalmente vida propia, tal y como el artista estadounidense Ken Rinaldo expuso recientemente su obra Borderless Bacteria/Colonialist Cash en el Laboratorio de Arte de Berlín.[1] En dicha exposición se mostró la vida que existe sobre los trozos de papel moneda que se manejan a diario. Las obras consisten en placas petri con agar, para solidificar el medio, y en su interior los billetes como superficie de cultivo (véase Figura 1). Hasta 3.000 tipos de microbios puede llegar a albergar un billete, la mayoría de ellos provenientes de la piel, la boca y la vagina humanas.[2]

Figura 1. Billetes cultivados con agar en placas trasparentes durante varios días, repletos de colonias de bacterianas y hongos (Exposición Borderless Bacteria/Colonialist Cash en el Laboratorio de Arte de Berlín)[1]

¡ENSÉÑAME LA PASTA!

 Esta proliferación de vida se debe a la propia composición orgánica de la base de los billetes,[3] que están hechos generalmente de papel de algodón. Generalmente, el algodón es usado en su forma transgénica, mezclándose con lino u otro tipo de fibras para aumentar su vida útil. En China en el año 118 a.C., durante la dinastía Han, aparecieron los primeros pagarés hechos de pieles curtidas de los gamos sagrados que moraban en el Palacio Real. Pero los primeros billetes con base de papel, que también tienen sus orígenes en China, no aparecieron hasta la Dinastía Tang (618-907 d.C.). Comenzando a ser usados en los recibos de depósitos de los comerciantes, para evitar desplazar gran cantidad de monedas de cobre en sus viajes y grandes transacciones comerciales. Los primeros billetes (véase Figura 2) estaban fabricados en papel elaborado a partir de la corteza de la morera del papel o mora turca (Broussonetia papyrifera). Curiosamente, esta planta en francés recibe el nombre de le mûrier d’Espagne. El uso de las pastas de papel para la elaboración del dinero fue evolucionando con la sociedad.[5] Actualmente están hechos de mezcla de fibras naturales, como lino y algodón, por lo que estrictamente no están elaborados de pasta de papel, sino de tela. Para los billetes de euro, la Unión Europea permite el uso de algodón transgénico,[6] conllevando un descenso de uso de plaguicidas a nivel mundial (pero supone un daño económico, ya que todo este material es importado, al no permitirse la plantación de algodón transgénico en la Unión Europea…).

Figura 2. Billete “Yi Guan” de la dinastía Ming (13681644 d.C.) descubierto en el año 2016 en el interior de una escultura de madera de un Luohan (individuo que ha alcanzado el Nirvana)[4]

Actualmente, la tendencia es abandonar el uso de la pasta de papel y recurrir a polímeros para rebajar los costes de producción y el impacto medioambiental, o recurrir a la combinación de ambas materias primas. Costa Rica y Haití en 1983, emitieron los primeros billetes de plástico de fibras de polietileno, material comercializado como TyvekTM y desarrollados por DuPont Corporation.[7] Estas piezas dejaron de utilizarse porque eran resbaladizas y su tinta se desvanecía. Pero en 1988, después de años de investigación científica, Australia[3] produjo el primer billete de polímero hecho de polipropileno (plástico) biaxialmente orientado y, en 1996 se convirtió en el primer país en reemplazar completamente sus billetes de papel. Posteriormente, muchos países, entre ellos los hispanoamericanos Brasil, Chile, Guatemala, República Dominicana, México y Paraguay, adoptaron este polímero como base de sus billetes.

Figura 3. Marca de agua (o filigrana), e hilo de seguridad en el billete de 20 euros[4]

¡LLAMEN A SEGURIDAD!

El proceso de elaboración de billetes de banco mediante moldes, en el que se incorporan marcas de agua e hilos de seguridad durante el proceso de formación del papel,[8] es el más utilizado. La marca de agua se consigue durante el proceso de creación de las láminas de papel, dejando reposar la pasta de papel en planchas sobre diferentes espesores inapreciables, que terminan dejando la filigrana característica. Entre las capas de esta pasta, se suelen incluir hilos con marcas específicas de seguridad (véase Figura 3). Existiendo dos tipos: El primero, un delgado hilo de poliéster recubierto de aluminio con microimpresión que está incrustado en el papel del billete. Y el segundo, un hilo de seguridad de coser simple o multicolor hecho de algodón o fibras sintéticas, en su mayoría fluorescentes a la radiación ultravioleta, UV.

Aunque el hilo es la característica de seguridad más utilizada en billetes de todo el mundo, cada día se incorporan nuevos sistemas de seguridad,[9] que incluyen elementos holográficos, iridiscentes, magnéticos, fluorescentes e incluso upconversion (conversión ascendente de fotones), y microimpresión.

