Construcción






Andamiaje
Andamiaje
Los andamios permiten a los obreros desplazarse por un edificio en construcción. Aquí vemos a unos trabajadores en un andamio subiendo un panel para los pisos altos de un rascacielos.

Construcción, conjunto de procedimientos llevados a cabo para levantar diversos tipos de estructuras. Las principales tendencias actuales en la construcción se alejan del trabajo manual a pie de obra y se orientan hacia el montaje en el lugar de la obra de componentes mayores y más integrados, fabricados en origen. Otra característica de la construcción moderna relacionada con las mencionadas tendencias es la mayor coordinación de las dimensiones, lo que significa que las edificaciones se diseñan, y los componentes se fabrican en una variedad de módulos estándar, lo que reduce mucho las operaciones de corte y ajuste a pie de obra. Otra tendencia es la construcción o rediseño de grandes complejos y estructuras como los centros comerciales, ciudades dormitorio, campus universitarios y ciudades enteras o sectores de las mismas.
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CARGAS DE UN EDIFICIO
Las cargas que soporta un edificio se clasifican en muertas y vivas. Las cargas muertas incluyen el peso del mismo edificio y de los elementos mayores del equipamiento fijo. Siempre ejercen una fuerza descendente de manera constante y acumulativa desde la parte más alta del edificio hasta su base. Las cargas vivas comprenden la fuerza del viento, las originadas por movimientos sísmicos, las vibraciones producidas por la maquinaria, mobiliario, materiales y mercancías almacenadas y por máquinas y ocupantes, así como las fuerzas motivadas por cambios de temperatura. Estas cargas son temporales y pueden provocar vibraciones, sobrecarga y fatiga de los materiales. En general, los edificios deben estar diseñados para soportar toda posible carga viva o muerta y evitar su hundimiento o derrumbe, además de prevenir cualquier distorsión permanente, exceso de movilidad o roturas.
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PRINCIPALES ELEMENTOS DE UN EDIFICIO
Obreros y estructura de vigas
Obreros y estructura de vigas
Estos obreros de la construcción trabajan en una complicada red de vigas, cuerdas y escaleras que al final será un edificio. Los cascos, guantes y calzado resistente les protegen de las posibles lesiones mientras construyen la robusta estructura.

Los principales elementos de un edificio son los siguientes: 1) los cimientos, que soportan y dan estabilidad al edificio; 2) la estructura, que resiste las cargas y las trasmite a los cimientos; 3) los muros exteriores que pueden o no ser parte de la estructura principal de soporte; 4) las separaciones interiores, que también pueden o no pertenecer a la estructura básica; 5) los sistemas de control ambiental, como iluminación, sistemas de reducción acústica, calefacción, ventilación y aire acondicionado; 6) los sistemas de transporte vertical, como ascensores o elevadores, escaleras mecánicas y escaleras convencionales; 7) los sistemas de comunicación como pueden ser intercomunicadores, megafonía y televisión por circuito cerrado, o los más usados sistemas de televisión por cable, y 8) los sistemas de suministro de electricidad, agua y eliminación de residuos.
3.1
Cimientos
El diseño de la estructura de un edificio depende en gran medida de la naturaleza del suelo y las condiciones geológicas del subsuelo, así como de las transformaciones realizadas por el hombre en esos dos factores.
3.1.1
Condiciones del suelo
Si se pretende construir un edificio en una zona con tradición sísmica, se deberá investigar el tipo de suelo a una profundidad considerable. Es evidente que deberán evitarse las fallas en la corteza terrestre bajo la superficie. Ciertos suelos pueden llegar a licuarse al sufrir terremotos y transformarse en arenas movedizas. En estos casos debe evitarse construir o en todo caso los cimientos deben tener una profundidad suficiente para alcanzar zonas de materiales sólidos bajo el suelo inestable. Se han encontrado suelos arcillosos que se llegan a expandir hasta 23 cm o más al someterlos a largos periodos de humedecimiento o secado, con lo que se producen potentes fuerzas que pueden cizallar o fragmentar los cimientos y elevar edificios poco pesados. Los suelos con alto contenido orgánico llegan a comprimirse con el paso del tiempo bajo el peso del edificio, disminuyendo su volumen inicial y provocando el hundimiento de la estructura. Otros tienden a deslizarse bajo el peso de las construcciones.
Los terrenos modificados de alguna forma suelen tener un comportamiento diferente, en especial cuando se ha añadido o se ha mezclado otro tipo de suelo con el original, así como en aquellos casos en que el suelo se ha humedecido o secado más de lo normal, o cuando se les ha añadido cemento u otros productos químicos como la cal. A veces el tipo de suelo sobre el que se proyecta construir varía tanto a lo largo de toda la superficie prevista que no resulta viable desde el punto de vista económico o no es posible edificar con seguridad.
Por tanto, los análisis geológicos y del suelo son necesarios para saber si una edificación proyectada se puede mantener adecuadamente y para hallar los métodos más eficaces y económicos.
Si hay una capa rocosa firme a corta distancia bajo la superficie de la obra, la resistencia de la roca permitirá que la extensión sobre la que descanse el peso de la construcción no tenga que ser demasiado grande. A medida que se van encontrando rocas y suelos más débiles, la extensión sobre la que se distribuirá el peso deberá ser mayor.
3.1.2
Tipos de cimientos
cimientos de edificios
Figura 1: cimientos de edificios
Los cimientos, que proporcionan apoyo y estabilidad a los edificios, son los primeros componentes estructurales instalados en casi todas las obras. Los cimientos de zapata (A) son un sistema económico empleado en obras construidas en terreno estable. En la cimentación sobre pilotes (B) se distribuye el peso a lo largo de su longitud, a diferencia de los pilares o pozos (C), que transmiten la carga del edificio al lecho de roca estable sobre el que descansan. Los cimientos de losa continua (D) son placas de hormigón reforzadas, y se utilizan cuando las cargas son relativamente grandes y el terreno es inestable; estos cimientos hacen que el edificio ‘flote’ sobre el suelo como una sola unidad.

Los tipos de sistemas de cimentación más comunes se clasifican en profundos y superficiales. Los sistemas superficiales se encuentran a poca distancia bajo la base del edificio, como las losas continuas y las zapatas. Los cimientos profundos se extienden a varios metros bajo el edificio, como los pilotes y los pozos de cimentación (figura 1). La elección de los cimientos para un edificio determinado dependerá de la fortaleza de la roca y el suelo, la magnitud de las cargas estructurales y la profundidad del nivel de las aguas subterráneas.
Los cimientos más económicos son las zapatas de hormigón armado, empleados para edificios en zonas cuya superficie no presenta dificultades especiales. Estos cimientos consisten en planchas de hormigón situadas bajo cada pilar de la estructura y una plancha continua (zapata continua) bajo los muros de carga.
Los cimientos de losa continua se suelen emplear en casos en los que las cargas del edificio son tan grandes y el suelo tan poco resistente que las zapatas por sí solas cubrirían más de la mitad de la zona de construcción. Consisten en una losa de hormigón armado, que soporta el peso procedente de los soportes. La carga que descansa sobre cada zona de la losa no es excesiva y se distribuye por toda la superficie. En las cimentaciones bajo edificios de gran envergadura, las cargas se pueden repartir por medio de nervaduras o muros cruzados, que rigidizan la losa.
Los pilotes se emplean sobre todo en zonas en las que las condiciones del suelo próximo a la superficie no son buenas. Están fabricados con madera, hormigón o acero y se colocan agrupados en pilares. Los pilotes se introducen a determinada profundidad dentro de la roca o suelo y cada pilar se cubre con una capa de hormigón armado. Un pilote puede soportar su carga tanto en su base como en cualquier parte de su estructura por el rozamiento superficial. La cantidad de pilotes que debe incluirse en cada pilar dependerá de la carga de la estructura y la capacidad de soporte de cada pilote de la columna. Los pilotes de madera o vigas son troncos de árboles, con lo que su longitud resulta limitada. En cambio, un pilote de hormigón puede tener una altura aceptable y se puede introducir por debajo del nivel freático. En edificios muy pesados o muy altos se emplean pilotes de acero, llamados por su forma pilotes en H, que se introducen en la roca, a menudo hasta 30 m de profundidad. Con estos pilotes se alcanza más fácilmente una mayor profundidad que con los pilotes de hormigón o madera. Aunque los pilotes de acero son mucho más caros, su coste está justificado en los grandes edificios, que suelen representar una importante inversión financiera.
Los cimientos de zapatas rígidas se emplean cuando hay un suelo adecuado para soportar grandes cargas, bajo capas superficiales de materiales débiles como turba o tierra de relleno. Un cimiento de zapatas rígidas consiste en unos pilares de hormigón construidos en forma de cilindros que se excavan en los lugares sobre los que se asentarán las vigas de la estructura. Estos cimientos soportan las cargas del edificio en su extremo inferior, que suele tener forma de campana.
3.1.3
Nivel freático
La construcción de los cimientos puede complicarse debido a la existencia de agua subterránea por encima del nivel previsto para los cimientos. En estos casos, los laterales de la excavación pueden no estar seguros y derrumbarse. La operación de bajar el nivel del agua por bombeo requiere la instalación previa de planchas entrelazadas en los lados de la excavación para evitar derrumbamientos. Cuando la cantidad de agua en una excavación es excesiva, los métodos de bombeo ordinarios, que extraen a la superficie tierra suelta mezclada con agua, pueden minar los cimientos de edificios vecinos. Para evitar los daños que puede causar el drenaje al remover el suelo, se emplean sistemas de puntos de drenaje y desagüe. Los puntos de drenaje consisten en pequeñas picas o tuberías con un filtro en uno de sus extremos, y se introducen en el suelo de modo que el filtro, que impide que la tierra entre junto con el agua, quede bajo el nivel del agua. Esta pequeña tubería está conectada a una tubería múltiple que se comunica por un tubo flexible a una bomba de agua. Así se extrae el agua bajo la excavación sin peligro para los edificios próximos. El sistema de desagüe puede incluso ahorrar la instalación de planchas en los lados de la excavación, siempre que no se prevea que el suelo pueda deslizarse sobre la obra debido a su composición o a las vibraciones de maquinaria o tráfico pesado en las cercanías.
3.2
Estructura
Los elementos básicos de una estructura ordinaria son suelos y cubierta (incluidos los elementos de apoyo horizontal), pilares y muros (soportes verticales) y el arriostramiento (elementos diagonales) o conexiones rígidas para dar estabilidad a la estructura.
3.2.1
Edificios de una o dos plantas
armazones de construcción
Figura 2: armazones de construcción
El diseño estructural, el armazón y el techado se eligen según el material empleado y el tamaño del edificio. El armazón constituye el apoyo de la estructura terminada, y puede influir mucho en su forma global. Los edificios mayores y más altos suelen requerir sistemas de apoyo más complicados, y ofrecen menos flexibilidad para elegir el techado: el motivo fundamental es que las estructuras tienen que soportar cargas a lo largo de distancias mayores que en edificios más pequeños o de menor altura.

