lunes, 28 de diciembre de 2015

Hawái y los peces feminizados

La pasada semana, algunos de mis colegas pertenecientes a la chusmarra de químicos que puebla el campus de Ibaeta en Donosti volvieron a casa por Navidad...., desde Hawái. Otros aún deben andar por allí, aprovechando el viaje. Hace exactamente veinte años, la Búha y un servidor, acompañados de una de mis colegas y su pareja, hicimos lo mismo, para asistir a la edición 1995 del citado Congreso, el International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, un clásico para químicos americanos, japoneses, coreanos y algunos europeos que se suelen descolgar por allí.

El caso es que estos mismos días he retomado la lectura de un libro que había dejado sin terminar hace unos meses. No por aburrimiento, sino porque los libros de tipo más o menos técnico que leo no son, en muchos casos, como novelas que se leen de un tirón. Este del que os hablo es un libro interesantísimo, titulado Water 4.0 de David Selak y al que creo que ya he hecho mención en otro post. En su subtítulo dice literalmente "El pasado, presente y futuro del recurso más importante para la vida humana". Pues bien, uno de los capítulos a los que aún no había llegado está dedicado a la presencia en el agua de restos de la actividad humana de cada día y, más concretamente, de hormonas, productos farmacéuticos y sustancias químicas que pueden resultar peligrosas para la vida de los organismos que pueblan las aguas de ríos, lagos o mares.

Y resulta que un David Selak con veinte años menos, igual que un servidor, también anduvo por Honolulu en 1995 en el mismo Congreso que estuvimos nosotros y que he mencionado arriba. Evidentemente en diferentes sesiones, porque yo andaba liado con mis polímeros y él con su contaminación de aguas. En la sesión que se celebró en la tarde del lunes 18 de diciembre de 1995, dentro del apartado de Química Ambiental, David Selak se encontró con una comunicación oral que le llamó la atención. Una tal Susan Jobling, joven postdoc del Departamento de Biología y Bioquímica de la Brunel University en la inglesa ciudad de Middlesex (muy adecuado el sex final como veréis), disertó sobre un estudio realizado en su Tesis Doctoral, a principios de los 90, en el que habían encontrado que ciertos peces machos desarrollaban un comportamiento hermafrodita con óvulos en sus testículos. Los peces investigados provenían del río Lea un afluente del conocido Támesis aunque, posteriormente, habían encontrado similar comportamiento en otros ríos ingleses.

En el cortísimo resumen (9 líneas) del abultado Book of Abstracts del Congreso, Susan Jobling atribuía el efecto de la feminización de los peces estudiados a sustancias ya muy vistas en este Blog, como el DDT, el bisfenol A, algunos componentes de los detergentes como los alquil fenoles, etc. Todos ellos considerados como sustancias que hoy llamamos disruptores endocrino, es decir, sustancias que imitan el comportamiento de moléculas como el estradiol, la hormona que regula los sistemas reproductivos de la mayoría de los vertebrados. La presencia de estradiol o moléculas de parecida estructura en la sangre de los machos puede generar procesos de feminización.

Pero cuando David Selak se puso a calcular concentraciones necesarias para esos efectos en los peces, algo no le cuadraba. Las sustancias causantes de esos efectos a las concentraciones manejadas en la comunicación de Jobling deberían ser disruptores mucho más potentes que las sustancias químicas mencionadas. Y las únicas que Selak conocía eran estrógenos esteroides como la estrona (E1), el propio estradiol (E2) o el estriol (E3), hormonas generadas naturalmente en el organismo de los seres vivos, o las hormonas sintéticas empleadas como anticonceptivos y que ya llevaban más de treinta años en el mercado occidental, como el alfa-etinil estradiol (EE2). La orina humana contiene cantidades muy variables de todas ellas que acaban donde acaban nuestras aguas residuales. Para poner las cosas en su contexto, mientras los hombres y las mujeres menopaúsicas producen del orden de 7 microgramos por día de E1+E2+E3, las embarazadas multiplican esa cifra prácticamente por mil. Y hay, por otro lado, millones y millones de mujeres que usan anticonceptivos, basados en EE2, en el mundo.

La capacidad de funcionar como disruptores de estas moléculas es, como mencionaba, mucho más elevada que el de las otras sustancias químicas tenidas por tales. De hecho, si a la capacidad disruptora del E2 (el estrógeno más potente) le damos el valor unidad, el Bisfenol A tendría una potencia disruptora de 0.00004 y el Nonilfenol, uno de los productos habituales en detergentes, andaría por 0.0001. Luego, evidentemente, está el problema de la concentración de cada una de esas sustancias en el agua de un río o lago concreto.

Y alguno se preguntará que cómo puede ser que estando el E2 secretado por embarazadas siempre ahí, desde el inicio de las grandes aglomeraciones urbanas, no se hayan conocido casos de peces feminizados en el Támesis o en ríos similares (p. e. el Danubio) hasta los noventa. Pues Selak también tiene la respuesta. Hasta bien entrados los años 70, las estaciones de tratamiento de aguas eran poco frecuentes y este tipo de ríos estaban tan contaminados por todo tipo de desechos industriales  o por materia orgánica de las aguas fecales (que consumía mucho oxígeno) que los pobres peces, literalmente, no podía vivir en ellos (cómo me acuerdo yo del Urumea de mis años infantiles). Cuando las plantas de tratamiento empezaron a funcionar, los peces volvieron a poder vivir en esas aguas pero aquellos que les daba por estar cerca de los puntos en los que esas plantas devolvían sus aguas a un río, se encontraban con una serie de sustancias (ya sea estrógenos, ya sean sustancias como el Bisfenol A) que las plantas de tratamiento no son capaces de eliminar de forma eficaz y que les causaban los problemas descritos por Jobling.

Pero que no cunda el pánico. Las aguas que salen de las depuradoras suelen ser habitualmente diluidas por el agua que el propio caudal continuo del río aporta y ya no os digo nada del grado de dilución cuando acaban en el mar. En cualquier caso, los pobres peces del Támesis han ayudado a identificar un problema potencial que habrá que ir resolviendo. Y, desde luego, no creo que la solución por la que se abogue sea eliminar los anticonceptivos (lo que alegraría a más de uno) o cargarse a las embarazadas (que dejaría a mi comadrona sin trabajo).

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jueves, 10 de diciembre de 2015

La complicada vida de un plástico compostable

En una entrada de setiembre de 2011 creo que dejé razonablemente claro lo cuidadoso que hay que ser a la hora de manejar conceptos como biodegradable, biocompatible o compostable en el mundo de los plásticos de consumo general (bolsas, botellas, filmes, etc.). El que quiera profundizar en esas ideas puede releerse esa entrada, que acababa haciendo una ligera mención a un auténtico outsider en este mundillo, un plástico desarrollado por BASF y vendido comercialmente como Ecoflex, un polímero de origen petroquímico (no bio) y que, sin embargo, es absolutamente compostable y, por tanto, biodegradable en una escala de tiempos que otros vendidos como "bio" no cumplen.

La historia del desarrollo del Ecoflex es un interesante caso sobre lo complicado que puede ser poner algo en el mercado. Diversos hechos de carácter político, económico o medioambiental confluyeron simultáneamente en los años 90 y estimularon la investigación y el desarrollo de plásticos biodegradables. La imposibilidad de seguir aumentado los vertederos, el hecho de que los Verdes entraran en el Bundestag alemán y las normativas que fueron apareciendo, tanto en el propio ámbito alemán como europeo, hicieron que BASF considerase la posibilidad de desarrollar un plástico respetuoso con el medio ambiente y que sustituyera al polietileno de las bolsas de basura de toda la vida.

La cosa no era fácil, dados los sucesivos fracasos de similares intentos realizados por diversas empresas desde comienzos de los setenta. En unos casos por tratar de poner en el mercado productos difíciles de transformar en objetos útiles con las máquinas de transformación habituales. En otros, porque los productos comercializados no eran realmente compostables, en el sentido de que, en las condiciones normales de las plantas de compostaje, generaran solo CO2, agua y biomasa gracias al concurso de microrganismos.

El objetivo de conseguir un plástico de ese tipo se cumplió gracias a una colaboración entre los científicos de BASF y un Instituto denominado GBF de la Universidad de Braunschweig en el centro de Alemania. En realidad era un Instituto de Biología Molecular que había derivado hacia el estudio de los fenómenos de fermentación y degradación. Algo más tarde, otro grupo del mismo Instituto, liderado por Rolf-Joachim Müller, comenzó a estudiar los fenómenos de degradación de polímeros, tanto sintéticos como naturales y, algo más tarde, empezaron a publicar, en buenas revistas, datos sobre la síntesis de polímeros que se degradaban correctamente en medios microbianos. Para no daros más la matraca con cosas para especialistas, la colaboración culminó en la preparación de una serie de plásticos que, en sus largas cadenas, tenían unidades de tereftalato de butileno y adipato de butileno. Jugando con las proporciones de uno y otro es posible llegar a un compromiso en el que la compostabilidad y las propiedades mecánicas se ajustaran a lo deseado. Y así, en 1997, Ecoflex apareció en el mercado como una alternativa a las bolsas de basura convencionales con la idea de acabar su ciclo en las instalaciones de compostaje que cada vez empezaban a ser más frecuentes en países como Austria y Alemania.

Sin embargo, la cosa fue más complicada de lo previsto y las ilusiones de BASF se vieron truncadas cuando se fue conociendo que los ciudadanos no eran tan disciplinados como se pensaba a la hora de colectar la fracción compostable. Como consecuencia de ello, los técnicos que manejaban las plantas de compostaje se veían obligados a eliminar de su "materia prima" todo tipo de materiales como metales, vidro y también diversos envases como botellas o bolsas, fabricadas a base de plásticos diferentes al Ecoflex y no compostables.

Para eliminar esta fracción plástica, generalmente de baja densidad, el método convencional era emplear grandes ventiladores que los expulsara de la masa del compost. Pero los ventiladores no eran capaces de separar selectivamente Ecoflex de los otros plásticos no biodegradables y, todos ellos, acababan en plantas de reciclado de plásticos, donde los contenidos en Ecoflex eran además un problema, dadas sus diferencias de propiedades con los plásticos convencionales. Así que el gozo de BASF en un pozo y hubo que buscarle nuevos nichos en el mercado, como el de los plásticos con los que se protegen los retoños de plantas, cuando se pueblan con ellos jardines y bordes de carreteras. O hubo que entrar en el entonces incipiente mercado de agricultura "orgánica", donde un envase absolutamente compostable era un plus pagable en el marketing de este tipo de negocio.