Los hologramas (véase Figura 4) que se incorporan a los billetes son etiquetas de seguridad complicadas de falsificar, porque se reproducen a partir de un holograma maestro que requiere equipos costosos y tecnológicamente avanzados.[9]

Figura 4. Parches holográficos reflectantes en billetes de 20 euros y 100 euros, respectivamente

Los hologramas e hilos de seguridad, con el avance de la tecnología, han conseguido incorporar la técnica de ventana (Figura 5), haciendo que en estos elementos se incorporen elementos trasparentes y que incluso, solo aparezcan en una de las caras del billete. Estas características dificultan en gran medida la falsificación. También resulta útil la utilización de la marca sobre los billetes de papel,[5,8] con rotulador especial a base de lugol (yodo molecular I2 y yoduro de potasio KI en agua destilada). Que consiste en la formación o no, de cadenas de iones I3– entre el almidón del papel (véase Figura 5). Al pasar el rotulador por los billetes falsos, fabricados con papel normal que contiene almidón, éstos se “manchan” debido a la reacción de formación del complejo oscuro del triyoduro con las hélices de amilosa. Mientras, que los billetes legales fabricados de algodón transgénico, que poseen amilopectina (en lugar de amilosa) y las moléculas de triyoduro, son incapaces de reaccionar, no produciéndose complejo coloreado.

Figura 5. Izquierda: Ventana holográfica transparente incorporada en las tiras reflectantes (billete de 20 euros), mostrando el retrato del personaje mitológico Europa, que puede verse en ambos caras del billete. Derecha: Marca realizada con rotulador con base de lugol, sobre papel rico en amilopectina (no deja marca coloreada) y sobre papel normal de amilosa (deja marca oscura)

Las impresoras modernas utilizadas en la impresión de papel moneda permiten que se incorporen nuevas medidas de seguridad (véase Figura 6), como son la impresión en relieve, halos impresos de muy pequeño tamaño ocultos a simple vista y la inclusión de patrones de símbolos anti-copia. Para estos últimos, los billetes de euro incorporan un patrón de símbolos verde amarillentos (representando la constelación de Eurión) en forma de “donuts”, que al ser escaneados o fotocopiados por impresoras homologadas, reconocen que se trata de un billete y rehúsan a fotocopiarlo.[10] En los billetes realizados sobre una base polimérica, se adaptan los elementos de seguridad existentes obteniendo novedosos diseños. En la Figura 7 y en la referencia mostrada para el billete de 100 dólares neozelandés,[11] al que nos referiremos más adelante por la imagen que aparece en él, se pueden observar estos novedosos diseños.

Figura 6. Arriba: marcas en los laterales en relieve reconocibles al tacto y halos de pequeñas dimensiones impresos en los billetes de euro. Abajo: marcas anti-copia: Patrones geométricos incorporados en el papel moneda, para que las impresoras modernas rehúsen realizar su copia al ser detectados

Figura 7. Billete de 100 dólares neozelandés de base polimérica, que adapta las medidas de seguridad del papel moneda a este material[11]

LA PALETA DEL PINTOR

Para toda obra maestra, se requiere de una materia prima. Para las pequeñas obras de arte que encarnan los billetes, se necesita de los pigmentos y tinturas. La gran variedad de pigmentos utilizados en la elaboración de los billetes no guardan grandes secretos, respecto a los usados en otras actividades.[12] En esencia, y a excepción de los pigmentos artificiales creados en tiempos más contemporáneos, no difieren mucho de los utilizados en su momento por Rafael Sanzio (1483-1520)[13] para pintar por ejemplo, la pintura al fresco de “la Escuela de Atenas” de las estancias del Palacio apostólico del Vaticano. Véase la Figura 8, con el billete conmemorativo de dicha obra, de 500.000 antiguas liras, en la que aparecen los grandes pensadores clásicos y los primeros “científicos” de la historia.

Otro gran genio renacentista que se introdujo en el manejo de las bases de la Alquimia y la Metalurgia durante su aprendizaje en los talleres de su mentor Verrocchio, fue Leonardo da Vinci (1452-1519)[14]; homenajeado en el billete de 500.000 de las antigua liras, fuera ya de circulación de la Figura 9.

Una clara evidencia de que la receta de los pigmentos utilizados, por ejemplo, en los billetes de euro es bastante común, está en el detalle de las licitaciones que la Casa de Moneda y Timbre [15] saca para contratar proveedores de cartuchos de tinta de impresora de la marca EpsonTM, algo accesible al público en general.

Las medidas de seguridad también pueden ser incorporadas a través del uso de tintas con características específicas.

Figura 8. Escuela de Atenas. Billete de 500.000 liras italianas (1997)

Figura 9. Leonardo da Vinci. Billete de 50.000 liras italianas (1970)

Una característica típica de los billetes de euro es el uso de tintas ópticamente variables (Optically variable ink, OV) que cambian de color según el ángulo del observador (véase Figura 10) y la incidencia de la luz (iridiscencia o Pearlescent coating referido a la tinta).[16]

Otra posibilidad que ofrecen los pigmentos, es el uso de tintas magnéticas[17] (véase Figura 11), usadas en los números de serie de los billetes y/o en otras zonas deseadas, que son capaces de ser detectados por máquinas al uso.

El uso de compuestos fluorescentes[18] bajo la luz ultravioleta (véase Figura 12), es otro recurso muy utilizado como medida de seguridad en los billetes. En los billetes de euros se usan complejos fluorescentes rojos de europio, complejos fluorescentes verdes de terbio y mezclas de ellos para obtener el amarillo-anaranjado.