En el caso de edificios bajos es posible una mayor variedad de formas y estilos que en los edificios grandes. Además del sistema de pórticos —también utilizado en grandes edificios—, las pequeñas edificaciones pueden tener cubiertas a dos aguas, bóvedas y cúpulas. Una estructura de un solo piso puede consistir en una solera de hormigón directamente sobre el suelo, muros exteriores de albañilería soportados por una losa (o por zapatas continuas, alrededor del perímetro del edificio) y una cubierta. En edificios bajos, el uso de pilares interiores entre los muros de carga es un método muy común. También pueden emplearse pilares espaciados, apoyados en losas o zapatas, pero en este caso los muros exteriores se soportan por los pilares o están colocados entre éstos. Si la luz de cubierta del tejado es corta, se utilizan entarimados de apoyo, hechos de madera, acero u hormigón para formar la estructura del techo.
Cada material de la estructura tiene su propia relación peso-resistencia, costo y durabilidad. Como regla general, cuanto mayor sea la luz de cubierta o techo, más complicada será la estructura que lo soporte y habrá menos posibilidades para escoger los materiales apropiados. Dependiendo de la longitud de la luz, la cubierta podrá tener una estructura de vigas unidireccionales (figura 2a) o una estructura de vigas bidireccionales, apoyadas en vigas maestras de mayor tamaño que abarquen toda la extensión de la luz (figura 2b). Los apuntaladores son sustituibles por cualquiera de esos métodos y pueden tener una profundidad de menos de 30 cm o más de 9 m, y se forman entrelazando los elementos de tensión y compresión en forma de triángulos. Suelen ser de madera o acero, aunque también se pueden hacer de hormigón armado. La estructura de un edificio de una sola planta también puede consistir en un armazón de techo y muros en combinación, afirmados entre ellos o hechos de una sola pieza. Las formas posibles de la estructura son casi infinitas, incluida la variedad de tres lados de un rectángulo afirmados en un conjunto llamado armadura (figura 2c), la de forma de iglesia de lados verticales y techo inclinado (figura 2d), la de parábola (figura 2e) y la de semicírculo o cúpula.
La estructura básica y los muros exteriores, suelos y techo pueden estar hechos como un todo unido, muy parecido a una tubería rectangular con los extremos abiertos o cerrados. Estas formas pueden moldearse en plástico.
3.2.2
Edificios de varias plantas
estructuras de edificios
Figura 3: estructuras de edificios
Las estructuras para edificios de varios pisos pueden construirse de muchas maneras, de las que aquí se muestran tres. La estructura de entramado (3a) es una red de columnas, vigas y largueros unidos para proporcionar fuerza y estabilidad. En la estructura suspendida (3b), todos los pisos menos la planta baja están colgados de un núcleo central. Cada piso está unido directamente al núcleo y colgado mediante cables de la estructura del techo situada sobre él. La estructura estática (3c) está compuesta por pilares y vigas (pies derechos y jácenas).

La forma más frecuente de construcción de edificaciones es el entramado reticular metálico. Se trata en esencia de los elementos verticales que aparecen en las figuras 3a, 3b y 3c, combinados con una estructura horizontal. En los edificios altos ya no se emplean muros de carga con elementos horizontales de la estructura, sino que se utilizan generalmente muros-cortina, es decir, fachadas ligeras no portantes.
La estructura metálica más común consiste en múltiples elementos de construcción, como se recoge en la figura 3c. Para estructuras de más de 40 plantas se emplean diversas formas de hormigón armado, acero o mezcla de estos dos. Los elementos básicos de la estructura metálica son los pilares verticales o pies derechos, las vigas horizontales que abarcan la luz en su mayor distancia entre los pilares y las viguetas que cubren la luz de distancias más cortas. La estructura se refuerza para evitar distorsiones y posibles derrumbes debidos a pesos desiguales o fuerzas vibratorias. La estabilidad lateral se consigue conectando entre sí los pilares, vigas y viguetas maestras, por el soporte que proporcionan a la estructura los suelos y los muros interiores, y por las conexiones rígidas en diagonal entre pilares y entre vigas (figura 3a). El hormigón armado puede emplearse de un modo similar, pero en este caso se deben utilizar muros de hormigón en lugar de riostras, para dar una mayor estabilidad lateral.
Entre las nuevas técnicas de construcción de edificios de cierta altura se encuentran la inserción de paneles prefabricados dentro del entramado metálico, las estructuras suspendidas o colgantes y las estructuras estáticas compuestas.
En la técnica de inserción se construye una estructura metálica con un núcleo central que incluye escaleras de incendios, ascensores, fontanería, tuberías y cableado eléctrico. En los huecos entre las estructuras horizontales y verticales se insertan paneles prefabricados en forma de cajón. Éstos permitirán efectuar transformaciones posteriores en el edificio.
En la técnica colgante (figura 3b), se construye un núcleo central vertical, y en su parte superior se fija una fuerte estructura horizontal de cubierta. Todos los pisos a excepción de la planta baja quedan sujetos al núcleo y a los elementos de tensión que cuelgan de la estructura de la cubierta. Una vez terminado el núcleo central, las plantas se van construyendo de arriba a abajo.
En la técnica de apilamiento o estructura estática compuesta (figura 3c) se colocan paneles prefabricados en forma de cajón con la ayuda de grúas especiales, unos sobre otros, y posteriormente se fijan entre ellos.
En edificios de más de 40 plantas el acero se considera el material más adecuado. Sin embargo, los últimos avances en el desarrollo de nuevos tipos de hormigón compiten con el acero. Los edificios de gran altura a menudo requieren soluciones estructurales más elaboradas para resistir la fuerza del viento y, en ciertos países, la fuerza de terremotos. Uno de los sistemas de estructura más habituales es el tubo exterior estructural, empleado en la construcción del World Trade Center (411 m) en Nueva York. En él, con pilares separados y conectados firmemente a vigas de carrera horizontales sobre el perímetro del edificio, se conseguía la fuerza suficiente para soportar las cargas y la rigidez necesaria para reducir las desviaciones laterales. En este caso, para el tubo estructural se empleó una mezcla de hormigón y materiales de construcción compuestos, hechos de elementos estructurales de acero encofrados con hormigón armado.
En los edificios de gran altura se suele utilizar una combinación de acero y hormigón armado. La elevada relación resistencia-peso del acero es excelente para los elementos de luz horizontal. Los hormigones de alta dureza pueden aportar de un modo económico la resistencia a la fuerza de compresión necesaria en los elementos verticales. Además, las propiedades de la masa interna y la humedad del hormigón ayudan a reducir los efectos de las vibraciones, uno de los problemas más usuales en los edificios de gran altura.
3.3
Muros exteriores (fachadas) y cubiertas
Los muros de cortina o fachadas ligeras son el tipo más frecuente de muros no portantes, y se pueden montar a pie de obra o en origen. Son elementos cuya superficie o piel exterior se ha tratado con material de aislamiento, barreras de vapor o aislamientos acústicos, y una superficie interior que puede formar parte de los muros de cortina o unirse a ellos. La capa exterior puede estar hecha de metales (acero inoxidable, aluminio, bronce), albañilería (hormigón, ladrillo, baldosa) o vidrio. Para las fachadas también se utiliza piedra caliza, mármol, granito y paneles de hormigón prefabricados.
El método tradicional de construcción de las cubiertas es colocar rollos de tela asfáltica laminada cubiertos de grava, sobre los elementos de hormigón o acero de la estructura. También se utilizan materiales sintéticos en lugar de rollos de tela asfáltica. Hay algunos en forma de hierba y alfombras hechas de plástico que se pueden instalar en zonas recreativas del tejado a bajo coste.
3.4
Separaciones interiores
Los métodos tradicionales de división interna de los edificios han consistido en muros de albañilería de 10 a 15 cm de espesor de hormigón, yeso o piedra pómez, pintados o encalados; también se han utilizado estructuras de madera o metal cubiertas con listones de madera enyesados. El uso de cartón yeso y madera laminada está muy extendido.
Para conseguir mayor flexibilidad dentro de los edificios se emplean sistemas intercambiables y desmontables cuya única restricción es el espacio que queda entre los pilares. Estas separaciones pueden estar hechas de materiales metálicos, paneles prefabricados de cartón yeso, sistemas de cortinas plegables a modo de acordeón, o en caso de problemas de ruidos, cortinas plegables en sentido horizontal o vertical. Los materiales ligeros suelen tener el inconveniente de no aislar los ruidos y no proteger adecuadamente la intimidad. No obstante las nuevas tendencias incluyen la instalación de separaciones ligeras pero utilizando cada vez más materiales que reduzcan y limiten el ruido. En muchos edificios los únicos muros de albañilería son los muros contra incendios, entre los que se incluyen los huecos de ascensores, escaleras y pasillos principales.
3.5
Control ambiental
En muchos países se han desarrollado importantes avances en sistemas de control de calefacción, refrigeración, ventilación, iluminación y de sonidos. En la mayoría de los grandes edificios se ha estandarizado el aire acondicionado para todo el año. Algunas zonas de los edificios se refrigeran incluso en invierno, dependiendo de la distancia entre los muros exteriores y del calor que pueden generar la iluminación, los equipos eléctricos o la actividad humana dentro del edificio. Al mejorar el nivel y la calidad de la iluminación, el coste de los sistemas mecánicos y eléctricos en los edificios grandes ha crecido en mayor medida que en las casas familiares. Estos costes pueden llegar a suponer un tercio o un cuarto del coste total de la construcción.
3.6
Sistemas eléctricos y de comunicación
La extensión del uso de electricidad, teléfono, equipos de transmisión por fax, circuitos cerrados de televisión, intercomunicaciones, alarmas y sistemas de seguridad, ha supuesto un aumento en la cantidad de cableado que se instala en los edificios. Los cables principales se tienden verticalmente en conductos abiertos que se ramifican por cada planta a través de los techos de las mismas o debajo de las baldosas.
La electricidad que necesitan los edificios ha aumentado a causa de los numerosos y complejos equipos que se instalan. Para evitar las consecuencias de fallos en el suministro se suelen instalar equipos generadores de emergencia en muchos edificios, que en algunos casos, como en zonas alejadas, disponen de sus propios sistemas para generar energía. Cuando se utilizan generadores diesel o de turbina de gas, el calor que producen las máquinas puede aprovecharse para otros usos del edificio.
3.7
Transporte vertical
Los ascensores por cable, de control automático y alta velocidad, son el tipo de transporte vertical más utilizado en edificaciones de altura. Los edificios bajos y las plantas inferiores de los edificios comerciales suelen tener escaleras mecánicas. En caso de incendio debería contarse al menos con dos vías de salida de la zona principal del edificio. Por ello, además de los ascensores y las escaleras mecánicas, todos los edificios, incluso los más altos, deben disponer de dos escaleras protegidas a lo largo de todo el edificio.
3.8
Suministro de agua y eliminación de residuos
Los edificios deben contar con un sistema de tuberías de suministro de agua para beber, lavado, cocinado, instalaciones sanitarias, sistemas internos de extinción de incendios (ya sea con tuberías y mangueras fijas o por aspersores automáticos), sistemas de aire acondicionado y calderas.
La eliminación de los desperdicios secos y húmedos en los edificios se lleva a cabo por medio de una gran variedad de sistemas. Un método muy usual es verter los desperdicios líquidos a tuberías conectadas a la red de alcantarillado.

