domingo, 30 de marzo de 2008

Edison, fluorescentes, LEDs y OLEDs

Suele decir en sus múltiples charlas el más ilustre de mis amigos que los avances recientes de nuestra civilización pueden resumirse en tres palabras cortitas, átomo, gen y bit. Y puede que esté en lo cierto porque, con ellas, no hace más que mentar a la madre del cordero. Pero bajo la piel tenue de estos hallazgos primigenios ha habido desarrollos mucho más específicos que han tenido un impacto notable (y muchas veces un tanto olvidado) en nuestra civilización. La humilde bombilla de 40, 60 o 100 vatios que ponemos en nuestros apliques o lámparas es uno de ellos. Para muchos de los humanos que pueblan hoy el mundo nada sería igual sin este invento de los años 70 y 80 del siglo XIX, desarrollado por Thomas Edison y otros muchos competidores que trataron de llevarse al agua el gato de unos pingües beneficios. Como casi todo el mundo sabe, una bombilla no es más que un filamento metálico encerrado en un bulbo de vidrio, filamento que se pone incandescente al paso de la corriente eléctrica y que, como consecuencia de ello, ilumina nuestras vidas. La historia de su desarrollo está magistralmente contada por Oliver Sacks en su libro "El tío Tungsteno" del que hablé ya en otra entrada. Hoy vamos a hacer una especie de entrada-funeral de este genial dispositivo.

Porque, efectivamente, estos bulbos han cambiado el modo de vivir. Nuestras casas son más agradables, nuestras ciudades más seguras, amén de otros múltiples beneficios. Baratos, fáciles de instalar, fabricados en miles de millones de unidades por todo el mundo, nadie parece pensar en su importancia hasta que el filamento se rompe y la bombilla no alumbra. Sin embargo, hay que decir en su contra que entre el 90 y el 95% de la energía empleada en mantener el filamento incandescente se pierde irremisiblemente en forma de calor y sólo el resto se emplea realmente en alumbrarnos. Y hay que tener en cuenta que, en un país desarrollado como los EEUU, el 22% de la demanda total de energía se usa en alumbrado. Y eso, con el follón éste del cambio climático que nos bombardea cada día, hace que la pobre bombilla no pueda entrar en el cajón del desarrollo sostenible. Así que, dicho claramente, la bombilla del Sr. Edison tiene los días contados.

Su competidor más inmediato tiene la forma de las llamadas fluorescentes compactas (CFLs) algunas de cuales veis en la foto adjunta. En ellas, la luz no se produce como resultado de una incandescencia o de un intenso calor, sino como consecuencia de transiciones electrónicas en los gases que llenan los bulbos. En términos de eficacia, en estas lámparas no se pierde más allá de un 20 o 25% de lo que se pierde en las bombillas tradicionales y aunque el precio es bastante más alto, su período de vida media puede llegar a ser diez veces el de una bombilla tradicional. Con lo que la inversión se amortiza fácilmente y así lo han entendido en la siempre "ecológica" California, donde van a regalar un millón de estas lámparas a ciudadanos del área Norte del Estado. Los cálculos indican que el cambio ahorra la energía suficiente como para abastecer a 60.000 hogares durante un año.

No todo es color de rosa, sin embargo, con estas bombillas y algunos grupos ecologistas han denunciado ya el hecho de que en suinterior se encuentran cantidades de mercurio que pueden llegar a los 5 miligramos por cada bulbo por lo que hay que tener cuidado una vez que se rompen. Los fabricantes andan buscando alternativas para disminuir ese efecto consustancial con el propio modo de producir luz en las CFLs.

El siguiente competidor de las bombillas de Edison son los LEDs (Light Emitting Diodes o Diodos Emisores de Luz). Los LEDs están fabricados a base de compuestos químicos un tanto raritos para el gran público (semiconductores) y que emiten luz cuando sus electrones cambian de nivel. Dependiendo del material la luz es diferente. Y así se puede obtener una luz roja al emplear arseniuros de aluminio y galio, pero hay otros compuestos que dan luces azules (nitruro de indio y galio) o verdes como cuando se emplean ciertos derivados de fósforo, galio y aluminio. Hay ya en las tiendas, lámparas y apliques con LEDs que proporcionan luz parecida a la de las bombillas convencionales (quizás con un tono algo más azul), combinando los tres materiales arriba mencionados en proporciones adecuadas. Los LEDs son, por ahora, muy caros pero son más eficientes que los CFLs y pueden durar entre 10 y 15 años. Aunque todavía se encuentran en una fase inicial de su introducción en el mercado, están encontrando por ahora un hueco importante en la iluminación de grandes superficies, garajes, etc. Aprovecho esta pequeña introducción a los LEDs para mostraros uno de ellos funcionando en un vídeo interesantísimo para los que tengais algo que ver con la docencia de la Química. En dicho vídeo se muestra la fabricación de una pila de limón.

La revolución en la iluminación vendrá de la mano de los OLEDs (Organic Light Emitting Diodes). La idea de estos materiales es conseguir polímeros (¡cómo no!) con caracteristica similares a los semiconductores arriba mencionados y que, usados en forma de filmes delgados y flexibles, proporcionen luz. Aunque materiales similares ya se emplean en las pantallas de teléfonos móviles o en los ordenadores portátiles, el objetivo a conseguir se centra ahora en obtener grandes cantidades de esos filmes que puedan usarse como revestimientos de paredes y que proporcionen una intensidad luminosa suficiente a la vez que sean lo bastante duraderos como para ser una alternativa fiable a los CFLs o los LEDs. Hay varios problemas a resolver antes de su eclosión pero, hace solo un par de semanas, el gigante General Electric acaba de anunciar que ya ha conseguido un procedimiento adecuado para fabricar placas flexibles de estas características como quien imprime un periódico. Y, de hecho, esa noticia es la que ha dado pie a este post.

Así que ya teneis más cosas a considerar cuando, como yo hice ayer, vayais a compraros un aplique o una lámpara de mesa o de pie.