Recientemente en algunos países, se ha incorporado como medida de seguridad el uso de tintas con nanopartículas de conversión ascendente de fotones (upconversion, véase Figura 13) y materiales de lantánidos capaces de emitir luz, por radiación previa de infrarrojo cercano,[19] para mostrar la autenticidad de los billetes.

Figura 10. Uso de la tinta iridiscente en los billetes de euro. Fenómeno que hace cambiar de color gradualmente a medida que cambia el ángulo de visión o el ángulo de iluminación. Este fenómeno se da en la naturaleza, entre otros, en el exoesqueleto iridiscente del escarabajo ciervo dorado

Figura 11. Número de serie impreso con tinta magnética, detectable con pequeñas máquinas que manifiestan campos electromagnéticos

Figura 12. Billete de 50 euros bajo radiación ultravioleta, donde se aprecia el rojo, verde y anaranjado, fruto de los complejos de europio, terbio y mezcla de ambos, respectivamente

Figura 13. Billete de 100 yuan o reminbí, impreso en zonas estratégicas con tintas de conversión ascendente de fotones (upconversion), capaces de emitir radiación bajo excitación infrarroja

La utilización de técnicas espectroscópicas para la labor forense de detección de pigmentos falsos o distintos a los utilizados en la impresión del papel moneda son: la técnica Mößbauer para pigmentos ricos en hierro y la f luorescencia de rayos X para conocer la composición atómica;[20] y la espectroscopia Raman[21] para el resto de pigmentos, al ser una técnica que no destruye las muestras de los billetes. Pero el fácil acceso a los pigmentos utilizados en los billetes a través de consumibles comerciales de cartuchos de tinta, hace de todas ellas casi más unas técnicas de apoyo para los propios defraudadores, brindando en bandeja las herramientas para conocer composiciones de tintas, que herramientas antifraude.

PODEROSO CABALLERO ES DON DINERO

El escritor Francisco de Quevedo y Villegas (1580-1645), en la poesía “Poderoso caballero es don Dinero” criticó el contexto social de su época por la búsqueda de dinero, con razón. Pero los maravillosos especímenes de billetes que a continuación enumeraremos, repletos de referencias e ilustres científicos, ni el mismo Quevedo se hubiera atrevido a criticarlos. 

La aparición de científicos y grandes pensadores en los billetes ha sido utilizada en numerosas ocasiones por diferentes países. En el presente epígrafe nos centraremos en científicos que marcaron hitos en aspectos relacionados con la Química. Se recopilan en tres bloques de billetes: con detalles químicos impresos, con combinaciones de detalles y la imagen de personajes ilustres en el campo de la Química, y billetes con solo figuras de ilustres en relación con logros en Química. Presentándolos todos ellos, por orden cronológico referente a su fecha de emisión. Lamentablemente, los billetes de euro todavía no se han apuntado a tan magnífica iniciativa.

Detalles químicos en billetes

El uso de detalles alegóricos a la Química de forma aislada, no ha sido un recurso muy utilizado en el papel moneda. Pero aun así, se encuentra algún ejemplo, como los mostrados a continuación:

Figura 14. Cristal de hierro. Billete de 20 francos belgas (1964)

En el billete de 20 francos belgas de 1964 (véase Figura 14), aparece representada la celda unidad del hierro (cúbica centrada en el cuerpo), en clara alusión al monumento “Atomium” situado en el parque de Heysel en Bruselas (Bélgica), formado por una estructura de 102 metros de altura construida para la Exposición de Bruselas de 1958.

La familia de Alfred Nobel, allá por el año 1873, comenzó a involucrarse en el negocio de la explotación del petróleo de Azerbaiyán, (conocido como “la tierra del fuego” debido a sus ricas reservas de petróleo y gas). Los tres hermanos (Ludvig, Robert y Alfred Nobel) fundaron la Compañía Petrolera “Branobel” en 1879. A principios del siglo xx era la segunda empresa petrolera más grande del mundo, lo que les permitió amasar una gran fortuna, entregado una buena parte a obras de caridad, subvenciones, becas, escuelas y hospitales. En la Figura 15, se muestra el anverso del billete de 1.000 manats de la República de Azerbaiyán, haciendo alusión a la enorme actividad económica del país en torno la industria petrolífera.

En la misma línea de la industria petrolífera de Azerbaiyán, nos encontramos el billete de 50 manats (véase Figura 16), en el que aparecen las conocidas como “estructuras de Kekulé” resonantes de la molécula de benceno.[22]

 

Figura 15. Industria petrolífera. Billete de 1.000 manats azeríes (2001) 

Figura 16. Estructura de Kekulé. Billete de 50 manats azeries (2014)

Imágenes de científicos junto con detalles químicos

En la Figura 17, aparece el anverso del billete de 5 francos franceses de 1966, con la imagen de Louis Pasteur (1822-1895)[23] en primer plano, y en el fondo, utensilios de laboratorio, junto con un microscopio. Pasteur es considerado el padre de la Microbiología y de la técnica conocida como “pasteurización” (eliminación de parte o todos los gérmenes de un producto elevando su temperatura durante un corto tiempo), que permitió desarrollar la esterilización por autoclave.