Tubo de ensayo





Tubo de ensayo, instrumento de laboratorio que se utiliza para contener o calentar cantidades pequeñas de sustancia, así como para producir reacciones químicas en su interior. Es un tubo delgado de vidrio cerrado por su extremo inferior; en general, el fondo presenta forma redondeada.
Los tubos de ensayo se colocan en soportes llamados gradillas, de distintos tipos y tamaños. Cuando se calienta un tubo de ensayo se sujeta con unas pinzas aislantes especiales; es importante que la boca del tubo esté dirigida hacia un lugar que no implique riesgo alguno en caso de que su contenido se derrame o salga despedido.


Tubo de Crookes






Tubo de Crookes
En la década de 1870 William Crookes construyó este dispositivo, precursor de los tubos de imagen de los receptores de televisión, para estudiar los rayos catódicos. Cuando se hace el vacío en el tubo y se aplica una diferencia de potencial elevada, un extremo brilla a causa de los rayos catódicos que inciden sobre él. Crookes colocó pequeños objetos en el tubo y comprobó que formaban sombras en el extremo, por lo que concluyó que los rayos (electrones, según sabemos hoy) se desplazan en línea recta.


Tubo de Crookes, dispositivo que genera un haz de electrones de alta velocidad, inventado por el físico y químico británico sir William Crookes. Está hecho de vidrio y contiene aire o gas a baja presión (alrededor de 1/10.000 de la presión atmosférica normal). Cuando se crea una diferencia de potencial elevada entre los electrodos situados en un extremo del tubo, se genera una incandescencia verde o dorada en el otro extremo del cristal, donde se encuentra el ánodo. La incandescencia la producen los haces de electrones al golpear el cristal, conocidos como rayos catódicos.
Se suele utilizar un tipo de tubo de Crookes provisto de una placa metálica entre el cátodo y la pantalla para demostrar las propiedades de los electrones. La placa crea una sombra con su forma en la incandescencia, lo que indica que los electrones, al igual que la luz, viajan en línea recta. La forma del cátodo permite dirigir y concentrar los electrones en el lugar deseado. Los primeros aparatos de rayos X eran tubos de Crookes donde los electrones se enfocaban a un anticátodo metálico para producir los rayos.


El Proyecto Manhattan, construcción de la bomba atómica







El Proyecto Manhattan,  es el nombre dado al  esfuerzo para construir las bombas atómicas que ayudaron a terminar la Segunda Guerra Mundial (1939-1945) por  los Estados Unidos  y fuertemente apoyado  por el Reino Unido. El Proyecto Manhattan se ubica como el mayor esfuerzo industrial y científico en la historia del mundo, con un costo de más de $ 2 mil millones dólares en 1945 y la participación de más de 175,000 trabajadores. Todas las investigaciones y los experimentos se llevaron a cabo en secreto. Sólo un número relativamente pequeño de personas   conocían el propósito exacto del proyecto, que creó el arma más potente jamás utilizado.

El Proyecto Manhattan marcó el comienzo de una nueva era en la historia de la humanidad conocido como la Era Atómica. Se demostró la viabilidad de la energía atómica con fines pacíficos, tanto como militar. También condujo a la  carrera armamentista que, según muchos científicos,  se produjo  suficientes armas nucleares para destruir la civilización humana y   la mayoría de las formas de vida en la Tierra.

El Proyecto Manhattan comenzó en 1942. Se terminó oficialmente en 1946, cuando pasó a formar parte de la Comisión de Energía Atómica (AEC). Basado originalmente en  el nombre Manhattan, un barrio de Nueva York, el proyecto se extendió por todo el país y se concentró en tres sitios principales ubicadas en Oak Ridge, Tennessee, Hanford, Washington, y Los Alamos, Nuevo México. Su director era el brigadier general Leslie R. Groves. El físico americano J. Robert Oppenheimer fue el director científico de Los Alamos, que atrajo a algunos de los científicos y los matemáticos más brillantes del siglo 20. Entre los científicos y matemáticos que participaron en el Proyecto Manhattan eran Philip H. Abelson, Hans Bethe, Niels Bohr, Sir James Chadwick, Enrico Fermi, Richard Feynman, Frisch Otto, Kistiakowsky George, Ernest Lawrence, Philip Morrison, Neddermeyer Seth, John von Neumann, Rudolf Peierls, Rabi II, Leo Szilard, Teller Edward, Stanislaw Ulam, Harold Urey, y Weisskopf Victor. Cinco de estos científicos ya había ganado premios Nobel cuando se inició el proyecto, y tres más tarde pasaría a ganar el Premio Nobel.

El Proyecto Manhattan produjo cuatro bombas atómicas. Uno se puso a prueba 16 de julio de 1945, en un sitio conocido como polígono de tiro Trinidad cerca de Alamogordo, Nuevo México. Otros dos fueron lanzadas sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki el 6 de agosto y 9 de 1945. Un cuarto estaba listo para su uso a finales de agosto, pero para entonces Japón se había rendido y la  Segunda Guerra Mundial había terminado.

 ORIGEN DEL PROYECTO MANHATTAN

Los orígenes del Proyecto Manhattan se puede remontar a los laboratorios científicos de Gran Bretaña y Europa en el año de 1900. En ese momento, la unidad básica de la materia, el átomo, fue visto como sólido e  imposible dividir. Los descubrimientos sorprendentes de la radio, rayos X, el electrón, el protón y el neutrón, y los rayos alfa, beta, gamma, sin embargo, alertó a los científicos de  la existencia de un mundo "subatómico". Como el físico británico Ernest Rutherford y el físico danés Niels Bohr sugirió que, en lugar de ser sólido, el átomo se parecía a un "sistema solar en miniatura." Dentro del átomo electrones de carga negativa orbitando protones cargados positivamente y neutrones eléctricamente neutras en el núcleo del átomo.