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martes, 25 de marzo de 2008

Acrylamide French fries

Este post es una especie de revisión de otra entrada de agosto de 2006 (¡hay que estar al día!) en la que este gourmand de pacotilla trataba de tranquilizar a sus lectores ante la avalancha de noticias que parecían indicar que, en virtud de las llamadas reacciones de Maillard que ocurren al freir o asar cosas tan inofensivas como unas pobres patatas, podríamos cascar con cierta rapidez, víctimas de nuestros desordenados apetitos y (como no) de ciertos productos químicos. Os contaba allí que con el concurso de la glucosa y fructosa provenientes del almidón que contienen los tubérculos asi como de la esparraguina, un aminoácido que también se encuentra en ellos, podemos generar un peligroso cóctel químico (muy natural en este caso, eso si) de los que tanto gustan a los colectivos ecologistas. Ese cóctel, durante la fritanga, acaba produciendo cantidades importantes de acrilamida, un cancerígeno comprobado para los pobres roedores en los que se prueban estas cosas en dosis elevadas y, no sé si consecuentemente también, para los reyes de la creación.

Como ya habrán comprobado los seguidores de este Blog, al Búho le preocupa poco sufrir en sus menguadas carnes este tipo de efecto. Sigue la tradición familiar de su abuelo materno, ferroviario de un pequeño pueblo del Burgos profundo ("en este pueblo no hay médico, todos morimos de muerte natural"). Pero los urbanitas que me rodean andan muy preocupados con estas cosas y acaban influyendo con sus miedos en empresas que basan su cuenta de resultados en lo que comemos o en Instituciones que velan por nuestra salud. Así que, unas y otras, acaban gastándose una pasta gansa en ver cómo paliar estos efectos indeseados. Lo cual está muy bien porque para ello tienen que contratar a químicos, bioquímicos, farmaceúticos, físicos y demás gente de mal vivir.

Y así, en un reciente artículo [J. Sci. Food Agric. 88, 989 (2008)], y al hilo de lo que se comentaba en la mencionada entrada 71, científicos ingleses demuestran que ciertas prácticas sencillas, que se pueden seguir en nuestras casas durante la preparación de unas humildes patatas fritas, pueden reducir de manera drástica la producción de acrilamida.

El artículo no deja de tener su gracia al leerlo. En la parte experimental hay detalles un tanto pedestres para un científico de "alta tecnología", como la selección de patatas de diferentes variedades como la Desirée, Maris Piper o Cabaret (¡toma denominaciones!), su almacenamiento a temperaturas relativamente bajas, su corte en pedazos de tamaño y grosor controlados, su inmersión en agua de grifo durante tiempos diferentes, su fritura de manera convencional a diferentes tiempos o el hecho de probarlas en buena camaradería para ver cómo se conceptúan sus sabores. Frente a ese grupo de metodologías el grupo investigador emplea otras técnicas más sofisticadas, como la cromatografía de gases con detector de espectroscopia de masas, colorímetros para medir el color de las patatas fritas o determinaciones del contenido en grasa de las mismas.

La conclusión del estudio no deja de ser impactante. Primero, si las patatas se almacenan, antes de distribuirlas, a temperaturas un poco altas, los contenidos en los precursores de acrilamida (glucosa, fructosa y esparraguina) aumentan de forma considerable. Pero, lo que es más importante para un consumidor medio como un servidor, si cortamos las patatas y las mantenemos en agua de grifo a temperatura ambiente durante unas dos horas y las freímos en idénticas condiciones a las que no han sufrido la inmersión, el contenido final en acrilamida puede reducirse casi en la mitad. Y ello lleva aparejada una disminución en el color de las patatas fritas correspondientes que, como bien se ve en una de las figuras de la mencionada entrada 71, es un parámetro que va ligado a la aparición de acrilamida.

Menudo conflicto se me plantea a nivel conyugal. Mi comadrona pierde el sentido ante un plato de patatas fritas bien doradas acompañando a un huevo frito con puntillas. Especialmente si yo se lo preparo, que es casi siempre. A ver cómo le explico que tiene que comerse unas patatas más blancurrias porque tienen menos acrilamida. Me sé la respuesta de memoria: ¡chusmarra de químicos....!.

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viernes, 21 de marzo de 2008

Los balones de Villatuerta

¡Vaya tardecita primaveral de Viernes Santo!. No le queda a uno más remedio que dedicarse a estas lides ante el temporal que asola el nido del Búho.

Ya se que el nombre que aparece en el título se las trae, pero Villatuerta es un pueblo navarro, próximo a Estella, del que yo guardo buenos recuerdos desde la época (años setenta) en la que uno era un privilegiado estudiante de la Universidad de Zaragoza. Gracias a las clases particulares que daba al heredero de un boyante oftalmólogo con consulta en el Paseo de la Independencia de la hoy conocida como Ciudad del Agua, aquel imberbe que era yo tuvo suficiente para pagarse la compra y los gastos de un seiscientos con matrícula M-775060. Casi todos los fines de semana me venía corriendo a Donosti a ver a la chica con la que sigo compartiendo casa y cuentas corrientes. En una trayectoria un poco complicada hacia el país de la boina, dejaba en Estella a un compañero de piso para luego hacer mi particular rallye por los complicados puertos de Lizarraga y Lizarrusti. Y si la agenda lo permitía, me paraba previamente en Villatuerta a filosofar con su párroco (un amigo del citado amigo de Lizarra), uno de esos rojos presbíteros que, por aquellos tiempos, "abusaban" de las posibilidades que les había dado el Concilio promovido por un Papa que se llamó Juan XXIIII, una rara avis entre los purpurados que han poblado el Imperio Vaticano.

Despues de más de treinta años, Villatuerta ha vuelto a aparecer en mi vida en virtud de colaboraciones que el Instituto al que pertenezco (Polymat) ha mantenido con dos empresas radicadas en un polígono industrial próximo a la citada localidad navarra. En uno de los casos, el asunto tiene que ver con ceras y parafinas, un tema muy de Semana Santa, pero que por ahora lo vamos a dejar que madure. El otro tiene que ver con balones de plástico como los que se ven en el anuncio de arriba (tomado de la web de la empresa en cuestión) y de ahí el título del post.

El asunto se concretó un día en el que la gerente del Polymat me planteó el caso del atribulado dueño de la mencionada empresa. En uno de sus artículos estrella, los balones en cuestión, fabricados con plastisoles de PVC, habían tenido que cambiar la formulación por imperativo de una norma comunitaria, que había prohibido el empleo en esos artículos de aditivos basados en determinados compuestos de la familia de los ftalatos.