Solo ahora, cuando las pobres bolsas de polietileno parecen haber caído definitivamente en desgracia y cuando la recogida selectiva ha ido ganado adeptos en lo relativo al uso del quinto contenedor, BASF vislumbra nuevas opciones de negocio para su Ecoflex. De hecho, he escrito este post motivado porque análisis realizados en un trabajo de Fin de Grado de un estudiante, me ha mostrado que las bolsas que se reparten en Gipuzkoa a los usuarios del quinto contenedor (el marrón para la materia orgánica) tienen una estructura similar a la del Ecoflex, aunque llevan también algo de almidón, un polímero natural también compostable.

Pero han pasado casi veinte años desde la puesta en el mercado de nuestro amigo.

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martes, 10 de noviembre de 2015

El agua de mi grifo

El agua que sale por mi grifo es un tanto particular. Para empezar viene del embalse del Añarbe, un enclave casi idílico situado en la misma frontera entre tierras navarras y guipuzcoanas. De hecho, esa frontera está dibujada a través de las aguas del embalse a lo largo de una dilatada extensión. En esa misma región fronteriza hay otros pantanos más pequeños porque esa zona geográfica es también muy particular en lo que a pluviometría se refiere. Por esa razón, hace años, muchos municipios importantes próximos a Donosti apostaron por suministrarse de agua de esa zona y constituyeron la llamada Mancomunidad del Añarbe. Mi padre anduvo metido en echar a andar esa Mancomunidad cuando era alcalde de Hernani porque, entre otras cosas, conocía muy bien ese territorio del que, a través de pequeñas centrales eléctricas, suministraba electridad a la empresa que dirigía.

El embalse es un perfecto reservorio, alejado de cualquier contaminación acuosa o atmosférica, en una zona de geología muy particular que hace que el agua que naturalmente se recoge en él sea de una mineralización extremadamente baja. Tan es así que, cuando veo los análisis que hace el laboratorio de la Mancomunidad que dirige mi antigua estudiante Itziar Larumbe, no puedo sino carcajearme de algunas de las cosas que nos cuenta el marketing perverso de las compañías de agua embotellada. Y así, un agua relativamente próxima a mis dominios, el Agua de Insalus, dice en su etiqueta que está "recomendada para dietas bajas en sodio". Va uno donde aparece el análisis pertinente y se encuentra con que su contenido en sodio es de 11,4 mg/L. En contrapartida, los análisis del Laboratorio de Itziar, demuestran que el agua del Añarbe contiene solo 4,62 mg/L, dos veces y media menos.

El Agua Fontvella siempre se nos ha vendido como "agua ligera", lo que viene a ser sinónimo de un agua de "baja mineralización" o, lo que es lo mismo, un agua con bajo contenido en sales disueltas. Todas las aguas llevan diversas sales disueltas y la forma de evaluar la concentración de las mismas de una manera global es medir la conductividad del agua que las contiene. A más conductividad más contenido en iones o sales disueltas. Pues bien, la conductividad del agua del Añarbe es de 63 microSiemens/cm mientras que la del "agua ligera" catalana es de 280, casi cuatro veces y media más.

Y otro dato interesante: el contenido en flúor. El asunto del flúor ha sido conflictivo desde que, en los años cuarenta, se empezaron a fluorar las aguas potables, algo que os contaba en el reciente post sobre la historia de la relación entre el flúor y las caries. Si hacéis una búsqueda en internet, constataréis que frente a importantes organizaciones que se ocupan de la salud dental y que hablan de la fluoración del agua como uno de los grandes logros del siglo XX, hay una mayoría de páginas colgadas por organizaciones antiflúor, con argumentos como los que véis en la figura que ilustra esta entrada. No voy a perder mucho tiempo con los argumentos de la misma. Baste decir que, en el ámbito americano y en plena guerra fría, se entendía el flúor como una herramienta de los rusos para acabar con los yankis. Y, más recientemente, se ha empleado de forma profusa un argumento no reflejado en esa figura, el que se opone a la fluoración del agua potable porque se entiende que es un "tratamiento médico" impuesto por los gobiernos sin consultar a los ciudadanos. La cosa, manejada hace algún tiempo por la organización radical John Birch Society, tiene un tufillo parecido a lo de oponerse a la vacunación obligatoria que, tal y como estamos, me pone de los nervios.

Pues bien, el agua de nuestro Añarbe tiene un contenido en flúor del orden de unos 0,8 mg/L, mientras que el agua de Fontvella tiene 10 veces más (8,9 mg/L) y otra clásica, también catalana, el agua de Vichy, por ahí se anda (además de ser radioactiva como en su día nos explicó el Prof. Mans). Eso si, ambas son aguas "naturales", provenientes de manantiales seculares, mientras que el poco flúor del Añarbe se lo ponen unos operarios de la Estación de Tratamiento de Agua Potable (ETAP) correspondiente, por medio de una sustancia que se llama ácido fluorosilícico, en una concentración (baja) que está dentro de lo establecido por la Comunidad Europea como estrategia preventiva contra la caries. Sólo con esa diferencia, para muchos de los que me rodean, el flúor del Añarbe es malo por no ser "natural" y la concentración más elevada de las "naturales" es un quítame esas pajas que no tiene importancia alguna.

En muchas de las páginas antiflúor se emplea como argumento una gráfica como esta. Contiene datos de cómo ha ido decayendo la incidencia de las caries en niños de hasta 12 años en países que, desde los setenta, han fluorado o no el suministro de agua a sus ciudades. Como puede verse las tendencias son algo distintas pero, con independencia de que se haya fluorado o no, todas ellas tienden a un índice de caries muy bajo y similar. El argumento parece de cajón de sastre. ¿Para qué fluorar si se han conseguido los mismos resultados sin fluorar?.

Pero ese argumento tiene truco y no es difícil de explicar. "Casualmente", en los años setenta y en la mayoría de los países occidentales se empezaron a comercializar las pastas de dientes fluoradas. Basta con que le eches un ojo a tu tubo de pasta para comprobar que, en la mayoría de los casos (hay también pastas SIN Flúor, en esa moda SIN que nos invade), tienen alrededor de un 0,3% de fluoruro sódico, con lo que diariamente estamos aplicando el flúor de forma tópica a nuestros dientes. Con ello, transformamos la hidroxiapatita del esmalte en fluoroapatita, mucho más resistente a los microorganismos que atacan ese esmalte y facilitan las caries. Además, en esos mismos países y desde esos años, ha habido planes sanitarios específicos para la salud dental de los niños, con visitas periódicas a los dentistas, etc. que han facilitado esa buena salud dental de nuestros infantes.

Pero hay múltiples pruebas de que en aquellos países en los que las condiciones de higiene oral son pobres, los estilos de vida son propensos a una alta incidencia de caries y/o donde el acceso a planes públicos de higiene bucal de los niños son restringidos (vamos, sitios donde siempre pasan frío los mismos), la fluoración del agua potable ha demostrado ser una eficaz y barata medida de salud pública. El caso más citado es el ya mencionado de Grand Rapids, en Michigan, donde en 1945 empezaron a añadir 1 miligramo por litro de fluoruro sódico al agua de sus grifos y realizaron un seguimiento a lo largo de más de diez años de las caries de una población de casi 30.000 niños. El índice de caries descendió en un 70% tras la implantación de la medida.

Asi que, ¿debemos seguir fluorando?. El debate está ahora mismo encima de la mesa en el País Vasco, una de las CCAA que sigue fluorando, aunque otras (algunas próximas como Navarra) no lo hagan y tengan índices de caries similares. Hay un Grupo de Trabajo al respecto promovido por el Gobierno Vasco y, este año, uno de los Cursos de Verano de la UPV/EHU ha estado dedicado al respecto. Mi opinión personal, sin rebajar un ápice mi cabreo con lo que se lee en internet en contra de la fluoración, es que esta puede suspenderse en una Comunidad como en la que vivo. Hay en funcionamiento un Programa de Asistencia Dental Infantil (PADI) desde finales de los 80 que ha dado excelentes resultados. Por otro lado, los compuestos que se emplean para fluorar el agua tienen algunos riesgos medioambientales y son algo molestos de emplear en las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable (ETAP).

En cualquier caso, el flúor seguirá ahí ejerciendo su beneficioso papel vía su presencia en pastas dentífricas. Es cierto que se están detectando en la chavalería niveles algo crecientes de fluorosis, unas manchas que aparecen en los dientes cuando las concentraciones de flúor son algo elevadas (recordad que así se descubrió el efecto del flúor), pero la mejor manera de prevenirla es no dejar que los niños usen mucha pasta en sus cepillos (algo que les encanta) y, sobre todo, procurar que no se la traguen.

Y, tras eliminar la fluoración, el agua de mi grifo aún tendrá una mineralización más baja. No creo que por ello nos rebajen el precio, porque ciertamente es ridículo. Un metro cúbico (mil litros) de agua del Añarbe me cuesta menos de 0,37€. Por ese precio, pocas botellas de litro y medio de agua embotellada podéis conseguir en el súper, así que estáis pagando por el agua 600 o 700 veces lo que cuesta la de grifo. Un agua muy particular....

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miércoles, 28 de octubre de 2015

De la carne procesada a la caprolactama

Me imagino que, a estas alturas de la película, habréis hecho múltiples chistes sobre las salchichas, las chuletas o el bacon de vuestra dieta; si tenéis cuenta en redes sociales estaréis hasta el gorro de recibir comentarios al respecto pero, tranquilos, el Búho no va a insistir en la noticia de las carnes procesadas y el cáncer. Solo que, de la cantidad de información que yo también he recibido, hay un dato muy tangencial que ha llamado mi atención y que me va a dar pie para contaros otra historieta sobre el origen de uno de los plásticos más conocidos, el Nylon (o nailon) 6.

Como probablemente sepáis, el origen de la noticia de la carne es la Organización Mundial de la Salud (OMS o WHO en sus siglas inglesas), a través de uno de sus Grupos de investigación, la International Agency for Research on Cancer (IARC), que es la que ha acabado por incluir a las carnes de marras en el Grupo 1 de su clasificación de sustancias cancerígenas. En ese Grupo se incluyen 108 sustancias "cancerígenas para los humanos". Luego hay un Grupo 2A con 75 sustancias "probablemente cancerígenas para los humanos" y un Grupo 2B con 288 "posiblemente cancerígenas para los humanos" (no me digáis que lo de los matices no tiene su guasa). 503 más están encuadradas en un Grupo 3, "no clasificables en lo relativo a su efecto cancerígeno en humanos" y.......finalmente, existe un Grupo 4 en el que solo hay UNA sustancia "probablemente no cancerígena para los humanos".

¿Y quién es esta insólita sustancia que ha llegado a ese nivel 4, aparentemente tan inaccesible para la mayor parte de las sustancias o procesos investigados?. Pues nada menos que un "químico", como dicen ahora los indocumentados tribuletes y tribuletas de las revistas de moda y similares. Se trata de una sustancia química denominada caprolactama, obtenida mayoritariamente por síntesis industrial a partir de derivados del petróleo. Una sustancia que es la materia prima para producir el polímero (poliamida para ser más específicos) conocido como Nylon 6, que está en el mercado desde finales de los años 30, y que ha tenido una azarosa vida a lo largo de ese tiempo.