Los científicos sabían bien que los átomos de cada elemento químico diferían uno del otro. El hidrógeno, que consta de un electrón en órbita alrededor de un protón, es el  más sencilla. Los científicos clasifican  el  hidrógeno con el número atómico uno. El uranio, con 92 electrones orbitando un núcleo con 92 protones, es el más complejo de los elementos naturales. Tiene el número atómico 92. Además, estos elementos a menudo contienen variaciones de la llamada isótopos que se producen debido a que tienen diferentes números de neutrones unidos a los protones en el núcleo. Por ejemplo, el elemento uranio tiene tres isótopos, conocidos por sus números atómicos, U238, U235, U234 y. Los números se obtiene sumando el número de protones en el núcleo de uranio, 92, con el número de neutrones en el núcleo. U238 es la forma más común de uranio; el raro isótopo U235 se forma sólo aproximadamente 0,7 por ciento de uranio natural. Debido a que el uranio que parecía ser un elemento inestable, los científicos comenzaron a bombardear con chorros de neutrones, con la esperanza de descubrir una nueva forma de energía.

La década de 1930 vio grandes avances en la comprensión del átomo. En 1933, el físico de origen húngaro Leo Szilard, que había huido de la Alemania nazi a Inglaterra, estaba de pie en una esquina la calle de Londres esperando que cambiara el semáforo. De repente se dio cuenta de que si el material adecuado se encontraron, la división del núcleo de un átomo podría liberar neutrones y provocar una nuclear "reacción en cadena" en la que los neutrones liberados causaría más átomos de dividir, o fisión. El resultado sería una serie auto-sostenible de fisiones, causando una liberación continua de la energía nuclear. Tal reacción de cadena se puede utilizar para producir electricidad o una bomba. El año que viene Szilard solicitó la patente británica sobre este tema, pero lo mantuvo en secreto por miedo a que los científicos alemanes podrían aprender que era posible fabricar una bomba atómica.

Mientras tanto, en 1933 en París, Francia científicos Irène Joliot-Curie y su marido Frédéric Joliot descubrieron la radioactividad artificial creado. Poco después, en Roma, el físico italiano Enrico Fermi creó los primeros elementos creados artificialmente (más allá de uranio). Fermi también dividir el átomo, pero a la vez no se dan cuenta de lo que había ocurrido.

En Berlín, Alemania, físico químicos Otto Hahn y Fritz Strassmann repitió los experimentos de Fermi, bombardeando uranio con neutrones. A finales de 1938 se desconcertó cuando encontraron rastros de bario en sus resultados. Hahn escribió a su pareja de mucho tiempo científico, Lise Meitner, para pedir su opinión. Meitner fue probablemente la mujer científica más importante de su generación. Se había visto obligado a huir de Alemania debido a las leyes antisemitas promulgadas por el régimen nazi de Adolf Hitler (ver el nacionalsocialismo). Meitner y su sobrino, el físico Otto Frisch, concluyó en diciembre 1938 un debate que los dos científicos alemanes se habían separado del núcleo del átomo de uranio prácticamente a la mitad. Como resultado de la división del átomo de uranio, bario con el número atómico 56 y el kriptón con el número atómico 36 se formaron. Sumados que representaban los 92 protones en el núcleo del átomo de uranio. Frisch fue el primero en llamar a este proceso "fisión". (Vea la barra lateral de este artículo, "El descubrimiento de la fisión.")

Meitner y Frisch dio una explicación teórica de Hahn y Strassmann resultados y argumentó que los experimentos confirmaron el modelo de Bohr del átomo. Cuando el átomo de uranio dividir o fisionado, liberó una enorme cantidad de energía. ¿Cuánta energía se puede calcular mediante la fórmula famosa de origen austriaco físico Albert Einstein, E = mc2. En esta fórmula E es la energía, m es masa yc es la velocidad de la luz al cuadrado. Puesto que la velocidad de la luz-300, 000 km / s (186.000 millas / seg)-es un número tan grande, muy poca masa se requiere para producir una gran cantidad de energía. Por otra parte, si cada fisión liberados neutrones adicionales en el proceso, una reacción nuclear en cadena sería posible.

Meitner y Frisch corrió a Copenhague, Dinamarca, para informar a Bohr, que estaba preparando para ir a una conferencia de los físicos en Washington, DC, en enero de 1939. Tan pronto como los científicos en Washington se enteró de que el uranio podría fisionado, algunos se apresuraron a sus laboratorios para repetir el experimento. En un año, más de 100 artículos científicos habían aparecido en la fisión nuclear. Cuando Szilard enteré de la noticia de la fisión del uranio, predijo que el mundo estaba "encabezada por el dolor." En 1939 un pequeño grupo de científicos era muy consciente de que un arma de poder terrible era posible-al menos en teoría.

 EL EDIFICIO DE LA BOMBA ATÓMICA
Un esfuerzo de los británicos

A principios de 1939 los científicos nucleares más cree que 50 a 180 toneladas de uranio natural, que contiene sólo un pequeño porcentaje de U235, serían necesarios para una reacción en cadena que se produzca y una bomba atómica que se construirá. Sin embargo, no era práctico para construir una bomba de pesaje 50 toneladas. Como resultado de la investigación científica más concentrado en otros posibles usos de la energía nuclear, como el uso de uranio para operar grandes plantas de energía o, tal vez, como fuentes de energía para buques o submarinos. A continuación, la Alemania nazi invadió Polonia el 1 de septiembre de 1939, y Europa sumida en la guerra. Los científicos se dieron cuenta que los planes para construir grandes plantas de energía nuclear tendría que esperar hasta que la guerra había terminado.

Dos semanas después de la invasión de Polonia, Hitler pronunció un discurso de radio en el que amenazó a Gran Bretaña con oficiales británicos de inteligencia vigilar este discurso y se acercó con cuatro interpretaciones posibles ", un arma contra la cual no hay defensa.": (1) Hitler era un farol , (2) los nazis habían desarrollado un gas venenoso, (3) Hitler se refería a la fuerza aérea alemana, la Luftwaffe, o (4) que los alemanes habían desarrollado una bomba atómica. En el otoño de 1939, la inteligencia británica no pudo ni confirmar ni negar la existencia de un arma atómica alemana. Por lo tanto, el primer ministro Winston Churchill decidió que Gran Bretaña debería no correr riesgos, y dio instrucciones a los científicos británicos para investigar esta posibilidad.

Dado que la mayoría de los científicos británicos ya estaban ocupados con otros trabajos, el trabajo se redujo a dos físicos alemanes refugiados que habían huido de la Alemania nazi, pero todavía no eran ciudadanos británicos: Otto Frisch y Peierls Rudolf. Después de un intenso estudio de los dos hombres produjo el 03 1940 Frisch-Peierls Memorando. Este breve artículo científico llegó a la conclusión de que sólo el isótopo U235 fisionado-en lugar de la más abundante U238. Por consiguiente, si U235 podía separarse de U238, entonces sólo una cantidad relativamente pequeña de U235 sería necesario para una reacción en cadena que se produzca. Cincuenta toneladas de uranio natural no sería necesario para fabricar una bomba. En su lugar, una bomba podría hacerse mediante la utilización de alrededor de un kilogramo de U235 (revisado posteriormente hacia arriba a alrededor de 10 kg [22 libras]). Aunque sería difícil, los científicos pueden separar de U235 U238 usando técnicas industriales.

Los dos científicos advirtieron, sin embargo, de que Gran Bretaña podría no desea utilizar esta bomba a causa de la lluvia radiactiva que iba a ocurrir. Gobierno de Churchill inmediatamente formó un comité de alto nivel para examinar más a fondo el informe. En 1941, este comité concluyó que, aunque el programa de la bomba podría costar tanto como un barco de guerra, Gran Bretaña debe seguir. "Me gustaría poder decirles que la bomba no va a funcionar", dijo el científico británico Sir James Chadwick dos científicos estadounidenses, "pero estoy 90 por ciento seguro de que lo hará."

En 1940, científicos británicos vieron la posibilidad de crear un arma atómica con la mayor seriedad. Sin embargo, los bombarderos alemanes podrían fácilmente alcanzar objetivos británicos y Churchill sabía que Gran Bretaña no podía construir las fábricas gigantescas necesarias para producir tales bombas. Cualquier nuevo edificio de ese tamaño sería rápidamente descubierto y destruido por la Luftwaffe. Así que el esfuerzo británico se mantuvo en gran medida en el plano teórico.

  LOS PROGRAMAS ATÓMICOS DE  EE.UU.

El programa de EE.UU. bomba atómica se trasladó a un ritmo algo más lento. A principios de 1939 varios científicos emigrados que viven en Estados Unidos de manera constante campaña para aumentar la investigación nuclear de EE.UU.. Se conocieron tantos obstáculos, sin embargo, que se sentían "nadando en miel", como los refugiados húngaros físicos Eugene Wigner y Leo Szilard ponerlo. En julio de 1939 Szilard, Wigner, y otro físico húngaro refugiado, Edward Teller, otorgados a la mejor manera de captar la atención del gobierno de EE.UU.. Se decidieron por un plan para que el científico más famoso del mundo, el también refugiado Albert Einstein, escribe una carta al presidente Franklin D. Roosevelt. Los tres hombres se reunieron con Einstein en su casa de verano en Long Island. Einstein firmó más adelante su nombre a una carta de fecha 2 de agosto de 1939, que oficialmente Roosevelt advirtió de un nuevo tipo de bomba. Escondido en la bodega de un buque, una bomba podría destruir una ciudad portuaria. En el momento nadie soñó que una bomba atómica podría ser lanzados desde un avión. (Vea la barra lateral, "Carta de Einstein a Franklin D. Roosevelt.")