Ya conté al final de esta otra entrada los problemas de los ftalatos y los plastisoles de PVC desde el punto de la salud y el que quiera refrescar el asunto no tiene más que picar en el link anterior. El problema del de Villatuerta tenía otros matices. Resulta que al sustituir los ftalatos prohibidos por otros compuestos, tratando de seguir obteniendo un PVC blandito que le permitiera fabricar los balones, el producto resultante tenía una propiedad altamente nociva para sus intereses. Conseguidos unos balones de estructura similar a los anteriores e hinchados con aire hasta los niveles requeridos, las criaturitas se deshinchaban en pocas horas, con lo que no llegaban con el nivel adecuado de inflado ni a
l distribuidor más próximo. Y con esas premisas, la ruina del negocio estaba asegurada.

Y ahí aparece el Búho en forma de Supermán de las permeabilidades de gases y vapores a través de polímeros. Como ya he explicado en otros sitios, las paredes a base de plástico como las de botellas, envases de todo tipo, o balones y globos, no son impermeables a los gases, al contrario de lo que ocurre con las paredes de vidrio o de hojalata. Y, de hecho, por eso se desinflan en el tiempo todos los balones de plástico (o los globos infantiles). O se pierde el CO2 de las botellas de Coca Cola y se nos queda sin la chispa de la vida. El aire (oxígeno y nitrógeno), el helio de los globos y la voz de pito o el anhídrido carbónico de la Coca Cola, pasan a través de las paredes y se escapan poco a poco. ¡El problema del atribulado empresario de Villatuerta era que con los nuevos aditivos el aire se escapaba varias veces más rápido que con los aditivos prohibidos!.

Así es que anduvimos entretenido durante unas semanas proponiendo al fabricante otros aditivos para el mismo fin, fabricando él sus nuevos balones y midiendo nosotros la permeabilidad del aire a través de las paredes de los mismos. Hasta que encontramos uno (y no todo fue prueba y error sino criterio científico) que incluso mejoraba las propiedades del primitivo aditivo. Y allí se fue el de Villatuerta más contento que unas pascuas... Y a mi se me olvidó contarle la historia del párroco. A saber si seguirá en el sindicato de Rouco Varela.

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miércoles, 19 de marzo de 2008

El mito de las bolsas de plástico

Mi amigo y colega Javier Ansorena, Jefe de Servicio de Medio Ambiente de la Diputación Foral de Gipuzkoa, me suele enviar puntualmente una serie de resúmenes de noticias relacionadas con el tema que le ocupa y preocupa, resúmenes que recibe de una agencia europea. Y aunque no he echado las cuentas de manera formal, puedo asegurar que, bastante más del 50% de las noticias que me envía tienen que ver con la prohibición, o los pasos previos para ello, de las bolsas de plástico que empleamos en los supermercados. La ola de bolsafobia es global. Da lo mismo que hablemos del boyante Estado de California que de la depauperada Bangla Desh. Que salga el alcalde de Montreal o nuestra nunca bien ponderada Consejera de Medio Ambiente, con pocas regatas por delante, dado el panorama post electoral.

No voy a salir yo a defender aquí el despropósito de un consumo incontrolado y rampante de las bolsas de usar y tirar que nos reparten en los supers. De hecho, la comadrona de mis sueños me obliga a ir a la compra matutina de los sábados en SuperAmara con un carrito de ruedas. Me ha llegado de forma discreta que algunos de mis vecinos me llaman ya "el rumano de Hernani" y que algunos ñoñostiarras de pro empiezan a negarme el saludo. Por otro lado, empleo bolsas de ese tipo para transportar hasta los contenedores de vidrio y papel mis botellas vacías y mis periódicos y revistas. Y, tras depositar éstos, las bolsas van al contenedor amarillo que se supone implica un reciclado controlado. Yo no soy el prototipo de reciclador ejemplar, que ya me cuesta algunas noches cumplir con las labores propias de mi sexo, pero jugar al golf con el Ansorena cada fin de semana tiene estos costes y ¡ay! del que se sale del tiesto reciclador. Sólo su Santa tiene bula.

Pero, hablando en serio, la campaña contra las mencionadas bolsas es un ejemplo más de cómo los árboles, delante de los que se fotografian políticos y otras gentes de dudosa formación, no dejan ver el bosque del calentamiento global. Chris Goodall en un artículo publicado en The Guardian ponía hace unas semanas los puntos sobre las íes al problema. Comenzaba diciendo que aunque es obvio que cuesta mucha más energía producir una bolsa de papel que su equivalente de plástico (y además la industria papelera contamina más los ríos), esa no es la percepción social ni lo que transmiten los medios.

Con esa filosofía en mente, el autor del artículo describe casi una decena de lo que el llama Carbon myths (mitos del carbón). No voy a reproducir el argumento de todos los mitos apuntados, aunque hay alguno que me ha resultado particularmente impactante, como el que todo el mundo anda cambiando sus bombillas normales por bombillas de bajo consumo (¡lo cual está muy bien!) pero en casi ningún sitio se ha explicado el despilfarro que supone cambiar nuestro viejo televisor por la última generación de esos monstruos de plasma de grandes dimensiones a los que se acoplan, además, todo tipo de periféricos. Dice Chris Goodall que el consumo de esos aparatos tiene tan intranquilos a los fabricantes que, en muchos de los catálogos, se omite deliberadamente el consumo real.


Pero centremos la entrada en el mito de las bolsas de súper, dando algunos datos que ayuden a abrir los ojos. Aunque, como decía arriba, no hay gobierno continental, nacional, provincial o pueblerino que no quiera sumarse a la "ley Seca" de la bolsa de plástico, lo cierto es que en España un ciudadano promedio consume unas 230 bolsas de polietileno al año. Parecen muchas pero, en términos de peso, estamos hablando de algo más de dos kilos anuales por habitante. Muchas de esas bolsas se reutilizan como bolsas de basura o, como en mi caso, para transportar botellas y papel. Y de hecho, el propio Servicio de mi amigo Javier ha constatado, y publicado, que, al menos en Gipuzkoa, no mucho más allá del 20% de las bolsas en cuestión van directamente del supermercado a la basura, sin haber sido ni reutilizadas ni recicladas. Y, previsiblemente, con las medidas que se están tomando esa cifra debe ir en descenso.

