Turbinas eólicas y su reciclado

He procurado trasmitir siempre a mis estudiantes la idea de que, en lo relativo a la evidencia científica sobre cualquier tema, y como pasa en otros aspectos de la vida, casi nada es blanco o negro sino que su color anda en la gama de grises. Y en el asunto de las energías alternativas o "verdes" pasa lo mismo. Ni la energía generada por las turbinas eólicas es la solución maravillosa desde el punto de vista ambiental ni la proveniente del gas natural es una caca. Y de turbinas y de los problemas que nos están ya generando con el final de la vida activa de sus palas va esta entrada. Motivada porque, en muy poco tiempo, he dado con dos interesantes artículos sobre el tema, uno centrado en el caso americano, proveniente de mi sempiterno Chemical and Engineering News, y otro que aborda las estrategias europeas al respecto.

Símbolo preclaro de la generación de electricidad verde (a nivel global generaron en 2020 el 6% de la electricidad consumida), estas grandes turbinas eólicas son enormes acumulaciones de acero, cemento y plástico, tres de los cuatro pilares (el cuarto son los fertilizantes) que Vaclav Smil define en su libro How the World Really Works como fundamentales para nuestra vida actual. Y, al mismo tiempo, cuatro procesos industriales que nos va a costar mucho desengancharlos del consumo de combustibles fósiles. Porque como decía hace poco mi antiguo estudiante y amigo, Josu Jon Imaz, Consejero Delegado de Repsol, "electrificar no es descarbonizar".

Los cimientos de esas enormes turbinas son de hormigón armado, sus torres y rotores son de acero y sus enormes palas son principalmente resinas poliméricas (alrededor de 15 toneladas para una turbina de tamaño mediano). Por no hablar de que todas estas piezas gigantes deben ser llevadas al sitio de instalación por camiones de gran tamaño propulsados por gasoil y montadas por grandes grúas de acero. O de la cantidad de lubricantes que deben emplearse para que el rotor rote, generalmente provenientes del petróleo. Pero en esta entrada, como decía antes, nos vamos a centrar en las palas porque son de naturaleza polimérica en gran parte de su estructura y porque un servidor tiene alguna experiencia profesional al respecto que me ayudará a contaros una historia.

Como nada es eterno, las palas de las turbinas eólicas tienen también una vida limitada y acaban por no cumplir la labor para la que se las fabricó y, por tanto, hay que cambiarlas en periodos de tiempo que, se estima, van entre los 15 y 25 años. Y hacer algo con ellas. Solo en Estados Unidos se estima que en 2021 se desmontaron del orden de 8000 palas que equivalen a unas trescientas cincuenta mil toneladas. Y en Europa podemos ya andar por el medio millón de toneladas. En un estudio de 2017, se estimaba que para 2050 y a nivel global, se nos podrían acumular sobre la faz de la Tierra del orden de cuarenta y tres millones de toneladas. Y si queréis leer algo sobre la situación española podéis acudir a este enlace que me ha pasado un lector.

En el momento presente, la gran mayoría de esas palas, sobre todo las americanas, van a parar a vertederos y la principal razón para esa solución poco sostenible es que reciclarlas es harto complicado. En su composición, más del 80% de la masa de la pala es un material compuesto (o composite). Entre el sesenta y el 70 % de la masa de ese material compuesto consiste en fibras de refuerzo, principalmente fibra de vidrio, aunque también algo de fibra de carbono. El resto es una resina polimérica (generalmente epoxi) que aglutina esas fibras largas y rígidas en una matriz sólida, relativamente ligera, en la que fibras y resina están íntimamente mezcladas. Con lo que, para reciclarlas, hay que separarlas.

Esas resinas  son lo que los poliméricos llamamos polímeros termoestables. Para que no os enredéis en estos tecnicismos, usaremos el ejemplo de ese adhesivo que casi todo el mundo conoce y que desde hace años se ha vendido bajo el nombre comercial de Araldit. Se presenta en dos tubos, uno con una resina epoxi propiamente dicha y otro con agentes que van a provocar su endurecimiento (curado) cuando el contenido de ambos tubos se mezcla. Y una vez endurecida, esa resina no puede reciclarse a la manera que hacemos con los termoplásticos o plásticos convencionales, que podemos calentar, fundir y moldear dando vida a un nuevo objeto. De ahí lo de termoestables y de ahí la dificultad de separar la resina de las fibras de vidrio o carbono que une íntimamente.