Alexander Sachs, un conocido de los científicos que era en términos familiares con Roosevelt, entregó la carta el 11 de octubre de 1939, un mes después de la invasión nazi de Polonia. Aunque Roosevelt sabía muy poco acerca de la ciencia, de inmediato estableció un Comité Consultivo de uranio a investigar el asunto. En junio de 1940 un aún más importante National Defense Research Committee entró en vigor, seguida por la Oficina de Investigación Científica y Desarrollo el 28 de junio de 1941. Sin embargo, los estadounidenses nunca mostró el mismo miedo o sensación de urgencia como los británicos hasta que Japón atacó Pearl Harbor el 7 de diciembre de 1941. De repente, los Estados Unidos estaba en guerra con Japón y Alemania. Con esto, toda la discusión respecto a una bomba atómica pasó de la teoría abstracta a la práctica: La nación que construyó la primera bomba atómica seguramente ganaría la guerra.

En los meses posteriores a Pearl Harbor, el gobierno de EE.UU. completamente reorganizado su esfuerzo bomba atómica por conseguir la ayuda de los Estados Unidos Army Corps of Engineers. El proyecto pasó de un programa dominado por los científicos en los laboratorios universitarios a un gigantesco proyecto, la construcción en todo el país bajo el Cuerpo de Ingenieros del Distrito "Ingeniero Manhattan (de ahí el nombre de" Proyecto Manhattan "). Brigadier general Leslie R. Groves, un ingeniero capaz, que había ayudado a construir el Pentágono, se hizo cargo total del proyecto. Groves insistió en una completa reorientación de toda la investigación nuclear. Toda la discusión de las centrales de posguerra o fuentes de alimentación individuales para aviones, barcos o submarinos tenían que cesar. A partir de entonces, el proyecto tenía un solo objetivo: crear un arma atómica para terminar la guerra en el menor tiempo posible.

Groves empezó por conseguir la ayuda de varias grandes empresas estadounidenses, incluyendo Chrysler, General Electric, Kodak Eastman, Westinghouse, y DuPont. También hizo un llamado a las universidades numerosas, tales como el Instituto de Tecnología de California en Pasadena, la Universidad de Columbia en Nueva York, la Universidad de Chicago, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge y en la Universidad de Rochester en Nueva York, a realizar investigación nuclear más. Finalmente, supervisó la creación de tres instalaciones federales gigantescos en Oak Ridge, Tennessee, Hanford, Washington, y Los Alamos, Nuevo México. La carrera para vencer a los nazis en el secreto de la bomba atómica había comenzado en serio.

Groves no asumió el control del proyecto hasta el otoño de 1942, momento en que los Estados Unidos habían estado en guerra con las potencias del Eje durante casi nueve meses. Grandes titulares periodísticos siguió la suerte del Ejército de los EE.UU., la Armada y los Marines, sobre una base diaria. Los estadounidenses leer en detalle acerca de las feroces batallas en Europa y el Pacífico. Pero el Proyecto Manhattan mueve a lo largo de una pista totalmente diferente. Groves prohibió toda publicidad acerca de sus actividades de investigación e insistió en la "compartimentación" de conocimiento para todos los trabajadores del proyecto. Esto significaba que una persona sólo conocía lo suficiente como para hacer su tarea, pero no más. Esto resultó frustrante, para los trabajadores ordinarios, así como para los científicos de alto nivel. Sin embargo, un estricto "cultura del secreto" cubrió la totalidad del proyecto.

Mientras tanto, los científicos continuaron su investigación a un ritmo vertiginoso. Enrico Fermi movió los experimentos de la Universidad de Columbia para el Laboratorio Metalúrgico (Met Lab) de la Universidad de Chicago, que le prestó una pista de squash bajo la Stagg no utilizada estadio de fútbol. Hay Fermi y su equipo montado un gigantesco montón de bloques de uranio y grafito que llegaban casi hasta el techo. Fermi había descubierto que el grafito se podría utilizar para moderar o control, una reacción en cadena. En la tarde del 2 de diciembre de 1942-casi cuatro años después de que Bohr había traído la noticia de la fisión de uranio para los Estados Unidos-Fermi supervisó el mundo primer lanzamiento controlado de la energía nuclear. La pila produce sólo la energía suficiente para encender una linterna pequeña, pero todas las teorías de los científicos ha resultado ser verdad: La humanidad había creado, y, por el momento controlada, la liberación de la energía atómica. Todas las armas atómicas y todas las plantas de energía nuclear rastrear su ascendencia a este momento.

Exitoso experimento de Fermi aseguró a los científicos que estaban en el camino correcto, pero los problemas técnicos que tenemos por delante son enormes. El general Groves después comparó el proceso con un "fabricante que trató de construir un automóvil lleno de maquinaria de reloj, con la precisión que se requería de la relojería, y el conocimiento de que la falla de una pieza única significaría completo fracaso de todo el proyecto." Tal vez el obstáculo central de establecer con el hecho de que la forma más común de uranio no-U238-hace fisión. El isótopo U235 hace fisión, pero sólo 1 de cada 140 átomos de uranio es el isótopo U235. Por lo tanto, los científicos tuvieron que idear un medio para separar varios kilogramos de U235 de U238 en una base átomo por átomo. La separación no se puede hacer por métodos químicos porque los dos isótopos son químicamente el mismo. En su lugar, tuvieron que ser separados físicamente.

  OAK RIDGE

Científicos estadounidenses han ideado varios métodos posibles para separar los isótopos, pero no estaba claro cuál de ellos, en su caso, tendría éxito. Groves decidió probar todos ellos a la vez. Cada método exige gigantescos edificios rodeados por una gran cantidad de espacio debido a preocupaciones de seguridad. Una de las primeras acciones del Ejército fue confiscar 24.000 hectáreas (59.000 acres) de tierra en zonas rurales de Tennessee del este, cerca del río Clinch. Durante la guerra este sitio se llamaba X, pero más tarde se conoció como el Oak Ridge National Laboratory. X Sitio tenían todo Groves necesitaba: una gran fuerza de trabajo en la zona, suficiente agua, y un clima suave que permite que el trabajo continúe sin interrupción.

Oak contratistas canto inmediatamente comenzó a construir el K-25 de la planta, el edificio más grande jamás construido hasta ese momento. Dibujo tanta energía eléctrica como Nueva York, K-25 utiliza el método de difusión gaseosa para separar los isótopos de uranio. Este proceso resultó complejo y peligroso. El uranio es un metal por lo general, pero en este caso se convirtió en un gas y obligado por las bombas a través de barreras porosas con millones de agujeros submicroscópicas. Las barreras actuado, en efecto, como filtros diseñados especialmente. Debido U235 es ligeramente más ligero que el U238, se movió a través de los filtros a un ritmo algo más rápido, haciendo que el gas de uranio en un lado del filtro para ser "enriquecido" por una mayor tasa de U235. Sin embargo, un solo filtro no fue suficiente. Miles de bombas empujado el gas a través de miles de filtros, viajando a través de cientos de kilómetros de tuberías interconectadas. Aunque es difícil de mantener, el resultado final producen un gas mucho enriquecido con isótopos fisionables que podrían ser convertidos de nuevo en un metal. Cerca de 12.000 trabajadores, muchos de ellos mujeres porque muchos hombres estaban sirviendo en el ejército, supervisó este proceso. Ninguno de los trabajadores dijeron que el propósito de la K-25 planta por razones de confidencialidad. Sólo sabía que era algo que pudiera ayudar a ganar la guerra.

En el extremo sur de la X Sitio, trabajadores de la construcción erigida otro edificio gigantesco llamado Y-12. Se utilizó un método de separación electromagnética, basándose en lo que entonces era el mayor imán del mundo, que pesa 4.900 toneladas. Si los científicos dio una carga eléctrica a un compuesto de uranio gaseoso, un proceso llamado ionización, los más ligeros átomos de U235 seguiría un arco diferente a través de un campo magnético de los átomos más pesados ​​U238. Los átomos de U235 podría ser "doblado" por el imán en un camino separado y recogido. Esta operación igualmente gigantesco empleados 23.000 trabajadores, pero ninguno de ellos sabía que el propósito de su trabajo tampoco. Oak Ridge se convirtió en una próspera ciudad de Tennessee, convirtiéndose en la quinta ciudad más grande de Tennessee. Vida en tiempos de guerra en el Oak Ridge parecía irreal. Fábricas gigantescas, cada uno cuesta entre $ 400 millones a $ 500 millones en la construcción, corrió las 24 horas del día para producir nada (al parecer) que podrían ser escuchado, visto, olido o tocado. Sólo después de la guerra hicieron los trabajadores de Oak Ridge saber que el K-25 y de las plantas Y-12 había producido el uranio fisionable para la bomba atómica arrojada sobre Hiroshima, Japón.

Oak Ridge también albergaba una tercera planta llamada X-10, que se basó en método aún otro para crear materiales fisionables. En 1941 los científicos habían descubierto que cuando U238 absorbe un neutrón, con el tiempo se descompone en plutonio, que, como U235, también puede fisión. El edificio ligeramente más pequeño en X-10 sirve como una planta piloto para producir plutonio, pero este proceso fue excepcionalmente peligroso. Groves temía que la ciudad de Knoxville poner demasiado cerca de Oak Ridge, por lo que decidió trasladar la planta plutonio producción a gran escala a un lugar remoto en el estado de Washington.