Figura 17. Louis Pasteur. Billete de 5 francos franceses (1966)

En la Figura 18, se presenta el billete de 100 dracmas griegos de 1967, donde además del busto de Democrito de Abdera (460-370 a.C.),[24] aparece dibujado la estructura de un átomo. En clara alusión a la idea del filósofo, que teorizó cortando piedras, de que la materia estaba formada por trozos infinitesimales indivisibles (átomos), únicos y diferentes de los átomos de otros materiales, como la piel. La imagen de Democrito también fue usada en otros billetes más antiguos de dracmas, como el de 20 dracmas griegos de 1955.

Figura 18. Demócrito. Billete de 100 dracmas griegos (1967)

Hans Christian Ørsted (1777-1851),[25] físico y químico danés, conocido por haber descubierto de forma experimental la relación física entre la electricidad y el magnetismo, (además de aislar el aluminio), aparece en el billete de la Figura 19, junto con una brújula aparentemente magnetizada. El ganador del premio Nobel de Medicina en 1908, Paul Ehrlich (1854-1915),[26] eminente médico y bacteriólogo alemán, aparece en el billete de 200 marcos de 1970. 

En la Figura 20, aparece la molécula de arsfenamina descubierta por él, siendo uno de los primeros fármacos que curó la enfermedad infecciosa con una alta tasa de mortalidad: la sífilis.

Figura 19. Hans Christian Ørsted. Billete de 100 coronas danesas (1970)

Figura 20. Paul Ehrlich. Billete de 200 marcos alemanes (1970)

 La Figura 21 honra la imagen de Alessandro Volta (1745-1827)[27] y su descubrimiento más famoso: la pila o columna, que inicialmente llamó “órgano eléctrico artificial”, estudiando los efectos del galvanismo sobre las ancas de rana. Volta apiló discos de igual tamaño de cobre y de cinc, de forma alterna; logrando que se generara un flujo eléctrico conectando con un alambre los discos situados en los extremos.

Figura 21. Alessandro Volta. Billete de 10.000 liras italianas (1984) 

Recurrir a la imagen icónica de Marie Skłodowska Curie (1867-1934),[28] ha sido habitual en la impresión del papel moneda. Pionera en la investigación sobre la radiactividad, y primera persona en recibir dos premios Nobel en distintas modalidades, Física y Química. El país natal de Marie Curie, Polonia, utilizó su imagen en el billete de 20.000 esloties (Figura 22) polacos en el anverso, y en el reverso del mismo, la ilustración de las barras de grafito de un reactor nuclear.

Figura 22. Marie Curie. Billete de 20.000 esloties polacos (1989)

En la Figura 23, tenemos el billete con la imagen de Carl Friedrich Gauss (1777-1855),[29] conocido en el campo de la Química principalmente por sus trabajos con las ecuaciones del magnetismo que llevan su nombre, y por la función gaussiana, representada en el billete.

En la Figura 24 se muestra la imagen de Michael Faraday, (1791-1867),[30] junto con alguno de sus experimentos más famosos de fondo. Estudió el electromagnetismo y la electroquímica. Sus principales logros fueron el descubrimiento de la inducción electromagnética, el diamagnetismo y la electrólisis. 

El billete de 10 francos suizos de 1997 (Figura 25), recurrió al matemático Leonhard P. Euler (1707-1783),[31] que popularizo el uso de la letra “e” (número de Euler o constante de Napier), para la constante irracional más importante, cuyo valor es aproximadamente igual a 2,71828, base de los logaritmos naturales, tan utilizados en el cálculo en Química. En el reverso de este mismo billete, se hace alusión a sus estudios en astronomía.

Figura 23. Carl Gauss. Billete de 10 marcos alemanes (1991) 

Figura 24. Michael Faraday. Billete de 20 libras esterlinas (1993

Figura 25. Leonhard Euler. Billete de 10 francos suizos (1997)

 Francia, país de adopción de Marie Curie,[28] usó la imagen del matrimonio Curie, para los billetes de 500 francos de 1998 (Figura 26). Pierre Curie (1859-1906),[32] fue un físico francés, pionero en el estudio de la radiactividad y descubridor de la piezoelectricidad, que fue galardonado con el premio Nobel de Física en 1903 junto con Marie Curie y Antoine Henri Becquerel. Además, en el anverso del billete, aparecen representadas las partículas alfa y en el anverso, una estructura atómica y utensilios de laboratorio.

En las extintas República Federativa Socialista de Yugoslavia (1936-1991, RFSY) y República Federal de Yugoslavia (1991-2003, actuales Serbia y Montenegro), se recurrió a la fotografía del gran inventor en el campo del electromagnetismo, Nikola Tesla (1856-1943).[33] Su imagen[34] fue usada en los billetes de 5 dinares de 1994; 100 dinares de 1994 y del año 2000; 500 dinares de 1981; 1.000 dinares de 1990, 1991 y 1992; 5.000 dinares de 1993; 5.000.000 dinares de 1993; 10.000.000.000 dinares de 1993. Destaca el billete de curso actual de Serbia de 100 dinares (Figura 27), donde aparece su imagen en el anverso y la definición de la unidad tesla igual al Weber/m2 .