La historia de las fibras y su irrupción en nuestro mundo la podéis leer en otras entradas del Blog (aquí y aquí, por ejemplo). Pero la idea resumida es que su desarrollo lo llevó a cabo, fundamentalmente, el grupo de Wallace Carothers en la DuPont, obteniendo toda una serie de poliésteres y poliamidas, más o menos hilables en forma de fibras, que fueron patentadas en setiembre de 1938, cuando ya Carothers se había suicidado.

Pero un poco antes, Paul Schlack, un químico alemán que trabajaba para IG Farben, sintetizó otra poliamida distinta a las que habían patentado los de la DuPont y consiguió patentarla al descubrir un "hueco" en las patentes de la DuPont. A diferencia de los americanos que usaban dos compuestos para generar las fibras de poliamida (un diácido y una diamina), el de la IG Farben utilizó una única sustancia de partida, nuestra caprolactama, que tras ser hidrolizada se convierte en un compuesto con un grupo ácido en un extremo y un grupo amina en el otro, lo que permite su concatenación hasta formar moléculas de un cierto tamaño.

Las propiedades de este polímero (Nylon 6) son muy similares a las de la poliamida más conocida de DuPont (el Nylon 66) pero, a diferencia de esta última, cuya irrupción en el mercado fue en forma de las primeras medias de "seda artificial", los alemanes decidieron que era un material estratégico para usos militares, reservándolo para la confección de los paracaídas del ejército teutón.

Tras la guerra, el Nylon 6, siempre en forma de fibra, se vendió para confeccionar todo tipo de prendas, bajo nombres comerciales que, como Perlón, yo al menos recuerdo. Era un chollo lavar una camisa de Perlon y ponérsela sin planchar, decía la publicidad, aunque escondía que uno tuviera que pagar el peaje de no oler muy bien en poco tiempo, dado su drástico caracter antitranspirable. Lo que, finalmente, le hizo perder la batalla contra la nuevas fibras sintéticas actualmente existentes en el mercado. Pero se sigue usando en alfombras, cuerdas para barcos, cordajes de raquetas de tenis...

¿A que el título no parecía indicar que el post iba de esto?.

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jueves, 15 de octubre de 2015

Cosas del plomo

Hace ya bastantes años mi colega y amigo Mario Montes me puso sobre la pista de la figura de Thomas Midgley Jr., un científico con mala pata, al que el azar deparó el destino de ser pieza clave en el desarrollo de dos moléculas químicas de mala fama donde las haya: el plomo tetraetilo y los clorofluorocarbonos o CFCs. Sobre los segundos ya hablé en otra entrada, en la que describía su impacto en la capa de ozono. El bueno de Midgley creyó haber puesto una pica en Flandes cuando empezó a trabajar con ellos. Hablamos de gases, absolutamente estables, inocuos para el medio ambiente y los organismos vivos, relativamente fáciles de sintetizar y, además, no muy caros. Hasta que llegan a la estratosfera y con el concurso de la radiación solar provocan la destrucción del ozono que nos protege de los rayos UV. Todo un ejemplo de que hay muchas variables a considerar cuando uno coloca nuevas sustancias en el medio ambiente, lo que hace necesario controlarlas en todos los posibles escenarios, por lejanos (estratosféricos) que estos puedan parecer.

Pero Midgley no sólo ha pasado a la lista negra de los científicos a los que los ecologistas tienen más inquina por el asunto de los CFCs. Su otro "desliz" fue la puesta en el mercado de compuestos de plomo, utilizados para rebajar el poder detonante de las gasolinas en los motores de nuestros autos e impedir el autoencendido o detonación, que conlleva un ruido metálico en el motor ("picado de bielas") y que baja mucho la eficiencia del mismo, pudiendo dañar el sistema de cilindro y pistón si se produce de forma regular.

Para conseguir un correcto funcionamiento del motor, a las mezclas de hidrocarburos que llamamos gasolinas se les han venido añadiendo una serie de sustancias que permiten regular la capacidad antidetonante de las mismas. Y es aquí donde reaparece el pobre Midgley. Mientras trabajaba en 1921 para una empresa subsidiaria de la General Motors (GM), nuestro infausto químico descubrió que el Plomo Tetraetilo mejoraba la capacidad antidetonante de las gasolinas que entonces se empleaban y que ya daban problemas de autoencendido. GM empezó a comercializar el producto con la marca ETHYL, etilo en inglés, evitando cualquier mención al plomo en los anuncios y en los informes técnicos. La implantación de gasolinas aditivadas con tetraetil plomo supuso la muerte paulatina de otros combustibles a base de etanol, con poderes antidetonantes mejores, pero en los que GM obtenía escasos beneficios comparados con las gasolinas. Así se tuerce la historia.

Los peligrosos efectos del plomo contenido en esa sustancia pronto fueron visibles para el propio Midgley que enfermó y para muchos trabajadores de GM de las tres plantas que la firma mantenía abiertas, que sufrieron trastornos psicóticos graves (la Casa de las Mariposas llamaban los trabajadores a la factoría), de los que unos 15 llegaron a morir. Desde esos años hasta bien entrados los setenta, las evidencias sobre los peligros de estos aditivos para la salud pública fueron cuidadosamente acallados por la empresa y solo las mantuvo vivas un geoquímico llamado Clair Patterson, cuyos esfuerzos se vieron premiados finalmente con la prohibición absoluta de fabricar el tetraetil plomo en 1995 (que ya es tardar). Pero esa es una larga e interesante historia que bien merece otro post un día de estos. En cualquier caso, como consecuencia de la irrupción de los aditivos de plomo en las gasolinas, la tasa de plomo en el aire y en nuestro propio organismo creció hasta mediados de los años 70, para ir decreciendo posteriormente a medida que el uso de ese aditivo se fue sustituyendo por otros sin plomo.

Sin embargo, el plomo tiene una historia aún más larga y, como el mercurio, no todo el plomo que anda suelto por el mundo ha sido puesto en circulación por los coches, aunque hay que reconocer sin ambages que su empleo en automóviles es lo que ha hecho que su concentración se disparase y que tenga una cierta ubicuidad en nuestra atmósfera. El seguimiento de lo que ha ocurrido con el plomo a lo largo del tiempo puede realizarse estudiando la composición química del fondo de los lagos, que es como un archivo de sedimentos. O analizando hielo a grandes profundidades en sitios permanentemente cubiertos por el mismo, como los polos. Esas herramientas han desvelado que, en pleno Imperio romano, el contenido en plomo subió de 0.5 ppb a 2 ppb en menos de un siglo. No es de extrañar, porque hay muchas evidencias que muestran que los romanos eran grandes consumidores de plomo, llegando a fabricarse del orden de 80.000 toneladas por año. El hecho de que sea fácil extraerlo de sus minerales (los romanos tenían minas de esos minerales en Gran Bretaña, parte de su imperio), el hecho de que funda a una relativamente modesta temperatura (328ºC) y el hecho de que sea fácilmente moldeable, favoreció su empleo en techos, así como en cañerías y depósitos para la distribución de agua potable, en la que los ingenieros romanos eran unos cracks. Un uso que se ha extendido hasta prácticamente nuestros días. Prueba de ello es que el Diccionario de la Real Academia Española recoge el término plomero como sinónimo de fontanero en Andalucía e Hispanoamérica y define plomería como cubierta de plomo que se pone en los edificios, como depósito de plomos o como taller del plomero.

Ha habido otros usos curiosos de compuestos de plomo que también han causado problemas. Los propios romanos usaban acetato de plomo para endulzar sus salsas y sus vinos (parece que imbebestibles sin ese aditivo), usando un jarabe del mismo (sapa) que llamaban también azúcar de plomo. Hay hasta quien cree que parte de la decadencia del Imperio Romano es debida al progresivo envenenamiento de los romanos con sus diversos usos del plomo, lo que causó una baja tasa de fertilidad comparada con otras naciones de la época. Otro uso, ligado a una receta más o menos ancestral (tiene quinientos años), es el empleo de óxido de plomo en los llamados huevos "pidan" o "de mil años", unos huevos de pato en conserva, de aspecto decrépito, que pueden consumirse sin hacer nada más con ellos durante un año. En una receta que he encontrado en el libro de mi amigo Harold McGee "La cocina y los Alimentos", los dos ingredientes básicos (aparte del huevo) son la sal y un material muy alcalino (ceniza de leña, algún carbonato, lejía, etc.), que van penetrando en el huevo produciendo su curado o endurecimiento. Harold dice (y si lo dice va a misa) que, a veces, se ha solido añadir óxido de plomo que, al reaccionar con el azufre de la clara del huevo, forma un fino polvo negro de sulfuro de plomo que bloquea los poros de la cáscara y retarda la penetración de la sal y los ingredientes alcalinos al interior del huevo. Pero ni se os ocurra probar esta receta por mucho que aparezca en el libro del McGee.

Y otro caso más o menos ligado a la gastronomía. Mantengo en mis archivos, como una verdadera joya, una Nota publicada en el volumen 370 de la revista Nature, en julio de 1994, en el que un grupo de científicos franceses y belgas analizaron el contenido en plomo tetraetilo de diferentes añadas de un vino muy conocido, el Chateauneuf du Pape, que procede de un viñedo muy particular situado en una confluencia de dos autopistas francesas importantes (la A7 y la A9). El plomo tetraetilo aparece en la añada de 1962, alcanzando su concentración un máximo de casi 500 ppb en la añada de 1978, una cantidad que tomada regularmente puede causar una intoxicación moderada, aunque tampoco es para preocuparse, a no ser que seas un potentado y te puedes gastar habitualmente lo que vale una botella de ese vino. Tras ese máximo de concentración, que coincide más o menos con las primeras restricciones en el empleo de plomo tetraetilo, la tasa fue descendiendo progresivamente y en la última añada investigada (1991) el contenido estaba por debajo de 50 ppb.

¿Y qué fue de nuestro amigo Midgley?. La verdad es que tuvo un final un tanto dramático. En 1940, cuando ya tenía 51 años, contrajo una polio que le llevó a una silla de ruedas. Inventor hasta el final, ideó un curioso sistema de poleas y correas que le permitieran levantarse de la cama por si mismo. Pero, de nuevo, apareció la mala suerte de nuestro inventor. Cuando tenía 55 años se enganchó de mala manera en su propio invento y murió ahorcado. Por lo menos se murió sin que le dieran el disgusto de que su otro hijo bien amado, los CFCs, eran los causantes del problema del ozono, lo que acabaría con su producción de forma radical.

Y es que la vida es a veces muy traicionera con la gente inquieta y bienintencionada.