Aún sin considerar esa su "segunda vida", el efecto de esa cantidad de polietileno en términos de cambio climático resulta claramente inferior al derivado de los restos de comida que abandonamos como residuos urbanos. En muchos casos esos residuos acaban en vertederos, generando metano, un gas invernadero más activo que el propio CO
2. Los cálculos de Chris Goodall indican que una familia inglesa media desecha semanalmente el 30% de lo que pesan los alimentos que adquiere y recientemente he visto datos de Nueva Zelanda en torno al 25%. Si realmente los que airean estas cosas fueran consecuentes, emplearían los medios y la energía que dedican a meterse con las bolsas a promocionar también, y de forma preferente, la reducción drástica en ese despilfarro de comida. Porque el cálculo es bastante inmediato. Y, desde luego, no son dos kilos anuales.

 
Otro cálculo sencillo que todo el mundo va a entender. Un ciudadano medio que utilice su coche razonablemente le hace unos 10.000 Kms. anuales (y no hablo de profesionales que hacen diez o veinte veces más). A un consumo medio de 6 litros de gasolina/100 kms (y estoy tirando muy por lo bajo, dados los todoterrenos que pueblan nuestras calles) salen 600 litros de gasolina. Tomando la densidad de la misma en el entorno de los 0.68 kg/litro, resultan más de 400 Kgs de gasolina que cada cual quema en un año. Supongamos que consiguiéramos que todas las bolsas fueran colectadas en el contenedor amarillo y posteriormente quemadas en una incineradora. Quemaríamos dos kilos de plástico por año y habitante. Y quemar gasolina o quemar el polietileno de las bolsas es intrínsecamente lo mismo. Ambas cosas tiene parecido poder calorífico y emiten anhídrido carbónico y agua. Y que no me vengan con que la quema de plásticos genera otros contaminantes peligrosos porque, a vuelta de correo, os cuento lo que producen nuestros tubos de escape y tenemos decenas en cada esquina.

Como docente que explica las bondades y debilidades de los polímeros o plásticos, me encantaría contar que los intentos de conseguir polímeros biodegradables para este tipo de usos han cristalizado en productos baratos y realmente sustitutivos del polietileno que estamos empleando en las bolsas de súper. Por ejemplo, bolsas de poliácido láctico (obtenido a partir de maiz), bolsas en las que una parte del polietileno se sustituye por almidón, bolsas con aditivos que aceleran la degradación del polietileno generando subproductos biodegradables. Esas soluciones están en el mercado, pero otras estuvieron antes y se han quedado en nada. Por el momento, los datos 2007 indican que los llamados bioplásticos suponen solo una de las 210 millones de toneladas de plástico producidas anualmente.

Así que mantengo ciertas reservas al respecto hasta ver cómo evolucionan las cosas, aunque es verdad que hay ahora un escenario sociológico y económico muy distinto que puede impulsar la definitiva implantación de productos con estas características. Y aunque estaría encantado si cambiamos todo el polietileno por poliácido láctico, estoy seguro de que si el cambio se produce surgirán nuevos problemas a resolver. Así de complicada es la vida en la que estamos inmersos.

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sábado, 15 de marzo de 2008

Regresión lineal gastronómica

Suelen decir los físicos, con el colmillo retorcido que les caracteriza, que los químicos somos aquellos científicos que queremos ajustar siempre los datos experimentales a una recta. Es una maldad más de las que demuestran el aprecio que nos tienen al resto. Ya decía Rutherford, por ejemplo, que "la ciencia es toda ella o física o filatelia". Aunque el muy taimado no le hizo ningún asco al Nobel de Química que le dieron en 1908. Pero, en fin, no entremos en polémica sobre lo que opinamos cada uno del vecino que ya se sabe que las disputas vecinales son las más enconadas. El caso es que he recordado estos chascarrillos, en este fin del día de mi cumpleaños, despues de leer una entrada de un blog sobre la mal llamada Gastronomía Molecular. Un blog que seguro va a gustar a los más cocinillas de mis lectores, a los que sigo recomendando lamargaritaseagita que mencioné hace unos días.

El blog en cuestión se llama Khymos y en su página de acogida se explica que el término griego que le da su nombre tiene, en su posible etimología, algunas concomitancias entre gastronomía y química. La verdad es que me parece que el argumento está un poco cogido por los pelos, pero queda bonito. Pero lo más interesante aparece cuando vais al blog en si mismo, bien picando en su nombre a la izda de esa página de acogida o directamente picando aquí. Podeis encontrar multitud de recetas que, en muchos casos, se explican en virtud de la química de los componentes que se emplean, sus interacciones, etc. Particularmente atractivas son las páginas TGRWT (they go really well together) en las que se proponen combinaciones un tanto particulares de diferentes alimentos, analizándose, en muchos casos, su compatibilidad culinaria en términos de las moléculas químicas más relevantes existentes en los alimentos en cuestión. Sin ir más lejos, ayer 14 de marzo había una propuesta de combinación entre el queso azul y la piña.

Pero mi post de hoy, está relacionado con una entrada antigua, colgada en ese blog el 16 de octubre de 2007, en la que se proponían una serie de recetas bajo la denominación común de cócteles masticables a base de gelatina, tomadas de un artículo publicado en Los Angeles Times, de donde también está tomada la fotografía que encabeza este post.

Martin Lersch
, la persona que mantiene el blog, había reparado en que en esas recetas a base de gelatina, parecía haber una cierta correlación entre el grado alcohólico final del cóctel y la cantidad de gelatina añadida para conseguir la consistencia y textura adecuada. Aún sabiendo que en recetas de este tipo hay mucho de prueba y error, Martin calculó el porcentaje de alcohol en cada una de ellas asi como el porcentaje de gelatina correspondiente y, a la manera de un químico denostable por los gurus de la Física, no tuvo idea mejor que enfrentar gráficamente uno y otro y ajustarlo a una recta. En la figura de la izquierda está el resultado, en una gráfica que he dibujado yo mismo usando sus "datos experimentales". Si la quereis ver en detalle podeis picar en ella.