Figura 26. Matrimonio Curie. Billete de 500 francos franceses (1998)

Figura 27. Nikola Tesla; arriba: Billete de 100 dinares serbios (2003); abajo: dinares de la extinta Yugoslavia de 1994

Recientemente en 2011, Polonia volvió a utilizar la imagen de la científica Marie Curie,[28] para el billete 20 eslotis (véase Figura 28), pero devaluado respecto al emitido en 1989. En el anverso aparece la imagen de la científica y en el reverso, la medalla que reciben los laureados con el premio Nobel, con la imagen acuñada del propio Alfred Nobel.

El billete de 50 libras esterlinas de 2011 (véase Figura 29), introdujo en su reverso, la imagen de dos retratos: el ingeniero y científico escocés James Watt (1736- 1819)[35] y, el industrial y empresario Matthew Boulton (1728-1809),[36] junto con la Whitbread Engine y la Soho Manufactory, de Birmingham, donde mejoraron el primer prototipo de máquina de vapor.[16]

Figura 28. Marie Curie. Billete actual de 20 esloties polacos (2011)

Figura 29. Matthew Boulton y James Watt. Reverso del billete de 50 libras esterlinas (2011)

Billetes solo con la imagen del científico En Alemania, durante la República de Weimar (1918- 1933), se emitió un billete de 20 reichmarks (véase Figura 30), con la imagen de Ernst Werner M. von Siemens (1816-1892).[37] Inventor alemán, pionero de la electrotecnia e industrial fundador de la actual conglomerado de compañías Siemens AG. En 1841, desarrolló un proceso de galvanización (proceso electroquímico para recubrir un metal con otro distinto); en 1846 un telégrafo de aguja y presión, y un sistema de aislamiento de cables eléctricos mediante gutapercha (tipo de goma parecida al caucho, translúcida, sólida y flexible, que resultó un ser termoplástico natural), lo que permitió en la práctica, la construcción y el tendido de cables submarinos.

De nuevo Francia rindió culto a dos de sus grandes pensadores y científicos en diferentes áreas: a Voltaire (François-Marie Arouet, 1694-1778), [38] con el billete de 10 francos franceses de 1964 y a Blaise Pascal (1623- 1662),[39] en el de 500 francos franceses de 1977 (Figura  31). Entre otras muchas cosas, el primero de ellos destacó, por la creación del laboratorio en el castillo de la marquesa de Chatêlet, en Cirey. El segundo realizó investigaciones concluyente sobre fluidos y la aclaración de conceptos tales como la presión y el vacío.

Albert Einstein (1879-1955),[40] icono mundial de la ciencia y premio Nobel de Física en 1921 aportó en el campo de la Química-Física numerosos trabajos: teoría especial de la relatividad, mecánica estadística, efecto fotoeléctrico (por el que recibió el Nobel), entre otros. Fue homenajeado por Israel en el billete de 5 liras israelís de 1968 (véase Figura 32).

Figura 30. Ernst Werner M. von Siemens. Billete de 20 reichmarks de 1929

Figura 31. Arriba: Billete de 10 francos franceses de 1964 de Voltaire; abajo: billete de 500 francos franceses de 1977 de Blaise Pascal 

Figura 32. Albert Einstein, billete de 5 liras israelís (1968)

 

Figura 33. Erwin Schrödinger. Billete de 1.000 chelines austriacos (1983)

Erwin Schrödinger (1887-1961),[41] realizó importantes contribuciones en mecánica cuántica y termodinámica. Recibió el premio Nobel de Física en 1933 por el desarrollo de la ecuación que lleva su nombre (Schrödinger), compartido con Paul Dirac. Lo que mereció su aparición como homenaje en el billete austriaco de 1.000 chelines de 1983 (véase Figura 33).

Cristian Bikerland (1867-1917),[42] inventor de la producción de fertilizantes artificiales para la agricultura mediante un proceso industrial, denominado Birkeland– Eyde, que permite fijar el nitrógeno del aire, aparece retratado en los billetes de 200 coronas noruegas de 1994 (véase Figura 34).

En 1991, durante la disolución de la Unión Soviética y la fundación de la Federación Rusa, provocando una crisis financiera que afectó a sus gobiernos locales y regionales, se emitió el franco de los Urales, unidad monetaria emitida en Sverdlovsk (Ekaterinburgo, Rusia) a modo de vales. Se imprimió un billete de 100 de estos francos con la imagen de Dimitri Mendeléiev (1834-1907),[43] mostrado en la Figura 35. Científico de renombre, tras haber descubierto el patrón subyacente en lo que ahora se conoce como la tabla periódica de los elementos.