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lunes, 5 de octubre de 2015

Cafelito con nitrógeno

Tenemos otra vez la ciudad llena de cocineros ilustres (esta vez toca cocina asiática) en un evento, San Sebastián Gastronómica, en el que en el año 2003 tuve una intervención a dúo con Juanmari Arzak que es una pena que nadie lo haya filmado y colgado en YouTube, porque fue de las que hacen época (todavía hay varios amigos que se siguen riendo de lo que allí vieron). También por estas fechas, pero el año pasado, Xabi Gutierrez (de Arzak), Jose M. López Nicolás (bioquímico ilustre y bloguero murciano de éxito imparable), amén de este Búho que os escribe, grabamos en un solo día los 12 episodios de Ciencia en la Cocina, de la primera temporada de Orbita Laika, en la que en la presente temporada no nos han hecho sitio, vaya Ud. a saber por qué extraños razonamientos de los que tienen el control (ellos se lo pierden). Y resulta que, en este mes de octubre, Jose va a alojar en su blog Scientia la edición cincuenta y uno del Carnaval de Química. Así que con tanto recuerdo y coincidencia no me queda más que escribir algo de Química y Gastronomía.

A finales de agosto, el Chemical Engineering News publicaba la noticia de que en una empresa torrefactora de café de Oregón, uno de sus científicos tenía desde hacía tiempo la idea de poder servir café frío a la manera de cómo se escancia la cerveza. Y como se hace con la mayor parte de las cervezas, se le ocurrió probar con anhídrido carbónico (CO2) y la misma parafernalia que podéis ver debajo de los mostradores de los bares y próxima a los grifos en los que se dispensan cañas y similares.

Pero la cosa no resultó porque, probablemente por el carácter ácido del CO2 cuando está disuelto, los aromas del café se iban en gran medida "a la merde". Pero nuestro emprendedor no se dió por vencido. Algo debía de saber sobre las cervezas y su historia porque decidió utilizar nitrógeno en lugar de anhídrido carbónico para propulsar el café a través del grifo. Y la cosa resultó. Tras jugar con temperaturas y presiones obtuvo un café frío con una preciosa espuma adornando el brebaje y conservando todo el aroma original de los granos que ellos torrefactan.

La idea no es nueva y, como digo, proviene de los tiempos históricos de las cervezas tradicionales inglesas, que se empezaron a comercializar antes de que se inventaran la refrigeración y el carbonatado artificial (esto es la adición de CO2 al que hay de forma natural). Esas cervezas sabían mucho a malta y lúpulo y tenían muy poco gas, el que se había generado durante el proceso. Se servían a la temperatura de los sótanos o bodegas donde se almacenaban las barricas de madera (madera a través de la cual el poco anhídrido carbónico se escapaba). El bombeo desde el sótano a la canilla se hacía ni más ni menos que a mano por esforzadas camareras. Solo más tarde se empezó a mantener la cerveza en recipientes metálicos estancos en los que se empezó a presurizar con CO2, de forma y manera que al abrir la espita, la cerveza salía como consecuencia de esa presión interna.

Pero no todos los cerveceros optaron por el CO2. Los técnicos de la famosa cerveza negra Guiness experimentaron en los sesenta con nitrógeno y se dieron cuenta de que el sabor era sustancialmente diferente y la estabilidad de la espuma mucho mejor. Así que empezaron a usar mezclas de nitrógeno y CO2 con clara mayoría del primero (75%) y presiones similares a las que se conseguían con las bombas manuales. Con ello se consigue una cerveza templada, con muchos aromas distinguibles y una espuma que caracteriza a este típico producto de los pubs londinenses.

El uso de nitrógeno y sus consecuencias en la cerveza final tiene que ver mucho con la Química Física de ese producto. El nitrógeno tiene una solubilidad en agua unas 50 veces inferior a la del anhídrido carbónico (solubilidad regida por la ley de Henry, como decimos los que enseñamos Química Física). Eso quiere decir, aproximadamente, que el nitrógeno se disuelve 50 veces menos en la disolución acuosa que es la cerveza que el CO2. Ello tiene su influencia en varios aspectos de la caña o pinta final. Por ejemplo, en el número y tamaño de burbujas que escapan continuamente de nuestra copa. Como hay menos nitrógeno disuelto y es el gas el que forma las burbujas, estas aparecerán en menor número. Y también serán más pequeñas al haber menos nitrógeno para hacerlas crecer. La cosa todavía se refuerza porque el carácter ácido de las cervezas carbonatadas incrementa también el número y tamaño de las burbujas.

Esa diferencia de solubilidades también afecta a la estabilidad de la espuma formada. La formación de una espuma estable requiere que el líquido donde se origina, en este caso la cerveza, contenga cierto tipo de moléculas que jueguen el papel de surfactantes o emulsificantes (algo parecido al jabón que usamos para crear pompas). En la cerveza ese papel parecen jugarlo pequeñas cadenas de aminoácidos provenientes de los granos de la cebada. Pero también la pequeña solubilidad del nitrógeno juega su papel. Es un poco complicado de explicar y ya se me está haciendo el post un poco largo, así que no os voy a hablar de la ley o presión de Laplace en el interior de las burbujas que hace que las burbujas más grandes se hagan más grandes a costa de las pequeñas que van desapareciendo lo que, finalmente, ocasiona la desaparición de la espuma como tal. Ese efecto es mucho más lento en las cervezas "al nitrógeno" por la pequeña solubilidad de este en el líquido.

Así que si cualquier día de estos véis unas espitas como las de la figura de arriba y os ofrecen café frío de esa guisa, acordaos de este vuestro Búho que ya os ha contado el nitrógeno que lo hace fluir.

NOTA: Esta entrada participa en la LI Edición del Carnaval de Química, alojada en el imprescincible blog Scientia del gran @ScientiaJMLN.

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domingo, 20 de septiembre de 2015

Lo que ilustra el viajar: caries y flúor

Ando estos días documentándome para una charla que tengo que impartir en octubre sobre la Química y el agua de grifo. Un tema que lleva un tiempo acumulándose en mis neuronas y mis papeles y sobre el que ya he publicado algunas entradas en el Blog. Es evidente que una parte fundamental de la charla va a tener que ver con los beneficios que ha reportado a la Humanidad el empleo de compuestos de cloro para conseguir un agua que no ponga en riesgo nuestras vidas. Pero hay otras temáticas igualmente interesantes alrededor del agua potable que tienen que ver con la Química y, una de ellas, es el empleo de compuestos de flúor para prevenir las caries. La entrada que ahora vais a leer ha sido posible gracias a un documento que he encontrado en la web del Instituto Nacional (americano) de Salud Dental y Craneofacial (NIDCR), un organismo gubernamental que se afana en esa área de la salud de los americanos. Lo que sigue es una selección traducida de manera libre de muchos de los datos que se aportan en esta página de esa web.

Aunque en menor medida, el asunto de la fluoración del agua es casi como el de las vacunas, si uno se atiene a lo que puede obtener cuando pone la palabra en cuestión en el buscador de Google. El debate entre los pro y los antifluoración suele hacer saltar chispas y es entendible que la gente normal, que no quiere ahondar en los argumentos de unos y otros, acabe confundida. Eso si, como en el caso de las vacunas, los argumentos de los anti suelen llevar una carga adicional de tremendismo, que puede hacer flojear las voluntades de los más proclives a creerse que, todo en este mundo, es una gran conspiración destinada a matarnos lentamente (aunque nunca se sepa quién es y dónde vive el avispado que se libra de ese monstruo de mil cabezas que nos lleva a la tumba).

Con este post no voy a entrar (por ahora) en el debate. Simplemente os voy a contar la curiosa historia de un dentista que ejerció a principios del siglo XX y que jugó un papel decisivo en la fluoración del agua de grifo. Frederick McKay  era, en 1900, un joven dentista graduado en la Universidad de Pennsylvania, titulación que consiguió gracias a muchos y mal pagados trabajos. Al año siguiente, siguiendo esa tradición trashumante que tienen muchos americanos, decidió buscarse la vida a tres mil kilómetros a la izquierda (en el mapa USA) de su Massachusetts natal con los medios de transporte de la época, estableciéndose en Colorado Springs, en el estado de Colorado.

La primera sorpresa con sus incipientes clientes fue que muchos de ellos tenían los dientes plagados de manchas marrones. Intrigado por el asunto, empezó a preguntar a los nativos y a buscar en la escasa literatura a la que él tenía acceso. Los primeros tenían diversas teorías sobre el origen de las manchas (comer demasiaso cerdo, leche de mala calidad, etc.) pero la literatura científica no parecía contener nada al respecto. Tampoco sus colegas en la región estaban muy por la labor de interesarse por las preocupaciones de un recién llegado.

Sin embargo, en 1909, McKay tuvo la suerte de que un renombrado dentista de la época G.V. Black (lo de black tiene su gracia en este contexto de dientes casi negros) se interesara por el problema, lo empezara a investigar y lo propagara en congresos y reuniones dedicados a los piños. Hasta su muerte en 1915, Black colaboró con McKay y de esa colaboración surgió otra hecho experimental sorprendente. Los tintados dientes de los habitantes de Colorado Springs no tenían asomo de caries, un mal bastante habitual en las bocas de la época. McKay ya elaboró entonces una teoría sobre la posible relación del agua potable con las manchas aunque, muerto Black, su influencia volvió a ser menguada.

Pero el runrun estaba ahí y, en 1923, unos padres de Oakley, Idaho, hicieron viajar hasta allí a nuestro McKay (casi 700 Km atravesando las Montañas Rocosas) para contarle que, en los últimos años, los dientes de sus niños habían empezado a tener manchas como las de Colorado Springs. Y, curiosamente, eso parecía haber empezado con niños nacidos después de que en esa localidad se construyera una conducción de agua potable desde un lejano manantial de agua caliente. MacKay analizó el agua pero no descubrió nada raro. Aunque, antes de irse, aconsejó a los habitantes de Oakley que dejaran de consumir el agua del manantial de marras. En pocos años, los habitantes pudieron comprobar que las manchas no se daban en los niños nacidos tras el abandono.

La respuesta definitiva a este hecho intrigante llegó a principios de los años 30 cuando McKay y Grover Kempf, del Servicio de Salud americano, fueron llamados a hacer otros 800 kilómetros hasta Arkansas, a una localidad llamada Bauxite (los químicos sonreirán), un pueblo creado en torno a una factoría que fabricaba aluminio. El asunto era que los habitantes de ese enclave tenían manchas en los dientes por doquier (y no caries, claro) mientras que pueblos relativamente próximos no habían detectado caso alguno. De nuevo McKay hizo análisis del agua en vano y no pudo sino constatar el hecho y, de nuevo, marcharse con el rabo entre las piernas.