El resultado, en términos del llamado coeficiente de regresión lineal, es bastante malo, entre otras cosas porque se han tenido en cuenta tres datos experimentales que habían empleado la misma cantidad de gelatina y diferente grado de alcohol. Pero Martin se atrevía a proponer la ecuación de la recta correspondiente como una forma de experimentar en más detalle las consecuencias de relacionar una y otra variable en la preparación de esos cócteles semisólidos.

Se puede comprobar que los comentarios que han colgado los lectores del post son numerosos. Partidarios y detractores de la propuesta de Martin han ido aportando su visión del asunto además de sus propios resultados experimentales. No me digais que esta conexión gastronómica de la Química no tiene su aquel. La verdad es que a la vista de lo que hoy mismo se decía en un artículo de El Pais sobre los comentarios de los lectores de los blogs, no me va a quedar más remedio que activar un día de estos la opción de colgar comentarios a mis entradas. Aunque me da una pereza infinita el hacerlo.

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martes, 11 de marzo de 2008

Territorio maquero

Se me había olvidado comentaros que las fotos o imágenes que cuelgo las podeis ver en tamaño mayor si picais en ellas. En la entrada de hoy eso es particularmente interesante porque ampliando la imagen que preside esta entrada os podeis dar cuenta de la magnitud del evento que en ella se plasma. No se dónde diantre está sacada pero a mi me ha llegado gracias a Alfonso Riaño, un estudiante de la Facultad que me ha sufrido como profesor en los dos últimos años y que, a pesar de ello, parece que me tiene un cierto aprecio porque, sabiendo de mi espíritu ayatollah en esto de los Macs, tuvo a bien pasarme la mencionada imagen.

Este Blog va de Química y de Polímeros pero, de vez en cuando, este autor puede permitirse alguna licencia y este martes post electoral, tras una adecuada digestión de los resultados, es un día adecuado para ello.

Uno es maquero hasta las cachas, como bien saben los que me conocen. Mis convicciones rayan las de una religión militante. Y no me corto un pelo en andar catequizando amigos y conocidos para que se olviden de Bill Gates y se pasen a Steve Jobs. Y con cierto criterio porque, por "necesidades de servicio", no me queda más remedio que usar a veces los PCs de los aparatos que tengo en el laboratorio y, cada vez que lo hago, me reafirmo en mis profundas raices maqueras.

La UPV/EHU fue maquera en sus orígenes informáticos. De hecho, formó parte de un consorcio europeo que promovía el uso de Mac en las Universidades del Viejo Continente. Todavía conservo el primer Mac que se compró en mi Departamento a mediados de los ochenta. Aunque ya no funciona mantiene su prestancia física. Años más tarde, la UPV/EHU organizó su gestión administrativa en base a PCs y muchos "traidores" se vendieron por el plato de lentejas de que la contabilidad universitaria iba en un entorno PC. Peor para ellos. En el pecado tienen la sempiterna penitencia de pasarse la vida descifrando los intrincados mensajes que mandan los PCs de forma cotidiana y que uno nunca sabe si contestar OK o decir cancelar. O apagando y volviendo a encender cada vez que a su chisme le da por colgarse.

El caso es que mis colegas Lourdes Irusta y Josepi Fernández-Berridi volvieron este pasado jueves de una corta estancia en los USA, tras asistir a un Congreso en Ventura, California, titulado Organic/Inorganic Hybrids Materials, donde han presentado los resultados más calentitos de la Tesis Doctoral de Itsaso Berra, una doctoranda de nuestro Grupo que nos acaba de ser "robada" por la empresa privada. Al ritmo que vamos en los últimos meses nos quedamos más solos que la una.

Desde el inicio de la reunión científica californiana mis colegas se estuvieron acordando permanentemente de mi. Y no porque echaran en falta mi presencia (que todo lo llena) sino porque cada vez que miraban hacia atrás en el auditorio del Congreso en cuestión, el panorama era muy parecido al de la imagen que antecede a estas líneas. Muchos asistentes con sus portátiles abiertos y, la mayoría, con una manzanita en el medio. Y algo similar ocurría con los diferentes ponentes. Salían al estrado provistos de su Mac, lo enchufaban tal cual, soltaban su rollo y desconectaban los cables al terminar dejando asi que un nuevo ponente y su nuevo Mac repitieran la jugada sin problemas ni dilaciones. Hasta que en una de las sesiones apareció un disidente con un PC. Lo enchufó y a partir de entonces (como dicen los jóvenes, jejejeje) la sesión anduvo retrasada.

Y al hilo de estas disquisiciones, un consejo a los fraternales maqueros que me leen. No os perdais el Blog de otro estudiante de esta Facultad y hernaniarra para más señas, Erik Mora.
Con sus entradas aprendereis muchos trucos y siempre estareis a la última. Yo lo tengo como fijo en los Favoritos del navegador que empleo. Con él, una nueva generación de maqueros se instaura en Hernani (buena jaula pero malos pájaros). Un sitio en el que miembros de la generación precedente, como el que suscribe, se ha quedado sin carnet (por razones obvias) a manos de la reina madre que gobierna el territorio o de alguno de sus correligionarios precedentes. A pesar de las resonancias del apellido.

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domingo, 9 de marzo de 2008

Standing on the shoulder of giants

Con la frase que encabeza este post Stephen Hawking editó una conocida obra que recogía contribuciones seminales de gentes como Copérnico, Galileo, Kepler, Newton o Einstein. La frase suele atribuirse a Isaac Newton, que la usaba en una carta a su colega y enemigo Robert Hooke, fechada el 5 de febrero de 1676. Sin embargo, más de cinco siglos antes, en 1159, un tal John of Salisbury se la adjudicaba a un coetáneo suyo, Bernard de Chartres, que venía a decir que si comprendemos bien ciertas cosas y somos capaces de avanzar en ciertos temas, no es porque seamos más listos que nuestros antecesores sino, antes bien, porque, como un enano subido a hombros de un gigante, somos capaces de aprovechar lo aportado por los que nos han precedido e, igual que puede hacer el enano, mirar más lejos que el propio gigante.