El billete de 100 libras esterlinas del Banco escocés Clydesdale (Figura 36), rinde homenaje a William Thomson, conocido como Lord Kelvin, (1824-1907).[44] Científico que destacó por sus importantes trabajos en el campo de la termodinámica, desarrollando la escala de temperaturas del cero absoluto.

Figura 34. C. Bikerland. Billete de 200 coronas noruegas (1994)

Figura 35. Dimitri Mendeléiev. Billete de 100 francos de los Urales. Federación Rusa (1991) 

Figura 36. Lord Kelvin. Billete de 100 libras esterlinas, banco Clydesdale (1996)

 Niels H. D. Bohr (1885-1962),[45] fue un físico-químico danés que contribuyó a la comprensión de la composición del átomo y la mecánica cuántica. Galardonado con el premio Nobel de Física en 1922, aparece en el billete de 500 coronas danesas de curso actual (véase Figura 37).

En 1997, Austria homenajeó en el billete de 1.000 chelines (véase Figura 38) a Karl Landsteiner (1868- 1943).[46] Patólogo y biólogo conocido por haber descubierto y tipificado los grupos sanguíneos. Premio Nobel de Medicina en el año 1930.

A Alexander Fleming (1881-1955),[47] premio Nobel de Medicina en 1945 por ser el descubridor de la penicilina, también se le atribuye el descubrimiento de la enzima antimicrobiana lisozima. Aparece en el billete de 5 libras esterlinas del Banco escocés Clydesdale de 1997 (véase Figura 39). 

Lord Ernest Rutherford (1871-1937),[48] premio Nobel de Química en 1908, tras su dedicación al estudio de las partículas radiactivas, clasificarlas en alfa (α), beta (β) y gamma (γ), y hallar que la radiactividad iba acompañada por una desintegración de los elementos. Presentó un modelo atómico que lleva su nombre con el que probó la existencia del núcleo en el átomo, en el que se reúne toda la carga positiva y prácticamente, casi la totalidad de la masa del mismo. Británico nacido en la actual Nueva Zelanda, aparece honrado en los billetes actuales de 100 dólares neozelandeses (véase Figura 40, para la base de pasta de papel y la Figura 7, para la nueva versión del billete sobre base polimérica).

Figura 37. Niels H. D. Bohr. Billete de 500 coronas danesas (1997)

Figura 38. Karl Landsteiner. Billete de 1.000 chelines austriacos (1997)

Figura 39. Alexander Fleming. Billete de 5 libras esterlinas del Banco Clydesdale (1997)

Figura 40. Lord Ernest Rutherford. Billete de 100 dólares neozelandés en pasta de papel (2016). En la figura 7, se puede ver en la nueva versión fabricado sobre base polimérica

CONCLUSIONES

El tópico recurrente de que “la química está en todas partes”, se hace patente en los billetes de papel moneda. La Química está presente en la propia historia del uso del dinero a lo largo de la humanidad, tanto en el material con el que se elabora, en las medidas de seguridad con las que se marcan, como sobre todo, en las imágenes que decoran a estos trozos de papel, para convertirlos en obras de arte de cualquier coleccionista amante de la Ciencia que se precie.

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Los superdólares explicados

 Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=uwXYI-ABsUw

Véase más información en:
https://seguridaddocumental.blogspot.com/2023/06/el-superdolar.html

Test para evaluar la performance del billete

Evaluar la durabilidad de un billete es fundamental para los bancos centrales, ya que un papel moneda resistente reduce los costos de emisión y mejora la seguridad y, además, está comprobado que un billete deteriorado es más difícil de autenticar.

Las pruebas de laboratorio simulan años de circulación intensa en apenas unos días o semanas. Estas son las principales evaluaciones técnicas que realizan los laboratorios de los bancos centrales:

1. Pruebas de resistencia mecánica
Estas miden qué tanto castigo físico puede soportar el sustrato (ya sea algodón, polímero o híbrido) antes de romperse o deformarse.

• Resistencia al doblez: es una de las pruebas más críticas. Una máquina dobla el billete repetidamente hacia adelante y hacia atrás bajo una tensión específica hasta que el papel se quiebra. Se utiliza generalmente el Instrumento Schopper, que aplica una tensión constante mientras dobla el billete 180° en ambas direcciones. El estándar ISO 5626 define los métodos para determinar la resistencia al plegado. Un billete de alta calidad suele superar los 2,500 a 5,000 dobles dobleces antes de mostrar una ruptura en la fibra.
• Resistencia al rasgado: mide la fuerza necesaria para continuar un corte ya iniciado en el borde del billete.
• Resistencia a la tracción: evalúa cuánta fuerza de estiramiento puede soportar el billete antes de romperse.

2. Pruebas de resistencia química y humedad
Los billetes están expuestos accidentalmente a sustancias domésticas y condiciones climáticas extremas.

• Inmersión en solventes: se sumergen los billetes en gasolina, alcohol, acetona y ácidos suaves para asegurar que las tintas no se corran ni el sustrato se degrade.
• Resistencia al lavado: simula el olvido de un billete dentro de un pantalón en la lavadora. Se prueba la resistencia al agua caliente, detergentes y la agitación mecánica.
• Prueba de sudor artificial: se aplica una solución química que imita el pH del sudor humano para verificar que la acidez de la piel no decolore las tintas con el uso prolongado.