Pero ALCOA, la propietaria de la factoría, que ya estaba sufriendo algún que otro acoso sobre la base de las maldades del aluminio, se encontró con ese nuevo problema sobre la mesa y decidió investigar qué pasaba. Con las más modernas técnicas analíticas de la época, los químicos de Alcoa llegaron pronto a una sorprendente conclusión. El agua de Bauxite un alto contenido en fluoruros. Pidieron enseguida a McKay que les enviara muestras del agua de Colorado Springs, amén de otros sitios por donde nuestro dentista (viajero incansable) había pasado a investigar la epidemiología de las manchas. Los resultados fueron concluyentes. Donde había manchas en los dientes y la paralela resistencia a las caries, la gente bebía agua con altos contenidos de fluoruros.

Así nació la idea de fluorar las aguas de grifo. Previamente hubo que verificar el contenido mínimo para conseguir el efecto beneficioso (anticaries) y no el efecto perjudicial (las manchas y otros asuntos ligados a la enfermedad que hoy llamamos fluorosis). Esa concentración anda en torno a una parte por millón (1 ppm), que es lo mismo que poner 1 gramo de fluoruro por cada tonelada de agua (o 1000 litros de agua). Verificado lo cual, en 1945, la localidad de Grand Rapids, en Michigan, 1000 kilómetros a la derecha de Colorado Springs, aprobó el fluorar el agua de consumo de sus vecinos y, siguiendo a estos pioneros, la fluoración se extendió rápidamente por todo el territorio americano.

Aquí tocaría hablar de los resultados beneficiosos de esa profusa fluoración, de la aparición de los detractores de la medida y sus argumentos, de las pastas dentífricas con flúor y de muchas más cosas. Pero se queda para otro post, que este ya es muy largo y luego mi amiga Ana Ribera me riñe.

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lunes, 7 de septiembre de 2015

Tenemos nuevo edulcorante en la alacena..

Casi no repuestos de la irrupción de la Stevia en el mercado de los edulcorantes, este año tenemos un nuevo competidor. Me he enterado del asunto porque un amigo estuvo en la reunión anual del Institute of Food Technologists que tuvo lugar en Chicago a mediados de julio. El nuevo (y seguro que polémico) producto estaba en el stand de la compañía Tate and Lyle, la misma que introdujo el terrón de azúcar en la Gran Bretaña de 1875 y, un siglo más tarde, el edulcorante conocido en el mercado como Splenda, a base de sucralosa. El nombre comercial del recién llegado es el que veis en la foto que ilustra esta entrada, de claras resonancias italianas, y con el acompañamiento, cómo no, de que se trata de un azúcar de bajas calorías.

Lo primero que os tengo que aclarar es que no se trata de un edulcorante al uso, como las conocidas y minúsculas losetas de sacarina, aspartamo, sucralosa, estevia o similares, ya que el poder endulzante de la DolciaPrima es incluso menor que el del azúcar convencional (alrededor del 70%). Esos otros conocidos edulcorantes tiene poderes endulzantes muchas veces superior al del azúcar y, por eso, se emplean en pequeñas cantidades para conseguir idénticos efectos a los producidos por cantidades mucho mayores de azúcar. Lo que redunda también en una menor peligrosidad, por aquello de que "el veneno está en la dosis", Paracelso dixit. Pero el nuevo edulcorante podría tener un nicho en la preparación de alimentos bajos en calorías (bebidas, helados, etc.), aunque añadiéndolo en cantidades similares al azúcar para conseguir similares efectos endulzantes.

Para los más interesados en la Química, la molécula que está detrás de ese producto es la D-psicosa, aunque también puede denominarse como D-alulosa o D-ribo-2-hexulosa. Por razones obvias (el prefijo psico) la primera de las denominaciones no aparece en la información que proporciona la compañía que comercializa el nuevo edulcorante, que ha preferido el de alulosa, dada su mayor simplicidad frente a la tercera posible. En cualquier caso, la molécula tiene por fórmula molecular C6H12O6, exactamente la misma que la de la glucosa o la de la fructosa, el azúcar que se encuentra en las frutas. Para los químicos es, por tanto, un isómero de esos dos bien conocidos azúcares, aunque en lugar de ser una molécula cíclica como la de los anteriores, la alulosa es lineal.

Esa casi similitud estructural y el hecho de que la molécula se encuentre (en pequeñas cantidades) en algunos productos agrícolas, guía la propaganda de la compañía, al presentar el nuevo edulcorante como "un azúcar que se encuentra en la naturaleza" pero que, debido a las "pequeñas" diferencias de estructura existentes, no aporta el valor calórico de la sacarosa del azúcar normal o de la fructosa. Pero todo es propaganda porque, en realidad, las dos compañías que han empezado a comercializarlo lo obtienen mediante un proceso industrial, de carácter enzimático, a partir precisamente de la fructosa. Desde el punto de vista dietético, la peculiaridad de esta molécula es que es absorbida en el intestino delgado y se excreta en su mayoría en la orina, sin ser metabolizada significativamente, lo que explicaría su bajo contenido calórico.

El producto ha sido ya aprobado por la FDA americana pero no así por la Unión Europea. Continuará (casi seguro)...

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jueves, 27 de agosto de 2015

El Bisfenol A parece ser ubicuo

La verdad es que no quería hoy hablar del Bisfenol A. Con la entrada publicada el pasado 17 de diciembre, a propósito de las declaraciones del Profesor Olea, pensaba que había largado bastante por una temporada. En realidad, yo andaba pergeñando una entrada sobre esa noticia que se ha vuelto viral en las redes sociales en torno a la descarga, en un gigantesco reservorio de agua en la ciudad de Los Angeles (LA), de 96 millones de bolas negras de plástico, como la que veis en la foto. La suelta es una supuesta estrategia municipal para mitigar la evaporación de agua en una California con la mayor sequía de su historia y, al mismo tiempo, prevenir la formación en ese reservorio de unos compuestos químicos denominados bromatos, considerados como cancerígenos. Pero tirando del hilito de la información, y tras un día de búsqueda, apareció el Bisfenol A (BPA para los amigos y en inglés).

Lo cierto es que la noticia del vertido de las últimas 20.000 bolas por parte del Alcalde de LA, recogida en numerosas fotos y vídeos, es de las que tienen todos los boletos para hacer impacto en las redes. Contemplar los movimientos y agrupaciones de las bolas en el agua tiene algo de inusual e hipnótico. Construídas con polietileno de alta densidad (HDPE), uno de los polímeros (plásticos) más populares en ventas, son en realidad esferas huecas de unos 10 centímetros de diámetro, que pesan unos 245 gramos, sobre todo debido a los 205 gramos de agua que llevan en el interior para impedir que el viento se las lleve en un santiamén. El resto del interior (la mitad aprox.) está inflado con aire para que mantenga la forma. El plástico, constituyente de la capa externa, con un espesor en torno al milímetro, lleva incorporado un aditivo conocido como negro de carbón, el mismo pigmento que da color a los neumáticos.

Como era de esperar por la temática, una vez publicada la noticia se ha formado la mundial. Mientras el Ayuntamiento hace gala de los ahorros que las bolas proporcionan (disminución del agua evaporada, menos gastos en su cloración, etc.), el canal de televisión Fox, en su política habitual, ha arremetido contra la medida y de la mano de determinados expertos dice que puede producir una auténtica "pesadilla biológica" porque el agua se va a calentar (los funcionarios de la agencia del agua de LA dicen que, en realidad, hasta se enfría) y las bacterias y otros microrganismos van a crecer como moscas sobre la superficie de las bolas (la parte oficial dice que es justo lo contrario al no entrar la luz UV en el agua). Y que, además, se evaporará más agua (también en contradicción con el Ayuntamiento promotor de la medida). Luego está la discusión de por qué las bolas son negras y no blancas o de colorines. Vamos, el clásico follón en las redes entre "expertos". Yo, por ahora, no voy a entrar en estos asuntos porque la entrada se me haría muy larga, aunque aviso que todo esto me parece más propio de foto de políticos que de medida real contra los problemas que acucian a los californianos.

Y mientras andaba recopilando información de diversas fuentes, me topé con una revista llamada Grist, en la que al respecto de las bondades o maldades de la suelta de bolas, se hacían eco de una entrada del blog Discard Studies, publicada el pasado 16 de agosto por una tal Max Liboiron, que ella misma se define como "a scholar, activist, and artist. An Assistant Professor of Culture and Technology in the Department of Sociology at Memorial University of Newfoundland". Su CV, que se puede ver aquí, no parece que tenga mucho que ver con la Química y las aplicaciones de los plásticos. Y en el post mencionado, entre sus numerosas argumentaciones contra las bolas de marras, aparece esta:

En contacto con el agua los plásticos desprenden productos químicos............Mientras la exacta composición del polietileno usado en las bolas no se ha publicado, sabemos que se trata de un plástico relativamente inocuo. Excepto en lo relativo a las sustancias añadidas, resistentes a los rayos UV, y que si pueden pasar al agua.... El negro de carbón se supone que no es dañino cuando pasa al agua, lo cual es una buena noticia. Pero incluso con esa precaución la mayoría de los plásticos difunden disruptores endocrino en el agua que interfieren con el sistema hormonal de los animales y los humanos. Algunos como el BPA se acaba rompiendo en breves semanas o meses..... No sabemos los productos químicos que hay en las bolas pero migrarán al agua, sobre todo porque les va a dar el sol y se supone que estarán en ella por un periodo medio de vida de 10 años.

Un portento esta chica. Sabe (o debiera saber) que el plástico de las bolas es polietileno de alta densidad (HDPE), permitido por la EPA para estar en contacto con agua. Que el único aditivo que lleva en su composición, contra la luz ultravioleta (UV), es el negro de carbón que ella misma dice que no es dañino. ¿A qué viene meter al bisfenol A (BPA) en este asunto?. Ni el plástico de las bolas lo lleva en su propia estructura o en su composición comercial, ni se puede generar en las condiciones de uso de las mismas. ¿O sabe más, con su CV, que la propia EPA?.

Y no quiero seguir con sus argumentaciones en el resto del post donde, como es de rigor, aparecen el DDT, los retardantes a la llama o la "sopa de plásticos". Ninguno de los cuales tiene que ver con el asunto de las bolas vertidas al Los Angeles Reservoir. Como habitualmente pasa...

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lunes, 24 de agosto de 2015

Testamento vital (digital)

Dice la hoja parroquial de mi ciudad (aka DVasco) que esto de las redes sociales y los fallecimientos de los titulares de las cuentas en las mismas se está poniendo complicado. Que uno abre una cuenta en Facebook o en Twitter y luego se muere, más o menos repentinamente, y a ver qué pasa con esa cuenta. Que en cuestión de pocos años va a haber millones de cuentas de todo tipo de redes que se van a quedar sin propietario que las alimente. Y como para todo hay alguien que quiere hacer negocio, ya están surgiendo iniciativas de empresas que cerrarán tus ojos digitales por un módico precio.