Ya decía yo, sin embargo, en una anterior entrada, que no estaba muy de acuerdo con el tufillo elitista de la frase y me alineaba allí con las tesis de Primo Levi, un químico de a pie durante muchos años, a quien dedicaba aquel post. Los grandes en la Historia de la Ciencia (Galileo, Newton, Einstein y otros muchos) son gigantes indiscutibles, pero no dejan de ser una minoría frente a los innumerables enanos que les han preparado el camino y les han dado inestimables ideas y datos, a veces obtenidos con sangre, sudor y lágrimas. Amén de esos otros muchos enanos que "se han subido a sus espaldas", terminando el trabajo y contribuyendo a la mayor gloria (y a veces, dinero) de los genios en cuestión.

Si yo digo Ascanio Sobrero muchos de mis lectores pensarán que estoy hablando de un líder de masas populares de la izquierda republicana de los años treinta o de un modesto agricultor de Tierra de Campos. Nada más lejos de la realidad. Ascanio Sobrero fue un químico italiano que vivió en el siglo XIX y que fue discípulo (casi nada!) del mismísimo Justus von Liebig, uno de los gigantes en los balbuceos de la Química como Ciencia consolidada. El caso es que el Ascanio en cuestión debía ser un tío de posibles porque, cuando volvió de su periplo alemán, se instaló en Turín y se puso a ejercer como una especie de freelancer de la Ciencia (¡qué tiempos!). Sus primeros movimientos turineses se centraron en la reacción del ácido nítrico (nitración) con el algodón, un polímero de la familia de los polisacáridos y, consecuentemente, una molécula con muchos grupos hidroxilos (-OH). Por derivación natural acabó nitrando la glicerina o propanotriol, una molécula no polimérica pero con tres -OH en su estructura química. Y acabó obteniendo la nitroglicerina.

La verdad es que las historia de estos pioneros no tienen nada que envidiar a las de los que han descubierto el Polo Norte o han subido al Everest por primera vez. La reacción de la glicerina, en frío, con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico es extraordinariamente exotérmica (se produce una gran cantidad de calor) y si nuestro Sobrero no refrigeraba el reactor convenientemente aquello detonaba con facilidad, lo que le ocasionó severas lesiones en una ocasión en la cara, además de unos cuantos sustos adicionales. Además, los químicos de la época se llevaban a la boca cualquier producto nuevo que generaban, con consecuencias insospechadas. Liebig, el maestro de Sobrero decía, con una cierta sorna, que un químico que gozara de buena salud no debía ser un buen químico.

En sus degustaciones de nitroglicerina, Sobrero cita (cual catador experimentado) que la nitroglicerina era dulce, aromática y un poco irritante pero que había que tener cuidado con ella porque si uno se pasaba en la cata el dolor de cabeza al día siguiente estaba asegurado.

Los devaneos de Sobrero con la nitroglicerina, cayeron en manos de Alfred Nobel que, mucho más listo que el italiano, decidió investigar, junto con su padre, en cómo controlar su capacidad de detonación. Tras muchos intentos y, de nuevo, no pocos accidentes, consiguieron absorber la nitroglicerina en gel de sílice creando así la dinamita, un producto que les hizo ricos en un grado tal que la pasta llega hasta los Premios Nobel de nuestros días.

Las derivaciones del explosivo producto de Sobrero no acabaron ahí. Como consecuencia de una serie de observaciones llevadas a cabo sobre los problemas de salud de los trabajadores de las factorías de la Dynamite Nobel, pronto se reconoció el carácter vasodilatador de la nitroglicerina y el propio Nobel, poco antes de su muerte, fue tratado con la molécula de Sobrero de una angina de pecho. Hoy sabemos, aunque sólo hace menos de treinta años que lo hemos conocido, que la acción vasodilatadora de la nitroglicerina es debida a que en el cuerpo humano acaba produciendo óxido nítrico (NO), una sencilla molécula que es capaz de dilatar el músculo cardíaco y paliar los efectos de una angina de pecho.

Y ahora la pregunta del millón con esta historia. ¿Quien fue aquí el gigante y quien el enano?. ¿Nobel, Sobrero, Liebig?. En cualquier caso, todo el mundo sabe algo de Alfred Nobel, su dinamita, su Fundación y sus Premios universales. Mientras, el pobre Sobrero yace en el sueño de los justos con su cara magullada y su maltrecho tracto digestivo. Nos queda como consuelo que Nobel fue un tío legal con Sobrero. Reconoció su contribución, le contrató como experto de su factoría de dinamita y, cuando murió, concedió una pensión vitalicia a su viuda. No ha sido siempre asi.

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miércoles, 5 de marzo de 2008

Problemas con la informática

Este pájaro nocturno la va a emprender a picotazos con FeedBurner, Google, Gmail, el CIDIR de Gipuzkoa o con quien sea menester. El otro día, varios de mis suscriptores que tienen dirección de correo del tipo @gmail.com, recibieron el mensaje anunciador de una nueva entrada conceptuado como SPAM. Con lo cual se quedaron a dos velas, porque Gmail tiene buzones donde acumula los SPAM sin enseñarlos. Pero otros @gmail.com recibieron los mismos mensajes sin problema alguno. Aunque parece que, por el momento, lo hemos solucionado, aquí el causante del problema parece ser, claramente, Gmail porque FeedBurner, que distribuye los avisos de mis entradas, no debiera ser clasificado como generador de SPAM en el servidor de Gmail, habida cuenta de que, uno y otro, son hijos del mismo sátrapa (Google).

Hoy, algunos de mis colegas de la UPV (pero no todos) con dirección de correo terminado en @ehu.es, no han recibido el mensaje anunciador del post que colgué ayer a la noche y que me había mandado mi colega Willy Roa, fiel seguidor del Blog. Con esta entrada que cuelgo ahora pretendo, por un lado, verificar qué ocurre mañana con ella. Si todo va bien y la totalidad de mis suscriptores la recibe, me olvidaré del tema por el momento y, los que no habeis recibido el aviso de la entrada La vida más allá del huevo y la gallina, podeis picar en el link anterior y leerla. Y si esto no funciona, y algunos de la UPV se quedan sin aviso, es que el CIDIR de la UPV/EHU en Gipuzkoa empieza a mosquearse con las veleidades literarias del Blog del Búho y le ha declarado la guerra. Y tendré que tomar medidas drásticas, mandar a toda esta tropa de informáticos al guano y buscarme la vida yo solito, as habitual.