3. Pruebas de desgaste de superficie y suciedad
La "suciedad" es la principal causa por la que un billete es retirado de circulación.

• Prueba de arrugamiento: el billete se somete a ciclos de arrugamiento y aplanamiento mecánico. Esto evalúa si la tinta se desprende de las crestas de las arrugas (un defecto conocido como flaking).
• Resistencia a la abrasión: se frota la superficie del billete con materiales abrasivos para ver cuánto tardan en desaparecer los elementos de seguridad o las tintas principales.  
• Prueba del tambor: los billetes se introducen en un tambor con una mezcla estandarizada de arena, grasa de lana (lanolina) y carbón activado. 
• Prueba de suciedad acelerada: se coloca el billete en un tambor con una mezcla de arena, grasa sintética y partículas de carbón para medir qué tan rápido pierde su brillo y reflectancia original. El BEP (Bureau of Engraving and Printing) de EE.UU. utiliza el Frick Test para medir cómo el papel moneda resiste la absorción de aceites humanos y suciedad ambiental.

4. Pruebas de estabilidad de color

• Resistencia a la luz: se exponen los billetes a una luz UV intensa durante periodos prolongados para garantizar que los colores no se desvanezcan prematuramente bajo la luz solar.

Diferencias según el sustrato

Es importante notar que los parámetros varían según el material. En el papel de algodón se enfoca más en la resistencia al doblez y la absorción de humedad. En el polímero, en la resistencia al rasgado (una vez que se inicia un corte, el polímero tiende a fallar rápido) y la adherencia de la tinta sobre la superficie plástica.

Un caso real: un billete de prueba circulando en las calles

 Fuente: https://www.polymernotes.com/en/news/a-newly-discovered-polymer-test-note-from-brazil.html

A principios de 1997, el Banco Central do Brasil (BCB), el banco central de Brasil, inició un proyecto de evaluación interna para convertir potencialmente sus billetes de papel en billetes de polímero.

La serie en consideración era la primera familia de billetes de papel del real brasileño, que se había emitido en julio de 1994 y estaba en circulación en ese momento.

Con base en este interés, la Casa da Moeda do Brasil (CMB), la imprenta oficial de Brasil, se encargó de estudiar y evaluar los billetes de polímero y los procesos necesarios para su impresión. La fase de evaluación comenzó con la adquisición de un sustrato de polímero. Entre 1997 y 1998, Securency International Pty Ltd. (Securency), el único proveedor mundial de dicho sustrato en aquel momento, suministró a la CMB láminas del sustrato de polímero Guardian™. (Nota: Securency era una empresa australiana fundada en 1996 como una empresa conjunta al 50% entre el Banco de la Reserva de Australia y UCB Films, un conglomerado belga que fabricaba películas de polímero. Securency es ahora CCL Secure y UCB Films es ahora Innovia Films, una división de CCL Industries).

Se enviaron a Brasil láminas de polímero Guardian™. Estas láminas fueron opacificadas (con una capa blanca lista para imprimir aplicada sobre la película de polímero transparente) y contenían la marca de agua Securency (denominada correctamente "imagen transparente" en sustratos de polímero) en la capa opacificante blanca. El CMB realizó varias pruebas de impresión utilizando las placas originales para el diseño del billete de papel de 10 reales de la primera familia de reales brasileños y las láminas de película Guardian™ adquiridas.

Se imprimieron dos variedades diferentes:

⦁ Variedad #1 (1997): Contiene las firmas de Pedro Sampaio Malan (Ministro de Finanzas) y Gustavo Jorge Laboissière Loyola (Presidente del Banco Central en 1997): Ver Figura 1.

⦁ Variedad #2 (1998): Contiene las firmas de Pedro Sampaio Malan (Ministro de Finanzas) y Gustavo Henrique de Barroso Franco (Presidente del Banco Central en 1998): Ver Figura 2.

Los números de catálogo de los billetes de papel equivalentes de la Variedad n.º 1 son SCWPM 245Aa, BNB B867i y C289. Los billetes de papel equivalentes se emitieron con el prefijo A y el sufijo C. Los billetes de prueba de polímero se prepararon con el prefijo A y el sufijo A, con el (nuevo) número de catálogo BNB B867is2.

Los números de catálogo del billete de papel equivalente de la Variedad n.º 2 son SCWPM 245Ab, BNB B867j y C290. Los billetes de papel equivalentes se emitieron con el prefijo A y el sufijo C. Los billetes de prueba de polímero se prepararon con el prefijo A y el sufijo A, número de catálogo (nuevo) BNB B867js.

Los billetes de polímero resultantes eran idénticos a los billetes de papel originales, pero impresos sobre el sustrato de polímero Guardian™ y sin hilo magnético de seguridad, la marca de agua relacionada con Brasil (la bandera de Brasil) ni las fibras coloreadas/luminiscentes. Se reprodujeron las demás nueve características de seguridad del billete de papel original: (a) impresión calcográfica; (b) fondo especial; (c) microimpresión; (d) impresión coincidente (formación de una imagen completa entre las impresiones del anverso y el reverso); (e) numeración de serie (A0000000000A); (f) imagen latente; (g) marcas táctiles; (h) firmas; e (i) líneas multidireccionales.