También hay sicólogos que se apuntan al festín haciéndonos saber los inconvenientes que, para el duelo de nuestros allegados, puede tener el hecho de que una cuenta de nuestra propiedad se mantenga abierta. La verdad es que, cada día, me asombra más la capacidad de estos profesionales para adaptarse a las nuevas "realidades" que se nos vienen encima, aunque no sepan nada del asunto. Porque, como ellos mismos reconocen en el artículo del DV, sobre esto "no hay datos".

Yo lo tengo todo bien ordenado. Mi Santa tiene sus voluntades anticipadas registradas, un último acto de amor hacia mí porque me libra de decisiones de hondo calado. Yo no las he registrado porque le conozco bien y sé que, ante lo inevitable, no se va a complicar mucho la vida conmigo. También tengo dispuesta en una lista de reproducción de iTunes la música que, en su caso, quiero que me toquen de cuerpo presente, extractos de obras de Purcell, Brahms y Prokofiev (aunque por ahora no daré más detalles). Y espero contar, en poco tiempo, con amigos veinte o treinta años más jóvenes que yo,  a los que he conocido en las citadas redes, que cierren mis cuentas de Twitter y Blogger con juvenil diligencia. Ya he confeccionado una lista razonable de posibles agentes de la liquidación, pero lo tendré que ir consultando personalmente. Y si hay voluntarios, no tenéis más que apuntaros.

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miércoles, 12 de agosto de 2015

Borodin: Química y Música

Un blog es una versión actual, virtual, de un diario o un cuaderno de bitácora. Se supone que algo personal y casi íntimo del que lo escribe. Pero con la irrupción de estas tecnologías, la intimidad se diluye o, al menos, se transforma. Porque ¿qué queda hoy en día más oculto, un diario de papel o uno electrónico?. Este último se diluye en el magma de los millones y millones de páginas electrónicas que un buscador otea y en el pozo sin fondo de los millones y millones de otros blogs en los que, pirados como yo, pierden el tiempo, quizás con la secreta intención de que alguien les lea o quizás, y por aquí deben andar mis tiros, como último recurso a una especie de aburrimiento infinito que poco a poco te cala como una enredadera.

Las entradas acumuladas son un chivato de las tendencias del autor, un escaparate de las vergüenzas que uno atesora, ya sean conceptuales o personales y, en el fondo, una bomba de relojería que otros pudieran explotar en tu contra. Pero, pelillos a la mar, si uno se mete ya en este lío, esas manías personales pueden servir a veces como pretexto para hilar un tema en el que uno no había pensado a priori. Y la entrada de hoy es un ejemplo.

Empezaremos por un vicio inconfesable. Cuando ando deprimido, una de mis herramientas terapéuticas es oir música al máximo volumen que mi Santa me deje. Antes morir sordo que visitar a un psiquiatra. En la familia tengo dos que velan por la salud mental de sus congéneres (y parece que bien), pero yo soy un familiar, no un congénere y eso introduce otras variables algo incontrolables. Así que, en situaciones un poco límite, elijo una de las piezas que mi chica llama pachangueras (infundios, siempre es música clásica de lo más reputada) y, armado de una batuta de director profesional, me pongo a dirigir como si tuviera una orquesta real a pie de peana.

Mis páginas favoritas para dirigir son muchas y variadas. Desde un pasodoble español como El Gato Montes a la Obertura de Cándido de Bernstein o el Pájaro de Fuego de Stravinsky (ahora mismo tengo el Waltz de la Suite Masquerade de Khachaturian). Esas preferencias cambian con el tiempo pero desde que tengo uso de razón musical hay una pieza que no ha caído en el ranking: Las Danzas Polovtsianas del Principe Igor de Alexander Borodin. Quizás porque cada vez que la escucho me traslado al quiosco del pueblo en el que viví mis años infantiles, acompañando a mi padre a escuchar, y fue muchas veces, la modesta pero valiosa versión que de la citada pieza hacían la Banda y el Coro de Hernani, que mi progenitor había contribuido a crear (y hasta a mantener).

Y, ¿a qué viene esto en un Blog de Química?. Pues a que Borodin, hoy conocido por cualquier amante de la música clásica fue, sobre todo, un profesor e investigador en Química. El mismo llegó a denominarse como "músico de domingo" (un dominguero, vamos), a pesar de que hoy en día forme parte de la cúspide de la música rusa del siglo XIX, los llamados “Cinco Rusos”: Balakirev, Rimsky-Korsakov, Mussorgsky, Cui y el propio Borodin.

Mientras que como músico ha pasado a la posteridad, el resultado final de su vida como químico es bastante triste. A pesar de que hizo sustanciales contribuciones a la Química, la mayor parte de ellas han quedado relegadas al olvido o, en algunos casos, incluso suplantadas por otros investigadores posteriores. Borodin fue el primer investigador en preparar compuestos aromáticos con flúor, descubrió la famosa condensación aldólica y desarrolló cuidadosos métodos para medir el contenido en urea de la orina.

Cuando hace ya tiempo empecé a leer cosas sobre la biografía de Borodin descubrí en él una serie de características personales que sumadas a mi devoción por sus Danzas, le han hecho uno de mis personajes favoritos. Creo que traduciendo una frase de sus propias Memorias se va a entender el por qué de mi comunión con él. Dice Borodin:

Como compositor siempre he querido permanecer en el anonimato y he solido avergonzarme de mi actividad musical....Para otros es su principal actividad, la razón de su vida. Para mí es una relajación, un pasatiempo que me distrae de mi principal afán: enseñar. Me gusta mi profesión de profesor y la actividad científica que desarrollo. Me encantan las actividades académicas y mis estudiantes, chicos y chicas, porque dirigir el trabajo de gente joven te ayuda a estar en contacto estrecho con ellos.

Leyendo esas líneas me siento cual alma gemela del ruso. Y quizás hay un matiz que, leído en el siglo XXI, resulta casi imperceptible: chicos y chicas. Borodin fue un activo defensor de los derechos de las mujeres, a las que incorporaba a su laboratorio en iguales condiciones que los hombres, llegando a ser uno de los fundadores de la Escuela de Medicina para Mujeres en San Petersburgo. En mi ya casi finiquitada carrera académica, siempre me he sentido más cómodo rodeado de mujeres que de hombres. Y no me ha ido mal......

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domingo, 9 de agosto de 2015

Filatelia y gominolas

Estoy seguro de que mis amigos expertos en redes y en comunicación me dirán que, en agosto, es mejor tomarse vacaciones como autor de un modesto Blog como éste. Pero mi junio y julio han sido dos meses demasiado turbulentos como para alejar de mi la entropía que me han producido y ponerme a escribir en plan dilettante. De ahí el parón que mis fieles seguidores habrán detectado. Así que como ya soy mayor en DNI y autoría de blog, creo que me está permitido hacer lo que me dé la gana y ver si en agosto consigo retomar la tranquilidad y "deleitaros" con algunas entradas. La anterior sobre recetas de la alquimia no ha ido nada mal y ha hecho subir de forma notable mis estadísticas.

Así que, para continuar, vamos a recordar una entrada nada menos que de junio de 2006, en la que os explicaba las diferentes familias de los azúcares o carbohidratos, diferenciando entre monosacáridos como la glucosa o la fructosa (de las frutas, como es obvio), disacáridos como la sacarosa (el azúcar normal) o la lactosa de la leche (que contienen dos monosacaridos unidos) y polisacáridos como el almidón o la celulosa, ambos constituidos por largas cadenas de muchas unidades de glucosa. De muchos de los citados extraemos los humanos el "combustible" base para nuestro "motor". Allí quedaba claro, además, que hay otros muchos polisacáridos, donde la unidad que se repite es diferente de la glucosa del almidón o la celulosa y que, en muchas sustancias que se dan en nuestro mundo, es normal encontrar complejas mezclas de polisacáridos.

Una de esas sustancia que puede denominarse como mezcla de polisacáridos (aunque también lleve como componentes algunas proteínas) es la denominada goma arábiga. Se le ha seguido la pista hacia atrás hasta el tercer milenio antes de Cristo, el tiempo de los antiguos egipcios, que comerciaron con ella y la usaron como aglomerante de pinturas y como adhesivo en sus ilustraciones jeroglíficas. Está también documentado su uso, igualmente como adhesivo, en los tejidos de lino usados para embalsamar las momias.

La goma arábiga se obtiene de algunos tipos de acacias que la emplean en un mecanismo natural de defensa. Cuando la corteza de estos árboles es dañada por algún agente exterior, la planta exuda una disolución acuosa de la goma y sella la herida, previniendo así posteriores infecciones o la deshidratación. Esa disolución acaba secándose al aire, dejando unas costras sólidas que pueden recolectarse fácilmente. En las actuales plantaciones de acacias para obtener goma arábiga, esas heridas se provocan deliberadamente, como pasa también en las plantaciones de árboles de caucho, en las que se practican pequeñas incisiones en sus cortezas para recoger el exudado que dará lugar a lo que conocemos como caucho natural.

Desde un punto de vista químico y como se ha mencionado arriba, la goma arábiga es una compleja mezcla de polímeros naturales (polisacáridos y glicoproteínas), aunque los primeros, en forma largas cadenas de galactosa y arabinosa (otros dos monosacáridos) son los más abundantes. La característica más notable de la goma arábiga, que le ha abierto muchas aplicaciones, es que se trata de una sustancia comestible. De hecho, en la lista de aditivos alimentarios permitidos por la CE, figura con el número E-414 y, por ello, se ha usado y se usa en golosinas como las gominolas, chocolatinas, refrescos sin alcohol, chicles, etc. En el Léxico Científico Gastronómico, publicado en 2006 por la Fundación Alicia (parte de ese entramado económico-mediático que generó Ferrán Adriá), la goma arábiga aparece como una de las sustancias en investigación por los modernos cocineros, aunque se apuntan los usos que de ella se han hecho, desde hace años, en la industria alimentaria, donde se la ha empleado como aditivo en salsas y sopas, en el recubrimiento de cacao y chocolate, etc.

Ese mismo carácter de sustancia inocua para el organismo humano la convirtió durante años en elemento insustituible como adhesivo en los sellos de correos. Y así, está perfectamente documentado el hecho que el primer sello acuñado en Inglaterra en 1840 (el famoso Penny Black) ya se pegaba a los sobres gracias a la goma arábiga.

Depositada en forma de filme en la parte trasera del sello, permitía que esa superficie fuera ensalivada como fase previa a su pegado en un sobre, sin que el usuario sufriera daño alguno, aunque su presencia se hacía notoria en lengua y boca. Esa sensación será desconocida para mis jóvenes lectores que no escriben cartas sino emails y, por tanto, no tienen que echarlas al buzón con su correspondiente sello. Además, hoy en día, los sellos se pegan con los llamados adhesivos de contacto, a base de polímeros sintéticos, con lo que no hay que andar dando lengüetazos, algo que siempre queda poco fino.