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martes, 4 de marzo de 2008

La vida más allá del huevo y la gallina

Willy Roa me pasó la noticia del caucho cicatrizable publicada el 21 de febrero. Le provoqué en esa misma entrada para que nos escribiera algo para el Blog y aquí está el resultado. Willy es Doctor en Ciencias Químicas por la UPV/EHU (de la saga de mi congolfista Jesús M. Ugalde), antiguo estudiante del Búho y divulgador científico de Elhuyar, una Fundación pionera en la normalización del empleo del euskera en temas científicos y tecnológicos.

¡Larga vida al Búho Gris!. Sí, pero, ¿qué es la vida? Como soy químico, me gusta pensar que no es más que la capacidad de una molécula de copiarse a sí misma. Por supuesto, es una definición excesivamente simple, pero puede servir como punto de partida para analizar cómo empezó todo esto de estar vivo.

Si uno pregunta por ahí, químicos y no químicos le dirán que esa molécula capaz de copiarse a sí misma es el ADN. Pero cuando uno trata de verificar esa afirmación, se da de bruces con un problema tipo el huevo y la gallina. El ADN no se copia a sí mismo él solito. Necesita proteínas que lo hagan por él. ¿Qué proteínas? Pues algunas de las que están codificadas en el propio ADN. Es decir, que sin proteínas, no hay ADN y sin ADN, no hay proteínas. Y, entonces, ¿qué fue primero, el huevo (el ADN) o la gallina (las proteínas copiadoras)?.

Pues, ni uno ni otro. Hay una solución intermedia: una molécula con forma de ADN y capaz de hacer cosas parecidas a lo que hacen las proteínas. No es un secreto; se llama ARN y está presente hasta en los libros de secundaria. Así, aparentemente, se acabó el problema del origen químico de la vida. Todo empezó con el ARN.

¿Seguro?.

Pues no, seguro, no. Y es que es aquí donde surgen las dudas, que parecen muy razonables si se echa un vistazo a la estructura del ARN. Es una molécula realmente complicada: es muy larga y está formado por unidades que se repiten (vamos, un polímero natural). La complejidad del asunto radica en que cada una de esas unidades están formadas por cuatro subunidades, de las cuales tres son fijas y una es variable. Complicado.

Y ahí está la duda. ¿Es posible que una molécula tan compleja surja en la naturaleza per se? ¿Y que la vida no empezase a funcionar hasta que eso ocurriera? Lo que ocurre es que es fácil dudar, pero es difícil plantear alternativas.

En un número reciente de la revista Scientific American, un eminente químico llamado Robert Shapiro abordó el tema, mencionando, entre otras cosas, la definición química de la vida. Por supuesto, la idea de la molécula autocopiadora es claramente insuficiente. Además de autocopiarse, la vida necesita ser dinámica, o sea, que tiene que tener un sistema cíclico de reacciones químicas para absorber moléculas nuevas y desechar viejas (lo que llamamos un metabolismo). Y por si eso fuera poco, tiene que ser capaz de adaptarse a los cambios químicos del medio en el que vive (lo que llamamos evolucionar). La cosa se va complicando.

Al final, Shapiro y otros expertos proponen que todo eso no ocurrió a partir de una molécula grande y compleja, sino de la asociación de muchas pequeñas y simples. Todas juntas. En el mismo ambiente. Vamos, un caldo de moleculitas vivientes (que me perdonen los aficionados al vino por apropiarme aquí de tan sugerente palabra). Una teoría atractiva, pero hasta que no propongan un mecanismo concreto para un caldo concreto, tenemos todo el derecho a dudar de ello. Por supuesto.

Y hay materia de sobra para discutir. Al mencionado Shapiro le escribió un defensor del ARN como primera molécula de la vida, el químico Steven A. Benner. Defendía que la ribosa, un azúcar que forma parte del ARN, aun siendo bastante REACTIVA, se ha encontrado en la naturaleza en sitios como el Death Valley, estabilizada por ciertos minerales de boro. Una rareza. Pero, claro, la vida misma es una rareza. Eso sí, de la ribosa al ARN hay un gran trecho químico. Así que también tenemos buenas razones para dudar de esta otra hipótesis.

Al final está claro que no somos ni huevos ni gallinas, sino un conjunto de moléculas muy pero que muy curiosas, y muy pero que muy escépticas. Eso es la vida, ¿no?.

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sábado, 1 de marzo de 2008

Un liofilizador en Vinagres

Ya se que el común de los mortales no puede ir a comer o cenar a Arzak cada día pero tampoco puede frecuentar el Taj Mahal o hacer un crucero por el Caribe cada semana. Pero, de cuando en cuando, y al menos varias veces en su vida, muchos de mis lectores pueden (y deben) permitirse el vicio confesable de comerse un rosario de treinta cosas diferentes a cada cual más rica y sofisticada. Y si lo haceis, os regalarán como recuerdo un menú personalizado de lo que habeis comido, decorado por el insigne Andres Nágel, donde se puede leer Restaurante Arzak. Alto de Miracruz, 21 (Vinagres). 20015 San Sebastian. Y con este inicio parece empezar a comprenderse el título de la entrada.

El caso es que en Vinagres andan de un tecnológico que no veas. Espumas, temperatura controlada, filmes poliméricos comestibles, técnicas de vacío, bajas temperaturas, etc. Y entre los muchos cachivaches que en el Laboratorio almacenan (no llegan al nivel del Doctor Delicious de la entrada del otro día) uno puede encontrar un liofilizador. Y como en esta historia el Búho ha tenido algo que ver, bien merece un post.

Para entender la liofilización sin necesidad de que el catedrático de Química Física que llevo dentro aburra hasta a los muertos, empezaremos por recordar que la sustancia química que llamamos agua puede estar en forma de hielo (un sólido), agua líquida (un líquido, of course) y vapor de agua (un gas) como el que sale por el pitorro de una olla a presión. Si tomamos unos cubitos de hielo que estén en un congelador a -20º y les aplicamos calor, la temperatura del hielo va subiendo y cuando alcanza los 0º cambia de estado físico transformándose en agua líquida. Si seguimos calentando ese agua, a 100º hervirá, y si perseveramos un rato en el asunto nos quedaremos sin líquido, que habrá ido pasando a la forma vapor (o gaseosa). Hasta aquí todo fácil hasta para los de Letras. Aunque en este cuento se nos olvida una cosa. Los procesos descritos transcurren a la presión atmosférica que, anticiclón arriba, borrasca abajo, se mantiene constante en torno a unos 1013 milibares, de esos que aparecen en los mapas del tiempo.