Ver Figura 3: Características de seguridad del billete de prueba de polímero de 10 reales

⦁ Impresión calcográfica (a) – Las imágenes de la República y del guacamayo, las leyendas "BANCO CENTRAL DO BRASIL" y "DEZ REAIS", la franja que contiene la palabra "REAIS" y los números que indican la denominación del billete (10) están grabados en relieve y se pueden palpar con los dedos.

⦁ Fondo especial (b) – Formado por líneas rectas y sinuosas, extremadamente finas, que dan color a todo el billete.

⦁ Microimpresión (c) – Al utilizar una lupa se puede observar la presencia de letras muy pequeñas “B” y “C” en la franja de luz junto a la efigie (anverso) y en el interior del número 10 (anverso y reverso).

⦁ Impresión coincidente (d) – Mirando el billete a contraluz, el diseño del escudo nacional impreso en el anverso del billete coincide exactamente con el diseño complementario que se encuentra en el reverso del billete.

⦁ Numeración de serie (e): Son las letras y números que identifican de forma única a cada billete. Los billetes emitidos no pueden tener el mismo número.

⦁ Imagen latente (f) – Mirando el anverso desde el ángulo inferior izquierdo, colocándolo a la altura de los ojos en posición horizontal bajo una luz natural intensa, son visibles las letras “B” y “C” (que representan al Banco Central).

⦁ Marcas táctiles (g): Marcas impresas en relieve para ayudar a las personas con discapacidad visual a identificar un billete. Cada billete tiene sus propias marcas táctiles. El billete de 10 reales tiene dos elipses dispuestas horizontalmente a modo de marca táctil.

⦁ Firmas (h) – Cada billete lleva dos firmas: la del Ministro de Hacienda y la del Presidente del Banco Central de Brasil. Estas firmas confieren al billete brasileño su valor de curso legal.

⦁ Líneas multidireccionales (i): Líneas rectas y paralelas, extremadamente finas y muy próximas entre sí, dan la ilusión de una impresión ininterrumpida en un área específica. Cubren casi todo el billete, pero son más visibles en el lado izquierdo del reverso (una zona menos impresa), donde se encuentra la marca de agua. En el reverso, líneas verticales dentro de líneas horizontales crean letras de 8 mm de alto que forman la palabra "FALSA". Esta medida de seguridad impide la reproducción por fotocopiadoras, que copian utilizando solo una dirección de la luz y el resultado de la reproducción genera la palabra visible "FALSA".

Durante la impresión, siempre hay notas que no son perfectas. Es necesario configurar y poner en marcha las máquinas, y hay paradas y ajustes durante el proceso. Además, ocurren problemas después de la impresión, por ejemplo, en la forma en que se manejan y procesan las hojas y las notas. Probablemente, por una o varias de las razones mencionadas anteriormente, las notas impresas para la Variedad n.° 2 (firmas de Pedro S. Malan / Gustavo HB Franco) presentan problemas de tinta corrida, como se puede observar en la Figura 2.

Además, para garantizar que estos billetes de prueba no se malinterpretaran como billetes de curso legal, se sobreimprimieron con SEM VALOR ("sin valor") en tinta negra en el anverso. Como ya se mencionó, todos los billetes llevan el logotipo de Securency en la capa opacificante blanca de la película de polímero.

Ver Figura 4: Logotipo de seguridad en el desplazamiento de la película de polímero

Cabe destacar que, dado que se utilizaron las placas originales del billete de papel de 10 reales en esta prueba, y debido a las diferentes tasas de absorción de tinta en el papel y el sustrato de polímero (mayor tasa de absorción en los sustratos de papel), los relieves son mucho más intensos en el billete de prueba de polímero de 10 reales. Además, brilla más que su equivalente en papel.

Estas pruebas de impresión fueron realizadas por el BCB con el objetivo de emitir billetes de polímero para uso público. Las pruebas iniciales fueron exitosas y el BCB decidió convertir todos los billetes en circulación a polímero (Guardian™). Sin embargo, la empresa fabricante de papel para billetes supuestamente ejerció una enorme presión política sobre el BCB. El BCB cedió a la presión política y revocó su decisión.

Las pruebas del billete de guacamayo de polímero de 10 reales, fabricado en 1997/1998, fueron mantenidas confidencialmente por el BCB y el CMB, y toda la producción de estos billetes de prueba de polímero debería haber sido destruida. Una pequeña cantidad se salvó. A finales de 2023, unos 25 años después, esta pequeña cantidad apareció en el mercado numismático. No se han conservado más de doscientos billetes, de los cuales aproximadamente el 75 % son de la Variedad n.º 1 y el 25 % de la Variedad n.º 2.

Estos billetes de prueba son artículos escasos y muy deseables tanto para los coleccionistas de billetes brasileños como para los de polímero.

Investigado y escrito por Miguel Singer y Ruy André Peretti