El proceso de pegado es además reversible, ya que la goma arábiga es soluble en agua, permitiendo despegar sobre y sello. Todos los que hemos hecho en el pasado colecciones de sellos (el Búho fue filatélico incipiente, de los que los domingos iba a la Plaza de la Constitución donostiarra a cambiarlos), recordamos la estrategia de recortar la parte de los sobres que contenía el sello, ponerla en agua y esperar a que el sello se soltara, para dejarlo despues secar e incorporarlo a nuestro álbum de colección.

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lunes, 3 de agosto de 2015

Alquimia de la buena

Me he enterado, gracias a un artículo publicado hoy mismo en el Chemical Engineering News y firmado por su corresponsal en Berlín, Sarah Everts, de la existencia de un interesante proyecto (The Making and Knowing Project), lanzado el pasado setiembre en la americana Columbia University, destinado a transcribir, traducir y reproducir las recetas de un manuscrito que se conserva en la Biblioteca Nacional francesa. Conocido en la jerga de la Biblioteca como Mr. Fr. 604, es una obra anónima, abigarrada de texto y notas al margen, que describe una serie de recetas para producir pinturas, barnices, fabricar monedas, piezas de joyería, tratar de reproducir el coral, etc. Si queréis ver información sobre el proyecto e incluso navegar en la versión digitalizada del manuscrito, podéis pinchar aquí.

El explicar ese proyecto le sirve a Sarah Everts para construir un magnífico artículo, basado también en otras experiencias similares, en el que da cuenta de los, hoy por hoy, contados  intentos de una serie de científicos e historiadores de la Ciencia, tratando de reproducir antiguas recetas de ese precedente de la Química, la Medicina y otras Ciencias que conocemos como Alquimia. Asentada en la búsqueda de algo que hoy identificaríamos como magia o pseudociencia (la famosa piedra filosofal que convertiría metales en oro y plata o nos proporcionaría el elixir de la vida, que nos curaría de todos los males o nos haría inmortales), lo cierto es que los libros de Alquimia contienen material muy interesante que hoy se está tratando de redescubrir. Y que evidencia que, como dice uno de los científicos mencionados en el artículo, no todos los antiguos y premodernos eran estúpidos sino más bien al contrario, si no se pierde de vista el contexto en el que realizaron su obra.

El artículo contiene ejemplos dignos de reseñar sobre las dificultades de este tipo de recreaciones. Como el llevado a cabo por un químico e historiador de la Johns Hopkins University, quien trataba de reproducir una receta para hacer un vidrio de antimonio que, según un tratado de Alquimia, tenía propiedades curativas. El autor del manuscrito aseguraba además que la receta  era muy fácil de llevar a cabo. El moderno científico, sin embargo, no lo consiguió en numerosos intentos, hasta que se dió cuenta que su materia prima era un mineral de antimonio (la antimonita, en principio la misma que la de la receta), pero que no provenía de la misma zona geográfica que la de la empleada por el autor del manuscrito. En esa zona, la antimonita contiene siempre hasta un 3% de sílice que su materia prima no tenía. Cuando adicionó ese porcentaje de sílice, el cristal de antimonio salía siempre perfecto.

O como el estudio llevado a cabo por un Grupo francés, tratando de recrear una antigua receta romana para teñir el pelo. La receta original partía de óxido de plomo y cal pero en contacto con la queratina del pelo, algunos de cuyos aminoácidos contienen azufre, produce sulfuro de plomo que es el causante del color negro. Curiosamente, un conocido tinte de nuestros días, llamado Grecian, tambien usaba plomo para teñir el pelo. Pero los investigadores franceses llegaron más allá. Tal y como describen en un artículo publicado por la revista Nano Letters en 2006,  estudios microscópicos realizados, tras seguir la receta romana, evidenciaron que ese sulfuro de plomo se deposita sobre el pelo en forma de nanocristales!!!!!!. Nanociencia y Nanotecnología en la época romana y nosotros sin enterarnos.

Los ejemplos que acabo de describir son solo una muestra de los contenidos en el artículo, que desconozco por cuanto tiempo pero que, por ahora, podéis leer aquí.

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lunes, 8 de junio de 2015

Cálculos renales y el mito de las espinacas de Popeye

He tenido tres (casi cuatro) episodios de cálculos renales en mi vida y espero haber completado el cupo. Es verdad que, una vez pasado el primero, he podido comprobar en los siguientes que el miedo a un dolor desconocido introduce un plus adicional al dolor real que uno sufre. En los siguientes episodios, la situación ha estado más controlada por mi parte y no llegué a las dosis de angustia que sufrí en el primero cuando, ante tan inhabitual dolor, no sabía dónde colgarme. Menos mal que uno es comadrón consorte y puede beneficiarse (pocas veces) de la situación. En todos los episodios, mi chica me ha solucionado la urgencia con una inyección en vena de buscapina, un logro de la Química, la misma que utilizaba en sus tiempos de partera de Hospital para facilitar el proceso de dilatación en una embarazada a punto de caramelo.

Como químico en activo, una de mis obsesiones trás el mencionado primer episodio fue que los cálculos expulsados se analizaran. Resultaron ser de oxalato, las sales que forma el ácido oxálico con elementos como el hierro, el calcio, el aluminio y similares. Y sobre el oxálico y algunas otras de sus derivadas va esta entrada. Para los que recordéis algo de Química, el oxálico es un diácido orgánico de estructura muy sencilla, constituido por dos grupos carboxilo unidos entre sí: HOOC-COOH. Se trata de un sólido blanco, cristalino y soluble en agua. Sus sales u oxalatos también forman cristales, como los de esta foto obtenida por microscopía, donde se aprecia lo puntiagudo de sus formas, lo que añade un elemento sádico adicional a la tortura del pobre enfermo renal al tratar de expulsarlos. Pero alrededor del oxálico se pueden contar bastantes historias curiosas y una de ellas tiene que ver con el Popeye de la niñez de los que ya somos veteranos.

Cuando nuestro organismo anda carente de hierro caemos enfermos con una anemia. Pero restringir al hierro la labor de que los glóbulos rojos funcionen como un reloj es subestimarlo. Interviene en la síntesis del ADN, ayuda a eliminar radicales libres, mientras que su carencia genera también desarrollos cerebrales más lentos. Una persona necesita unos 14 mg de hierro diario (las mujeres más que los hombres) y casi todo el mundo se sabe una lista de alimentos que, en principio, son ricos en hierro (el hígado, las espinacas de Popeye, las pasas, etc.). Aunque lo de las espinacas es algo más complicado de lo que parece y bien merece un comentario al hilo del libro que ando leyendo a salto de mata y que se titula 100 Chemical Myths, escrito por cuatro profesores húngaros y editado por Springer.

En primer lugar está el asunto del "alto" contenido en hierro de las espinacas, que es una de las grandes leyendas urbanas sobre las sustancias químicas en alimentos. Las espinacas contienen ciertamente bastante más hierro que otros vegetales. Pero menos, por ejemplo, que las lentejas. Y sobre el porqué de esa identificación de las espinacas y el mucho hierro, hay en la literatura, y en la red, abundante información que ha dado lugar a una curiosa polémica, que sólo recientemente parece haberse resuelto. Es bastante corriente encontrar en esos foros que la alta relación hierro/espinacas se basa en un dato erróneo proporcionado por unos investigadores alemanes a finales del siglo XIX, en donde corrieron la coma un lugar y adjudicaron a las espinacas un contenido en hierro diez veces superior al que realmente tienen. Pero esa historia ha resultado un mito, pues nadie ha conseguido dar con el trabajo (o trabajos, que hay más de una versión) en cuestión. Más documentado está otro trabajo de unos investigadores americanos, publicado en 1934, en el que asignaban a las espinacas un contenido en hierro 20 veces superior al que realmente tienen (y que es de unos 3 miligramos por cada ración de 100 gramos de espinacas). Y resulta que la primera viñeta de Popeye se publicó el 3 de julio de 1932, dos años antes de que esos investigadores metieran la pata. Así que no parece que el dibujante de nuestro héroe quisieran promocionar las espinacas sobre la base de su contenido en hierro, sino como parte de una campaña que estaba teniendo lugar en los USA para que los niños comieran más verduras, algo que no parece haber dado muy buenos resultados, ochenta años despues.

De hecho, los que han investigado cuidadosamente todos los comics y dibujos animados de Popeye han constatado que, en ninguno de ellos, aparece una mención expresa a la relación espinacas/hierro. Y, para mas inri, está la interferencia que el ácido oxálico arriba mencionado hace en la asimilación del hierro por parte de nuestro organismo. Aunque las espinacas contengan esos 3 mg de hierro por cada 100 g de ellas, contienen también cantidades mucho mayores del citado ácido oxálico (hasta 600 mg por 100 g). Y resulta que uno y otro se contraponen en lo que a la asimilación de hierro en el organismo se refiere. De hecho, por efecto del oxálico presente, sólo el 5% del hierro ingerido es asimilado por nuestro organismo para los usos en los que lo necesitamos. Así que Popeye, cual Obélix, sacaba su fuerza de alguna otra pócima maravillosa. Por mucho que se empeñe mi suegra, a la que le sigue encantando proponerme un buen plato de espinacas “porque tienen mucho hierro”, no debemos esperar casi nada de ellas: un poco de proteína y un poco de vitamina C, si la pobre ha resistido las temperaturas de la cocción. Pero uno no debe nunca intentar catequizar a una suegra seguidora de Arguiñano. Es misión imposible. Sólo me he librado parcialmente de la fiebre espinaquil gracias a mis piedras renales, usando el irrefutable argumento de que poco me debe querer como yerno si quiere someterme, otra vez, a la tortura de los lacerantes cristalitos.

Otra curiosa historia gastronómica del oxálico tiene que ver con el ruibarbo. No es un vegetal que por aquí estimemos mucho, pero si introducimos en Google rhubarb pie nos aparecerán cientos de miles de entradas dedicadas a recetas de esos característicos pasteles que los ingleses llaman pie (se pronuncia pai) y por los que no siento predilección alguna. En lo que se refiere a la cocina, siempre he pensado que los hijos de la Gran Bretaña lo mismo plantan que descepan (frase riojana que me parece toda una declaración de principios).