Pero esos mismos procesos de cambios de estado en el agua no ocurren a idéntica temperatura si la presión cambia. Por ejemplo, en la cima del Everest, la presión es aproximadamente la tercera parte de la que se da a nivel del mar (con lo que resultan unos 335 milibares) y si uno pudiera entretenerse en verificar allí la temperatura a la que el agua líquida hierve pasando a gas, constataría que el termómetro marca unos 69º. La razón no es otra que al ejecutarse sobre la superficie del agua una presión inferior, las moléculas del líquido pueden escaparse más fácil hacia la atmósfera, necesitando menos energía en forma de calor (temperatura más baja) para hacerlo.

Con esta idea en mente, según la cual la presión puede influir en los cambios de estado del agua, quizás sea menos difícil el entender que, cuando la presión desciende por debajo de unos 6 milibares, el hielo puede pasar directamente de sólido a gas a una temperatura de unos -80º, en un proceso que llamamos sublimación. La sublimación tampoco es una cosa tan rara para el común de los mortales. Algunas sustancias como el naftaleno de las bolas de naftalina subliman incluso a presión atmosférica y temperatura ambiente, desapareciendo paulatinamente tras dejar su olor característico pero sin mojar antes el sitio en el que se encuentran. Y lo mismo pasa con el anhídrido carbónico sólido o hielo seco.

Así que un liofilizador elimina agua de un alimento u otra sustancia a la que congelamos y sometemos a presiones muy bajas para que el hielo sublime y el agua se vaya en forma de gas. Alguno dirá que estamos hablando de una deshidratación del alimento. Y es cierto, pero hay deshidrataciones y deshidrataciones. Se puede deshidratar un alimento calentándolo en un puchero y dejando que el agua que contiene se vaya. Pero con el concurso del calor tambien se evaporan otras sustancias volátiles que pueda contener (y que pueden tener su gracia culinaria) amén de que el alimento puede sufrir procesos debidos a ese calor. Eso no pasa en un liofilizador. Las condiciones de trabajo del liofilizador están elegidas en función de cómo se comporta el agua en sus cambios de estado y, por tanto, en la mayoría de los casos lo único que podemos eliminar es agua. En unas condiciones, además, muy poco dañinas para el alimento. Asi que cuando rehidratamos
el liofilizado (a veces simplemente con la saliva de nuestra boca), recuperamos la mayor parte de las características del alimento original.

¿Qué se puede liofilizar?. Pues, evidentemente, todo lo que contenga agua. En Arzak han liofilizado helados, frutas de todo tipo y hasta la salsa del chipirón, que queda convertida en una especie de polvo negro, algo grasiento que, en boca, es la repera.

Dicen en muchos sitios de internet que la liofilización la descubrieron los incas al mantener alimentos a muy bajas temperaturas y presiones, debido a la altura a la que vivían. No lo creais. Los incas conservarían así muy bien sus patatas (chuño) y su carne (charqui) pero no es una sublimación como Dios manda. Las altas cumbres cercanas al Machu Picchu nunca pueden estar a 6 milibares de presión. Y si no se consigue esa presión tan baja no hay sublimación del hielo en vapor, la base de la liofilización. Palabra de cátedro.

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Voz de pito

Estos días paso bastantes horas en el laboratorio con los químicos más incipientes de mi Facultad, es decir, con estudiantes de primer curso, tratando de que entiendan procesos sencillos como la licuación de los gases, la tensión superficial o por qué dos líquidos se mezclan o no. Espero jubilarme con las botas puestas en este tipo de actividad porque, cuando ya tengo el culo pelado como enseñante, no he descubierto mejor herramienta docente que la experimentación. El caso es que uno comparte mucho tiempo en el laboratorio con las mismas personas y es el mejor momento para llegar a una cierta intimidad con tus estudiantes, hablar un poco de todo e ir descubriendo de qué pie cojea cada cual. Y en esas estábamos el pasado jueves cuando, entre medida y medida, dos de ellos (Mikel e Iñaki) me preguntaron por qué se le pone a uno voz de pito, voz de película de dibujos animados, cuando uno inhala el gas helio que se suele usar para llenar los globos que buscan la estratosfera en las ferias de los pueblos.

No me importa reconocer que ni siquiera había oido hablar del asunto. Pero la red es maravillosa. Uno entra en YouTube, pone algo asi como Helium Voice y le salen decenas de vídeos con gente inhalando helio y hablando o riéndose como el Pato Donald. Y si pone eso mismo en la búsqueda de información de Google le salen miles de documentos al respecto.

Asi que, dedicado especialmente a los dos estudiantes preguntones, uno tiene voz de pito cuando inhala helio porque el sonido, producido en nuestras cuerdas vocales y que sale al exterior, se mueve a una velocidad superior en el helio (casi tres veces) que en la mezcla de oxígeno y nitrógeno que llamamos aire. Y como la frecuencia de los sonidos producidos en una cavidad llena de gas (nuestra cavidad bucal) es proporcional a la velocidad del sonido en dicha cavidad, ello resulta en que hay un aumento en la frecuencia de esos sonidos. Lo contrario (voz más grave) tambien se puede conseguir, inhalando un gas en el que el sonido se mueva más lentamente. Me he enterado, gracias a Wikipedia, que el hexafluoruro de azufre es uno de esos gases. Y el hexafluoruro de azufre, curiosamente, es el compuesto químico que utilizamos para explicar cómo licúa un gas por efecto de la presión
en el laboratorio en el que se generó la pregunta que ha dado pie a este post (¡qué coincidencia!).

De todas maneras, no andaría yo inhalando helio despreocupadamente bajo el pretexto de que, como es un gas inerte, nada me puede pasar. El helio es, efectivamente, un gas inerte y poco puede hacer, desde un punto de vista digamos agresivo, en mi organismo. Pero al inhalar helio desplazamos al oxígeno que necesitamos para respirar y, si lo hacemos en exceso, podemos irnos al otro barrio por simple asfixia.

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Datos personales

Boredom is the highest mental state, según Einstein. Pero, a veces, aburrirse cansa. Y por eso ando en esto, persiguiendo quimiofóbicos.