 HANFORD

A principios de 1943 la instalación de plutonio producción a gran escala comenzó en el sudeste de Washington aislado, cerca del río Columbia. Durante la guerra, fue llamado Sitio W, pero más tarde se conoció como la Obra del ingeniero de Hanford. A los pocos meses, el Ejército confiscó miles de hectáreas de tierra, en gran parte consiste de los ranchos de frutas pequeñas. En dos años, Hanford creció de una comunidad de varios pueblos pequeños a convertirse en la cuarta ciudad más grande en Washington, con una población de más de 50.000.

A diferencia de Oak Ridge, la región de Hanford estaba tan escasamente poblado que no podía dibujar en el área local para los trabajadores. El Ejército tuvo que anunciar en todo Occidente. Con la oferta de salarios altos, miles de hombres de trabajo y puestos de trabajo para mujeres aceptadas relativamente pocos allí. Pronto Hanford se jactó el mayor parque de remolque en el mundo, grandes multitudes en los juegos de béisbol locales que asistieron algunos concursos de Grandes Ligas, y las cocinas que sirvieron alrededor de 60 toneladas de alimentos por comida en los comedores que parecen interminables. La mayoría de los hombres llegaron sin sus familias, y una serie dedicada a las peleas de bar en las noches de los sábados en una atmósfera que parecía un campo de oro del siglo 19 la minería. Cuando un trabajador frustrado pidió a su jefe del Ejército lo que el proyecto era para, el funcionario dijo: "Si te lo dijera, yo sería juzgado en consejo de guerra inmediatamente."

Hanford existe por una razón: para construir y operar las pilas gigantescas (más tarde llamados reactores) para producir plutonio para una bomba atómica segundo. Los trabajadores construyeron tres grandes refrigerado por agua montones de nombre B, D, y F-10 acerca km (6 millas) de distancia. En estos edificios, las corrientes de neutrones bombardean concentraciones de U238 conocidos como babosas para producir plutonio. Los lingotes irradiados fueron llevados por vagones de ferrocarril a control remoto a uno de los dos edificios de los llamados gigantes químicos de separación Queen Marys, donde los operadores se sentó detrás de gruesos muros de hormigón para separar el plutonio del U238 a través de control remoto de equipos, monitores de televisión, e incluso periscopios. Era una tarea monótona y aburrida.

 LOS ALAMOS

El uranio de Oak Ridge y el plutonio de Hanford ambos terminaron en el tercer secreto del Proyecto Manhattan en la localización Los Álamos, Nuevo México, o, como se le conocía durante la guerra, Sitio Y. Ubicado en 2.100 metros de altura (7.000 - pies de altura) mesas de centro-norte de Nuevo México, la región sirvió como forraje para el ganado de verano locales y ganaderos de ovejas y como el hogar de una escuela preparatoria exclusiva para chicos ricos. Una vez más el Ejército confiscó miles de hectáreas y comenzó la construcción a principios de 1943 de lo que más tarde se convirtió en el más destacado de todos los lugares del Proyecto Manhattan.

El aislamiento de Los Alamos servido para muchos propósitos. Al principio, los científicos-todos de primer nivel, de los cuales conocían los objetivos del Proyecto Manhattan eran a menudo tan frustrados por la compartimentación del Proyecto Manhattan, como los trabajadores de niveles inferiores que no tenían conocimiento de la meta final. Los científicos exhortaron a Groves para proporcionar un lugar seguro donde puedan discutir todo, y Groves eventualmente acordadas. El recién nombrado director científico, California físico J. Robert Oppenheimer, pasó gran parte de principios de 1943 tratando de convencer a los científicos más importantes del país y los ingenieros de mudarse a Los Alamos durante la duración de la guerra.

Los Alamos también proporcionó la ubicación de científicos estadounidenses y británicos a conferir. En una conferencia en Québec, Canadá, en agosto de 1943 entre Gran Bretaña y Estados Unidos, Churchill había convencido a Roosevelt para colaborar en la construcción de la bomba. Tras el Acuerdo de Québec, un equipo de alrededor de 20 científicos de alto nivel-incluyendo británicos Chadwick, Peierls, Frisch, Bohr (que se había convertido en un consultor para que el esfuerzo británico), y Klaus Fuchs, junto con el canadiense científico J. Carson Mark-movido a Los Alamos. La tarea de Los Alamos era crear una bomba atómica lista para el combate con el material fisionable suministrada por Oak Ridge y Hanford.

Los Alamos se convirtió en la más misteriosa de todas las instalaciones del Proyecto Manhattan. Una cerca de alambre rodeado la ciudad, patrullada por guardias armados a caballo. Un paso era necesario para entrar o salir, y el Ejército de seguridad examina todos los paquetes y correo. La ciudad carecía aún de una dirección. Todas las entregas se fue a "Box 1663, el condado de Sandoval, Rural." Muchos de los trabajadores eran empleados de hoteles y camareras en las inmediaciones de Santa Fe y Albuquerque realmente personas Inteligencia del Ejército de Estados Unidos en el encubrimiento. Varios de los científicos más importantes pasaron nombres falsos (Fermi fue "Mr. Farmer"), y varios de ellos tenían guardaespaldas a tiempo completo. Todos los científicos llevaban insignias blancas se reunieron todos los martes para una discusión sin tapujos del proyecto, pero otros en Los Alamos sabía muy poco. Laura Fermi, Enrico esposa, admitió que hasta que cayó la bomba en Hiroshima, que no conocía el propósito de Sitio Y.

La vida se trasladó a un tono febril en tiempo de guerra de Los Alamos. Los científicos trabajaron 10 a 12 horas al día, seis días a la semana, en un esfuerzo desesperado por outthink el enemigo. Debido a que los científicos de Los Álamos había avanzado tan rápidamente hacia la creación de una bomba, que estaban seguros de que los alemanes se estaban moviendo con velocidad igual a la de ellos crean. Con el tiempo, los científicos de Los Alamos ideó un diseño relativamente simple bomba para el arma U235, llamada Little Boy. El diseño se asemejaba a un arma de fuego y era conocido como un sistema conjunto de la pistola. Esta bomba disparó una sola pieza subcrítico de U 235, en la que no había suficiente materia para causar una reacción en cadena, en otra pieza subcrítico de U235. Cuando las dos piezas subcríticas se reunieron, había suficiente masa conocida como masa crítica-para una reacción en cadena que se produzca. Esto se convirtió en la bomba lanzada sobre Hiroshima.

La investigación descubrió, sin embargo, que el "método de pistola" no iba a funcionar con plutonio. Las dos piezas subcríticas detonó demasiado rápidamente. El físico Seth Neddermeyer y matemático John von Neumann ideó un método alternativo que se llama implosión. En esta disposición extremadamente complejo, los científicos rodeado de una esfera tamaño pomelo de plutonio con explosivos ordinarios, en forma en "lentes." Cuando las lentes detonada, la explosión "exprimido", o implosión, el plutonio del tamaño de una nuez, que se Se obtiene entonces la masa crítica necesaria para explotar con una fuerza atómica. Los científicos denominan este arma Fat Man-una referencia a Winston Churchill. La bomba de implosión fue tan compleja que los científicos de Los Alamos insistió en una prueba antes de caer en una situación de combate.

Después de una cuidadosa consideración, los científicos eligieron una sección del campo de tiro de Alamogordo, en la parte central de Nuevo México, como el lugar de la prueba. En un frenesí de actividad, los trabajadores crearon el laboratorio más grande del mundo al aire libre en un sitio web llamado Oppenheimer Trinidad. Además de numerosos edificios, erigieron un 30-m (100 pies) de la torre de acero en "zona cero" (el lugar en el que la bomba explotaría), izó la bomba (llamado "el aparato") a una plataforma en la parte superior , y programó la prueba de la madrugada del 16 de julio de 1945.

Al principio el tiempo se negó a cooperar. Una tormenta de verano feroz soplaba desde el sur hasta empapar Trinity Site con lluvias torrenciales durante la noche. Los científicos la esperanza de evitar a toda costa la lluvia, por temor a un aguacero puede lavar la radiactividad de la nube explosión de la bomba en dosis mortales. La sabiduría del día sugerido que sin la lluvia, el viento predominante se extendería una pequeña dosis de radiación sobre una gran área, causando daño permanente para nadie. Groves consultado con el jefe meteorólogo predijo que la tormenta terminaría antes del amanecer, por lo que la prueba, prevista inicialmente para las 4 am, fue reprogramado para las 5:30 am.

  LA PRIMERA EXPLOSIÓN ATÓMICA

Es difícil imaginar una escena más dramática que en la madrugada del sitio Trinidad el 16 de julio. Si el aparato explotó en el rango relativamente bajo de 3.000 toneladas de TNT, sería sólo un poco más potente que una norma "blockbuster" arma, no vale la pena el enorme gasto y esfuerzo. Si la bomba fuera un "fiasco", el Proyecto Manhattan se ubicaría como el fracaso industrial más costoso de todos los tiempos. Por otro lado, algunos científicos especulan que si la explosión superó las expectativas, no sería imposible que encender la atmósfera terrestre y poner fin a toda forma de vida tal como la conocemos.