El caso es que el ruibarbo tiene oxálico hasta en las orejas y adquirió muy mala fama durante la Primera Guerra Mundial donde, ante la acuciante necesidad de llevarse algo al coleto, los británicos comenzaron a comer ruibarbo como verdura. Los efectos menos perniciosos se cifraron en frecuentes diarreas, consecuencia de la reacción del organismo ante la toxicidad del oxálico contenido tanto en las hojas como en las raíces del ruibarbo pero, fundamentalmente, en las primeras. Según cuentan las crónicas también se produjeron algunos fallecimiento aunque, la verdad, no se qué pensar. La Dosis Letal al 50% (LD50), obtenida a partir de experimentos con ratones, es de unos 25 gramos de oxálico para una persona de 70 kilos. Y ello implicaría comerse varios kilos de ruibarbo de una sentada. Así que, o las ratas aguantan mucho el oxálico o algunos británicos son un poco flojos al respecto. Lo que está claro es que la acción perniciosa del oxálico se debe a que hace descender de forma dramática el contenido en calcio de la sangre, al formar oxalato cálcico (el mismo de mis piedras) que precipita en forma sólida. No estoy del todo seguro, pero creo que es también el mismo oxalato que se forma en la receta favorita de mi suegra, espinacas con bechamel que, al menos en mi boca, proporciona una sensación algo pulverulenta que no parece corresponder ni con la verdura ni con la bechamel en estado puro. Ese oxalato cálcico se formaría como un precipitado por la reacción del ácido oxálico de las espinacas con el calcio de la leche de la bechamel. Como dice abajo Flatólogo, que me ha hecho ver lo inadecuado de la frase final que originalmente escribí en esta entrada, eso hace que las espinacas así comidas sean inofensivas para mi riñón. Pero eso no se lo digáis a mi suegra….

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jueves, 4 de junio de 2015

Artículos científicos tipo Bella Durmiente

Contaban hoy mismo, en la información que recibo regularmente de la American Chemical Society (ACS), que un Grupo de la Universidad de Indiana publicará próximamente en la revista PNAS [doi/10.1073/pnas.1424329112] un curioso trabajo sobre artículos científicos antiguos que, tras un periodo de tiempo relativamente largo en el que casi nadie ha reparado en ellos, han adquirido especial relevancia de modo repentino, merced a diversos avatares de la actividad científica ordinaria. A esas viejas contribuciones científicas, los autores del artículo los han bautizado como Sleeping Beauty papers in Science, una denominación ciertamente sugerente que yo he traducido en el título de esta entrada.

Los autores del artículo en PNAS han diseñado un algoritmo para clasificar la importancia del despertar de esas publicaciones, en el que han tenido en cuenta el número de años en los que el artículo ha dormitado en el más absoluto (o casi) de los olvidos, el año de su brusca reaparición, el número de citas desde entonces, amén de otra serie de parámetros que les han conducido a establecer un ranking entre los más de 22 millones de artículos que han evaluado con dicho algoritmo, abarcando todos los campos de las Ciencias Naturales y Sociales y publicados en el último siglo. Y entre los resultados relevantes, para químicos como un servidor, es que siete de los que aparecen entre los quince primeros tienen mucho que ver con la Química en general y con la Química Física en particular.

Además, en los lugares cuarto y noveno aparecen dos artículos que, al final, han acabado casi siempre citados conjuntamente y que mis colegas y yo hemos referenciado en los últimos años varias veces. Se trata de un artículo de R.N. Wenzel del año 1936 y otro de A.B.D. Cassie y S. Baxter del año 1944. Ambos han "despertado" cual Bella Durmiente en torno a los años 2002/2003, como consecuencia de la pujanza de la Nanociencia y la Nanotecnologia y, entre otras cosas, de la necesidad de explicar un fenómeno del que ya hablé hace tiempo en este Blog y que se suele conocer como el efecto Flor de Loto.

En nuestras actividades diarias estamos acostumbrados a ver que las gotas de agua que se forman sobre determinadas superficies suelen estar más o menos aplanadas sobre ellas. Pero también (y cada vez más) estamos viendo otras superficies, como las de las telas de paraguas, las prendas deportivas especialmente diseñadas para ambientes adversos o los sellantes de siliconas empleados en cocinas y baños, sobre las que las gotas de agua formas gotas casi esféricas. En esos casos, hablamos de superficies hidrófobas o superhidrófobas, dependiendo de cuánto se acerque la gota a la esfericidad perfecta. Sería ya entrar en demasiados detalles el contar que los químicos evaluamos esa propiedad con aparatos que miden el denominado ángulo de contacto, aunque, de manera suave, eso está ya explicado en la entrada arriba mencionada.

En realidad en este, como en otros casos (véase la entrada anterior sobre el adhesivos de los mejillones y percebes), los humanos no hemos hecho sino copiar pautas exhibidas en la Naturaleza, donde existen diversos ejemplos de plantas y animales que presentan ese comportamiento hidrófobo. El ejemplo más conocido es el de la mencionada Flor de Loto, en la que las gotas que quedan sobre sus hojas son prácticamente esféricas, lo que hace además que con un pequeño movimiento de las mismas, provocado en muchos casos por el viento, la gota pueda rodar, eliminando asi una humedad permanente, dañina para la hoja y, de paso, arrastrar partículas de suciedad existentes en la misma (efecto autolimpiable).

Y ahora llegamos a la conexión con los artículos tipo Bella Durmiente. Hoy sabemos que cuando una gota de agua se coloca en una superficie ideal, no rugosa, lisa y químicamente homogénea, la gota no puede llegar más allá (incluso en materiales especiales como los polímeros que contienen flúor), de un cierto nivel de esfericidad. Ese nivel es más bajo que el que se da en otras superficies y, concretamente, en la flor de loto y otras especies. Aunque a vista de ojo con presbicia, como el de este vuestro autor favorito, esas hojas parecen presentar una superficie aparentemente lisa, pero el microscopio electrónico revela que las mismas presenta una rugosidad a nivel nano y micrométrico que, finalmente, hemos comprendido que es la responsable de esa alta cuasi-esfericidad de las gotas de agua que se forman sobre ellas.

Cuando una gota de agua se coloca en una superficie rugosa, se pueden dar dos situaciones extremas (ver la imagen que ilustra esta entrada).  En la primera de ellas, la gota puede quedar suspendida sobre las cimas de la rugosidad y, en ese caso, su comportamiento puede explicarse mediante el modelo de Cassie-Baxter, uno de los artículos Bella Durmiente. En el otro extremo, la gota de agua penetra en las rugosidades de la superficie y está definida matemáticamente por otra Bella Durmiente, el modelo de Wenzel. En la Naturaleza (la vida es siempre muy complicada) se dan situaciones intermedias, donde parte del agua penetra en las rugosidades y otra parte queda suspendida en las mencionadas cimas. No viene al caso, tampoco, el que os explique cómo determinamos los químico-físicos cuál es la mayor o menor proximidad de una determinada superficie al comportamiento según uno u otro modelo.

Lo que queda claro es que los que hemos andado jugando con estas cosas durante los últimos años, hemos sido una especie de príncipes que con nuestros "ósculos" hemos despertado a las "Bellas Durmientes" que escribieron Wenzel por un lado y Cassi y Baxter por otro.

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jueves, 28 de mayo de 2015

De percebes, mejillones y adhesivos

Hace ahora más de nueve años  escribí una entrada sobre el SuperGlue. Entrada que podría reeditar ahora ya que casi nadie se la habrá leído, dados los pocos lectores que entonces tenía. Al inicio de esa entrada, y dado que iba de adhesivos, me hacía eco de un artículo  de un Grupo americano [Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 448]  en el que parecían haber puesto al descubierto parte de los secretos de mejillones, percebes y otras especies a la hora de adherirse con su característica firmeza a las rocas bañadas por el mar. Desde entonces he seguido con interés el asunto y hace unas semanas, el amigo Fernando Cossío (que no sé cómo saca tiempo para acordarse de mi) me mandaba un artículo de Nature en el que se hacían eco de los últimos avances en la comprensión de este adhesivo natural que muchos tratar de imitar.

De bivalvos como los mejillones sabe mucho mi ex-Rector, Iñako Pérez-Iglesias, aunque creo que su especialidad como fisiólogo animal son los berberechos. Así que al hilo de la mención a ambos colegas, y amigos, aprovecho la ocasión para recomendaros el Curso de Verano que, como todos los años, organizan ambos desde sus puestos directivos en Ikerbasque y en la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco. Este año las fechas son entre el 8 y el 10 de julio.

En la entrada arriba mencionada, yo hacía referencia a que el mencionado grupo americano parecía tener ya claro, en aquel entonces, que estas especies deben su pertinaz adherencia a todo tipo de superficies a un proceso en el que que se ven envueltas proteínas que tienen insertados en su estructura grupos de 3,4 dihidroxifenil alanina (DOPA). También habían descubierto ya el concurso en el proceso de iones de algunos metales como el hierro, el zinc o el cobre, una participación que avalaba el hecho de que las concentraciones de estos iones en las zonas que actúan como adhesivo pueden ser hasta 100000 veces más altas que las que se dan en el medio marino circundante. Estudios posteriores del mismo grupo han mostrado que es el Fe (III) el que tiene un papel fundamental en el proceso que transforma la proteína modificada con DOPA en lo que los químicos llamamos un polímero reticulado, algo parecido a lo que ocurre cuando el SuperGlue se saca de su tubo y se pone duro en contacto con la humedad ambiental o de nuestro dedo.

Desde entonces, mucha gente ha tratado de reproducir la estructura del material que constituye la base del potente adhesivo de estos bichos. Obtenerlo directamente de ellos no es operativo porque implicaría tratar con muchos especímenes. Por otro lado, no es posible extraerlo de las zonas en las que el propio adhesivo está ya en contacto con una superficie, porque el término reticulado que he empleado anteriormente implica que ese material no se puede disolver con disolventes para así extraerlo.

Así que otros Grupos han tratado de sintetizar estructuras parecidas a las de la proteína modificada con DOPA, aunque los resultados no han sido excesivamente prometedores hasta el momento, al no poder reproducir las excelentes propiedades de adhesión y resistencia mecánica de los adhesivos de nuestros amigos los percebes y mejillones. Pero en el artículo que me mandaba Cossío, se hacía mención a que el propio Grupo al que vengo citando en este post, ha conseguido un adhesivo basado en un copolímero de estireno y 3,4 dihidroxi estireno que, además de tener resonancias de la estructura de la DOPA, da lugar a un material reticulable, gracias al concurso de diversas sales inorgánicas, con excelentes propiedades de adhesión, material que los autores han corrido a patentar.

Pero la lectura de otros artículos del mismo Grupo, más técnicos que el de Nature arriba citado, me han hecho apreciar que hay una diferencia sustancial con el adhesivo de los mejillones. En ningún caso se menciona en esos artículos que el proceso de adhesión pueda llevarse a cabo en presencia de agua, como ocurre en las rocas a las que nuestros amigos se adhieren. Y si no se menciona es casi seguro que no funciona en esas condiciones drásticas. Así que todavía no hemos desentrañado del todo el secreto de percebes y mejillones. Continuará...

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