Tyndall

Qué es el efecto Tyndall

John Tyndall nació en 1820 en Leighlinbridge, en el condado irlandés de Carlow, y llegó a la física por un camino poco habitual: trabajó antes como topógrafo y como profesor, y solo tras costear de su bolsillo un doctorado en la Universidad de Marburgo, en Alemania, consiguió en 1853 la cátedra de filosofía natural en la Royal Institution de Londres, donde acabaría sucediendo a Michael Faraday.

Su interés por la luz llegó tarde, a finales de la década de 1860, mientras investigaba cómo distintos gases absorben el calor radiante. Para depurar el aire de su laboratorio de partículas de polvo recurrió a un haz de luz intensa (el polvo se delata antes a la vista que al tacto), y observó que ese mismo haz, al atravesar aire filtrado o agua pura, sencillamente desaparecía. De ahí dedujo, y lo publicó en 1869, que la luz que vemos al cruzar un rayo de sol por una habitación con polvo en suspensión no es sino luz rebotada en partículas demasiado pequeñas para verse por separado.

Mecanismo físico: por qué el haz se hace visible

Dos condiciones activan el efecto. La primera es el tamaño de la partícula: debe rondar entre los 40 y los 900 nanómetros, un rango que coincide, de forma aproximada, con el de las partículas coloidales y queda por debajo o cerca de la longitud de onda de la luz visible. La segunda es la propia longitud de onda: la luz azul, más corta, se dispersa con más intensidad que la roja, en una proporción inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda. Por eso el haz dispersado suele verse azulado, y por eso sirve también para distinguir una disolución verdadera de un coloide: en la disolución no hay partículas que dispersen la luz y el haz la atraviesa sin dejar rastro visible. El humo visto al trasluz es otro ejemplo cotidiano.

Diferenciación con la dispersión de Rayleigh

La confusión con la dispersión de Rayleigh es habitual, y no sin motivo: ambas comparten la misma dependencia con la cuarta potencia de la longitud de onda y ambas explican, en última instancia, por qué vemos el cielo azul. La diferencia está en el tamaño de la partícula. Rayleigh describe la dispersión que producen partículas mucho más pequeñas que la longitud de onda (las moléculas del aire, por ejemplo), mientras que Tyndall se ocupa de partículas del orden de esa longitud de onda o mayores, típicas de un coloide. Tyndall demostró el fenómeno de forma experimental en 1869; la formulación matemática que lo explica con precisión llegó dos años después, en 1871, de la mano de Lord Rayleigh.

Aplicaciones en medicina

En oftalmología, el mismo fenómeno presta su nombre a un signo que se valora con la lámpara de hendidura: la turbidez que aparece en la cámara anterior del ojo cuando hay proteínas o células flotando en el humor acuoso, hallazgo característico de la uveítis. Ese signo concreto, ya con nombre clínico propio, se trata con más detalle en la entrada dedicada al fenómeno de Tyndall. La cuantificación óptica de esa turbidez mediante un fotómetro láser se conoce como tindalometría.

En dermatología estética, el mismo principio explica una complicación conocida de los rellenos de ácido hialurónico: cuando el producto queda depositado demasiado superficialmente en la piel, dispersa preferentemente la luz azul y deja un tono azulado o grisáceo visible a través de la piel. El color no procede del propio relleno, transparente en el frasco, sino de la profundidad a la que ha quedado colocado.

Preguntas frecuentes

¿Quién fue John Tyndall?

Un físico irlandés (1820-1893) que llegó a dirigir la Royal Institution de Londres tras suceder a Michael Faraday. Además de estudiar la dispersión de la luz que lleva su nombre, investigó la absorción del calor radiante por los gases atmosféricos, un trabajo que sentó parte de las bases de lo que hoy se conoce como efecto invernadero.

¿Es lo mismo que la dispersión de Rayleigh?

No exactamente. Ambas comparten la misma ley matemática, pero Tyndall se aplica a partículas coloidales, algo mayores que las moléculas de aire cuya dispersión describe la ley de Rayleigh.

¿En qué año lo descubrió Tyndall?

En 1869, mientras investigaba en realidad un problema distinto: cómo depurar el aire de su laboratorio de partículas de polvo para medir con precisión la absorción de calor por los gases.

¿Por qué el cielo es azul, entonces?

Por dispersión de Rayleigh, en sentido estricto, ya que las moléculas de nitrógeno y oxígeno del aire son mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible. Fue Tyndall, con todo, quien primero demostró en el laboratorio que un haz de luz se dispersa de forma distinta según el tamaño de las partículas que atraviesa.

¿El relleno se pone azul porque el producto es de ese color?

No. El ácido hialurónico inyectable es transparente; el tono azulado aparece por la forma en que la luz se dispersa cuando el producto queda demasiado superficial, no por ningún pigmento del relleno.

Referencias

1. Encyclopaedia Britannica. Tyndall effect.
2. Encyclopaedia Britannica. John Tyndall.
3. Sen ES et al. Non-invasive technologies for objective assessment of anterior chamber flare in uveitis: a systematic review protocol. Systematic Reviews, 2019.
4. American Academy of Ophthalmology (EyeWiki). Complications of Hyaluronic Acid Fillers.