A la hora local de 5:29:45 am, 16 de julio de 1945, la era atómica comenzó en Trinity Site. La explosión vaporizó la torre de acero, arrancó enormes trozos de la tierra, y rompió ventanas 200 km (125 millas) de distancia. Una gigantesca nube de hongos multicolores se elevó a una altitud de 12.000 metros (40.000 pies) en pocos minutos y comenzó a desplazarse lentamente hacia el noreste. Cuando la bola de fuego tocó la tierra, se fusionó la arena en un radioactivo gris verdoso trinitita-que-más tarde llamado cristal parecía "un mar de verde." Todas las cosas que viven dentro del radio de un kilómetro de aves, plantas, serpientes, lagartijas, roedores, fueron incinerados instantáneamente. Antílopes salvajes corrían aterrorizados en todas direcciones. El rendimiento se calcula en alrededor de 20.000 toneladas de TNT.

Dado que la explosión fue visible en tres estados-de hecho, podría haber sido vista desde la Luna, se podría esperar que las noticias sobre él dominaría los titulares. Pero la seguridad del Ejército de EE.UU. había dado instrucciones a todos los periódicos regionales para imprimir sólo la versión "oficial" de los hechos, que fue que un depósito de municiones explotó accidentalmente.

Al principio, los científicos observaron que la explosión se llenaron de alegría. Se habían descifrado el secreto de armas atómicas. Alemania se había rendido el 7 de mayo de 1945, y la guerra contra el Japón pronto se acabaría. Ninguna nación puede resistir el poder de un arma.

Pero en cuestión de momentos, varios científicos comenzaron a tener dudas. Fermi se convirtió temporalmente enfermo de la tensión y la preocupación. Oppenheimer señaló que en un primer momento su confianza en que la mente humana había sido restaurada, pero más tarde, citando el poema épico hindú, el Bhagavad-Gita, solemnemente observó: "Ahora me he convertido en la Muerte, el destructor de mundos." James Tuck de la Misión Británica resumió los pensamientos de muchos que vieron la nube enturbiar el cielo de verano: "¿Qué hemos hecho?"

La noticia del éxito en el Trinity se telegrafió inmediatamente a los funcionarios de Washington, DC, que lo envió a presidente Harry S. Truman. Truman estaba en reunión con líderes de Alemania soviéticos y británicos en la Conferencia de Potsdam para discutir la mejor manera de poner fin a la guerra con Japón. Truman leer el informe de alegría, pero no informó inmediatamente a los soviéticos, que habían sido excluidos del Proyecto Manhattan. En cambio, más tarde casualmente mencionó que el primer ministro soviético Joseph Stalin de que los Estados Unidos han desarrollado una nueva arma poderosa. Stalin, como por casualidad, según las memorias de Truman, dijo que espera que sea puesto a buen uso en contra de los japoneses. Aunque los espías soviéticos habían reunido alguna información sobre el Proyecto Manhattan, los eruditos siguen debatiendo cuánto sabía en realidad Stalin cuando Truman primero le habló de la explosión de Trinity Site.

  EL USO DE BOMBAS ATÓMICAS

A principios de junio de 1945, un comité de cinta azul se había reunido en Washington, DC, para decidir cómo la bomba se debe utilizar. El Comité debatió dejarlo caer en una isla ocupada en la bahía de Tokio como una forma de demostrar a Japón lo poderosa que el arma era, pero este punto de vista fue rechazado. Las autoridades temían que Japón podría poner prisioneros de guerra estadounidenses en la isla. En el peor de los casos, algunos funcionarios sugirieron que la bomba no puede explotar a todos y de alguna manera el enemigo lo redrop en América. Poner el énfasis en el "valor de choque" de la bomba, el comité decidió en una caída sin previo aviso en uno o más de los cuatro objetivos japoneses: Kokura, Hiroshima, Niigata y Kyoto. Secretario de Guerra Henry Stimson vetó Kyoto debido a su papel como un venerado centro cultural japonés y Nagasaki que reemplazó en la lista. Mientras tanto, otro comité encabezado por Met Lab físico James Franck instó encarecidamente a una caída anunciada en una isla deshabitada japonés. Este comité argumentó que una bomba atómica sorpresa es casi seguro que crear una carrera armamentista nuclear después de la guerra con la Unión Soviética. Pero esta concepción heredada audiencia poco.

Desde Alemania, los aliados emitieron la Declaración de Potsdam, que no mencionó la bomba atómica, pero amenazó a Japón con "destrucción total y absoluta" si no rendirse inmediatamente sin ninguna condición. Los aliados entregan la Declaración de Potsdam través de los canales oficiales y también se redujo millones de folletos en cuatro islas principales de Japón. La respuesta oficial japonesa fue interpretado como "ambiguo".

El 6 de agosto de 1945, un preparado especialmente bombardero B-29, el Enola Gay, piloteado por el coronel Paul Tibbets, dejó la isla de Tinian para el objetivo primario de Hiroshima. A las 8:15 am el avión lanzó los 4.400 kg (9.700 lb) de bombas de Little Boy que detonó uranio 580 m (1.900 pies) por encima de la ciudad. La explosión, que equivalía aproximadamente 15.000 toneladas de TNT, destruyó prácticamente todo dentro de un 13-sq-km (5 millas sq) zona. Causó la muerte de unas 70.000 personas al instante, hiriendo gravemente a otros 70.000 más. En 1950 la cifra de muertos había subido a alrededor de 200.000 por enfermedad de radiación extendida. Una nueva era en la historia del mundo había comenzado.

Poco después, el presidente Truman anunció al mundo que una nueva arma atómica había sido lanzada sobre Hiroshima. Advirtió que a menos que Japón se rindió, más que seguir. El gabinete japonés ferozmente debatido el tema, pero pudo llegar a ningún acuerdo. El 7 de agosto y 8 de aviones de EE.UU. continuaron cayendo miles de bombas convencionales en Japón. El 9 de agosto, una segunda especialmente preparado B-29 llamado Carro de Bock abandonó la isla de Tinian llevaba la bomba Fat Man plutonio. El objetivo primario fue un arsenal de armas en Kokura, pero el piloto Charles Sweeney fundar la ciudad cubierta de nubes. (Groves había insistido en que el cielo sea claro antes de soltar.) Después de realizar tres pasadas sobre Kokura, Sweeney se dirigió a Nagasaki, donde la capa de nubes de repente se rompió, y él lanzó la bomba, que detonó cerca de 520 m (aproximadamente 1.700 pies) por encima la ciudad. Cerca de 40.000 japoneses murieron en el acto y otros 40.000 resultaron gravemente heridos. Con el tiempo, la cifra de muertos subió a alrededor de 140.000. (Vea el recuadro "Efectos de las bombas atómicas.")

Esto resultó ser la última bomba atómica usada en combate. El presidente Truman se detuvo el envío de una tercera arma atómica, una bomba de plutonio que fue la única bomba atómica restante en el arsenal de los EE.UU.. Después de negociar un acuerdo que permitió a Japón retener su emperador, Japón se rindió el 14 de agosto de 1945. Los documentos finales se firmaron a bordo del acorazado USS Missouri el 2 de septiembre. Aunque las bombas atómicas no exactamente ganar la guerra con Japón, es evidente que lo llevó a un final abrupto.

Casi inmediatamente, la gente comenzó a debatir la necesidad y la moralidad de abandonar las armas atómicas. Los aniversarios de los bombardeos de plantear la cuestión de nuevo cada año. No hay acuerdo. Algunas, como Truman, han argumentado que, horrible como fueron, las bombas atómicas en realidad salvó vidas, tanto en japonés como Allied-porque permitieron a Japón a rendirse con honor. Las tropas aliadas no tuvieron que invadir las islas del territorio de Japón, con una pérdida proyectada de vida estimado en millones. Otros, como Otto Frisch, de mala gana estuvo de acuerdo con la decisión de bombardear Hiroshima, pero llama del bombardeo de Nagasaki como "innecesario". Otros han dicho que las bombas atómicas no se necesita en absoluto. Japón está dispuesto a rendirse, y una prueba de caída en una isla deshabitada les hubiera dado la oportunidad ideal para hacerlo. Discusión sobre estos temas no es probable que termine. (Vea la barra lateral "Fue necesario bombardear Hiroshima?")

 EL LEGADO DEL PROYECTO MANHATTAN

El Proyecto Manhattan dio forma al futuro del mundo de una manera que nadie podría haber imaginado. Esto condujo a una carrera armamentista entre Estados Unidos y la Unión Soviética, ayudó a crear una cultura de secretismo y el miedo, sobre todo en los Estados Unidos y la Unión Soviética-y dio lugar a la proliferación de armas nucleares, el desarrollo de la energía nuclear con fines pacíficos, propósitos, y el problema permanente de la forma de almacenar los residuos nucleares radiactivos. El mundo, sin duda, tendrá que lidiar con este legado durante mucho tiempo por venir.

UNA CARRERA DE ARMAMENTOS NUCLEARES

En 1946, un comité estadounidense propuso la creación de una autoridad internacional para el control de "todas las fases de la elaboración y utilización de la energía atómica." Muchos científicos que trabajaban en el Proyecto Manhattan ayudó a formular este plan, que se presentó a la recién creadas Naciones Unidas ( ONU) por el financiero estadounidense y economista Bernard Baruch. Baruch advirtió de los peligros de las naciones que compiten para producir armas de destrucción masiva. Pero la Unión Soviética, profundamente involucrado en la construcción de su propia bomba atómica-se negó a cooperar. En 1949 los soviéticos detonaron sus armas prácticamente idéntica a la primera atómico del Trinity Site bombas y la carrera armamentista estaba en marcha. (Vea el recuadro "El Plan Baruch.")

En la década de 1950 como las relaciones entre Occidente y la Unión Soviética se deterioró en lo que se llamó la Guerra Fría, Gran Bretaña, la Unión Soviética y los Estados Unidos también se desarrollaron las bombas termonucleares o de hidrógeno, cuyo poder explosivo fue más de 50 veces mayor que un bomba atómica estándar. Ni la Unión Soviética ni Estados Unidos se atrevieron a atacar unos a los otros por temor a represalias instante, una situación que se conoce como destrucción mutua asegurada (MAD). Este ambiente de tensión se evaporó con la disolución de la Unión Soviética en 1991. Estados Unidos las relaciones ruso-se volvió mucho más amable, y la Guerra Fría fue declarada oficialmente a su fin. Sin embargo, la carrera de armamentos producido tantas armas nucleares que muchos científicos siguen temiendo que cualquier uso de las reservas podría acabar con la civilización humana tal como la conocemos. Ver también las armas nucleares.

    CULTURA DE SECRETISMO Y EL MIEDO

El secretismo que rodeó el Proyecto Manhattan continuó con el inicio de la Guerra Fría. En 1945, los Aliados descubrieron que la Unión Soviética había espiado extensamente en el proyecto. A finales de 1949 los británicos arrestados físico Klaus Fuchs, que había pasado tiempo en Los Alamos como parte de la misión británica. Fuchs finalmente confesó a la entrega de los datos secretos a los soviéticos en varias ocasiones, incluyendo una descripción exacta de la bomba Trinity Site, así como de las primeras investigaciones sobre la bomba de hidrógeno. Desde Fuchs era entonces un ciudadano británico naturalizado, fue juzgado por espionaje en Gran Bretaña y en 1950 condenado a 14 años de prisión. El miedo que había asistido a la bomba H soviética programa ayudó a empujar a Estados Unidos a tomar la decisión política de desarrollar armas de hidrógeno.

La década de 1950 también produjo otras dos relacionadas con tecnologías nucleares ensayos. El primero tiene que Julius y Ethel Rosenberg. Hermano de Ethel, David Greenglass, había trabajado como maquinista en Los Alamos y había pasado los dibujos de crudo de bombas atómicas para Julius, quien les dio a un mensajero Soviética. Cuando la Oficina Federal de Investigaciones (FBI) ayudó a resolver el caso Fuchs, descubrieron el espionaje Rosenberg / Greenglass, y después de un polémico juicio, los Rosenberg fueron ejecutados en 1953. Más tarde, a raíz de las revelaciones de la desaparición de la Unión Soviética, reveló que sólo Julius Rosenberg había reunido con el mensajero Soviética. Dictamen hoy sigue dividida sobre si los Rosenberg recibió un juicio justo en el anti-caza de brujas comunista histeria del tiempo y si la pena de muerte se merece, teniendo en cuenta que rara vez se invoca en casos de espionaje en los países occidentales y considerando la utilidad cuestionable de la información transmitida a los soviéticos. También se debate la cuestión de si la fiscalía había acusado a Ethel, a pesar de escasas evidencias en su contra, más que en un intento de obtener una confesión de Julius.

Poco después de la ejecución de los Rosenberg, Oppenheimer se enfrentó a un juicio de su propiedad cuando fue llevado ante una comisión de investigación de la Comisión de Energía Atómica para explicar su temprana pasado político radical y para justificar su oposición al desarrollo de Estados Unidos de la bomba de hidrógeno. De izquierda vínculos políticos de Oppenheimer había sido ningún secreto. Groves sabía de ellos en 1943 pero nombrado Oppenheimer director de Los Alamos de todos modos. Sin embargo, por la década de 1950 el miedo engendrado por la histeria anticomunista de la época había hecho parecer que cualquier persona con ideas izquierdistas era un riesgo de seguridad. La comisión de investigación votó a favor de eliminar despacho de Oppenheimer seguridad, en efecto, prohibiéndole cualquier trabajo adicional sobre los programas relacionados atómica. Teniendo en cuenta su contribución al Proyecto Manhattan, Oppenheimer se sintió herido y traicionado. Comunidad científica de la nación se dividió por la mitad en la justicia de esta decisión, y los resentimientos no desapareció durante una generación.

En los años siguientes se desenterraron más revelaciones sobre el espionaje soviético en el Proyecto Manhattan. Theodore Hall, un brillante de 19 años de edad, el físico estadounidense que llegó a Los Alamos en enero de 1944, comenzó a pasar información a los soviéticos a finales de 1944. Un socialista y un admirador de la Unión Soviética, Hall escribió más tarde que había decidido "un monopolio americano" de las armas nucleares "era peligroso y debe evitarse." Hall nunca fue procesado, a pesar de que aparentemente cayó bajo sospecha tras la Segunda Guerra Mundial terminó . En 1960 fijó su residencia en el Reino Unido. Su papel en el espionaje se dio a conocer por primera vez en 1996.

Pero tal vez la revelación más dramática de espionaje soviético se produjo en noviembre de 2007 cuando el presidente ruso Vladimir Putin dio mayor premio de Rusia de origen norteamericano George Koval, un espía soviético superior y miembro de la inteligencia militar de la Unión Soviética. El premio fue otorgado a título póstumo después de la muerte Koval en 2006 en Moscú. Koval se convirtió así en el único espía conocido profesional se han infiltrado en el Proyecto Manhattan. A diferencia de otros espías soviéticos, Koval tenido acceso no sólo a Los Alamos, sino también a la instalación de Oak Ridge y otra de alto secreto cerca de Dayton, Ohio. Putin atribuye Koval, que había sido entrenado en ingeniería eléctrica y química tanto, de haber "ayudado a acelerar considerablemente el tiempo que le tomó a la Unión Soviética para desarrollar una bomba atómica propia."

 PROLIFERACIÓN NUCLEAR

Una vez que el Proyecto Manhattan demostrado que una bomba atómica se podría construir, era sólo cuestión de tiempo antes de que otras naciones adquirido armas nucleares. Los secretos del mundo físico se encuentran abiertas a todos los observadores entrenados, y cualquier país con el conocimiento científico y una base industrial suficiente pueden fabricar sus propias bombas nucleares. Los Estados Unidos y la Unión Soviética fueron los primeros en desarrollar armas nucleares, seguido por Gran Bretaña, Francia y China. En 1968, las cinco potencias nucleares firmaron el Tratado de No Proliferación Nuclear, en las que se acordó continuar el desarme y negar la tecnología de armas nucleares o asistencia a cualquier Estado no nuclear.

En 1995, 165 Estados no nucleares habían ratificado el tratado. India, Israel y Pakistán no aprobó el tratado, y hoy esos tres países tienen armas nucleares. Sudáfrica empezó a desarrollar armas nucleares, pero canceló su programa y aprobó el tratado en 1991. Después de la Guerra del Golfo Pérsico, los inspectores de armas de la ONU descubrió que Irak tenía un programa de armas nucleares pero todavía no había desarrollado una bomba. En 2003, Corea del Norte se retiró del tratado y anunció que había desarrollado secretamente bombas atómicas. Como resultado, en 2003 nueve países-Gran Bretaña, China, Francia, India, Israel, Corea del Norte, Pakistán, Rusia, y el. Estados Unidos-se sabe o se cree que poseen armas nucleares Hoy los gobiernos de muchos países también están preocupados por la posibilidad de que las bombas nucleares o el material fisible necesario para fabricar una bomba nuclear de Hiroshima tipo podrían caer en manos de terroristas. Ver también Control de Armas; Terrorismo.

  ENERGÍA NUCLEAR CON FINES PACÍFICOS

Un legado de la cuarta parte del Proyecto Manhattan se puede ver en la aparición de los usos pacíficos de la energía nuclear. En 1953 presidente de EE.UU., Dwight D. Eisenhower dijo a la ONU que Estados Unidos iba a compartir su experiencia con los países más pobres atómica en la reja del arado, o Átomos por la Paz, programa. Este esfuerzo de corta duración ayudaron a difundir la tecnología nuclear con fines pacíficos en todo el mundo, pero nunca alcanzó el objetivo esperado de proporcionar "electricidad demasiado barata para medirla." Sin embargo, en 2003 los Estados Unidos tenían más de 100 centrales nucleares en operación, y hubo 438 unidades comerciales generadoras nucleares en el mundo. Ampliamente difundidos accidentes de centrales nucleares, como el de Three Mile planta de energía nuclear cerca de la isla de Harrisburg, Pennsylvania, en 1979 y Chernobyl en Ucrania en 1986, han aminorado un poco las esperanzas de los defensores de la energía nuclear. El campo de la medicina nuclear sigue siendo el área principal donde los sueños de los científicos para los usos pacíficos del átomo todavía están vivos y bien. Véase también Energía Nuclear.

  EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS NUCLEARES

El quinto y último legado del Proyecto Manhattan gira en torno a los dilemas de almacenamiento de los residuos nucleares y la limpieza de las instalaciones nucleares contaminados. Plutonio radiactivo permanece durante mucho tiempo. Tiene una vida media de 24.000 años, lo que significa que solamente la mitad de su radiación desaparecerá después de 24.000 años. Una vez que se crea plutonio, existirá prácticamente para siempre. Encontrar una manera de almacenar de forma segura barras de combustible gastado y otros desechos nucleares radiactivos que se mantiene y por lo tanto perjudicial biológicamente sigue gravar las mejores de la nación mentes científicas. Así, los ecos del Proyecto Manhattan es probable que se escucha todo el tiempo que hay gente a su alrededor para escucharlos. Es todo un legado.

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