Del papel de las resinas en las palas algo sabe el Búho. No en vano, a finales de los noventa, nos enseñaron la planta denominada Fiberblade, en Alsasua, donde se empezaron a fabricar, casi de forma manual, las primeras palas de turbina que Gamesa empezó a montar en España. Luego, un amigo fue el artífice del montaje de la primera planta de Gamesa en China y, más tarde, desde el Instituto Polymat tuvimos años de colaboración con Gamesa, a la hora de controlar los procesos de endurecimiento de los preimpregnados de resinas epoxi y fibras (prepegs), de cara a buscar las condiciones idóneas para llevar a cabo el proceso de curado.

Planteado el problema del reciclado de las palas y tratando de que todo no vaya a los enormes vertederos que se necesitan al efecto, la gente del ramo eólico anda ya buscando alternativas a ese desecho. La que parece que ha calado en algunos países como Alemania, consiste en cortar las palas en trozos pequeños y después triturarlos y utilizarlos tal cual en los hornos de las cementeras. Allí se quema la resina (un compuestos de carbono) produciendo parte de la energía necesaria en el funcionamiento del horno, sustituyendo a los combustibles fósiles. Eso, además, deja las fibras libres de resina que, posteriormente, se usan en la preparación de unos cementos especiales, con acomodo en el mercado.

En la fabricación estándar de cemento, se calienta una mezcla de piedra caliza molida y arcilla en un horno rotatorio para producir un material conocido como clínker. Luego se mezcla el clínker con yeso. El proceso convierte el carbonato de calcio, el componente principal de la piedra caliza, en óxido de calcio liberando dióxido de carbono. Una forma bien conocida de reducir las emisiones de CO2 de las cementeras es sustituir una parte de la piedra caliza por materiales ricos en sílice para fabricar tipos alternativos de cemento. La fibra de vidrio de las palas de las turbinas eólicas proporciona ese material rico en sílice.

Otra vía implica no quemar sino pirolizar los trozos en los que se han cortado las palas, esto es, someter al material a altas temperaturas pero sin llama, para conseguir que la resina se acabe descomponiendo en gases y vapores que puedan ser utilizados en procesos químicos de síntesis de nuevos materiales, reemplazando a los derivados de las plantas petroquímicas. Y dejándonos libres las fibras para ulteriores usos. Finalmente, hay también soluciones un tanto esotéricas, como usar trozos relativamente grandes de las palas en el diseño de parques infantiles. O pensar que podemos volver a los viejos molinos de viento y hacer que esas palas, que cada vez tienden a ser más grandes, se puedan fabricar a partir de biomasa, como madera de bambú. O, como me ha escrito un lector en los comentarios, usar resinas de polímeros biodegradables y luego, cuando las palas se retiran, emplear la resina para fabricar....gominolas.

Ya veremos. O ya veréis, porque para cuando esto se aclare me da que yo ya seré polvo de carbono, venteado por las innumerables turbinas que se supone que va a haber.

Leer mas...

Impresoras 3D en la cocina

Hace poco, en un episodio de esos que llaman obsolescencia programada, un mando de la secadora de mi suegra se rompió. Tenía veinte años, así que tampoco está tan mal, pero era solo un mando. Y fue imposible encontrar en los almacenes de repuestos más conocidos de la ciudad un mando de recambio. En esas estábamos, abocados a cambiar la lavadora, cuando se nos ocurrió recurrir a un amigo que, desde que se jubiló, ha dedicado una parte importante de su tiempo a fabricar todo tipo de objetos con una impresora 3D. Y, dicho y hecho, en pocas horas teníamos una pieza idéntica a la fenecida y ahí sigue la lavadora funcionando como antes. Pero mi sorpresa fue grande cuando, al contar la anécdota a gente de nuestro entorno más próximo, constaté que muchos de ellos no sabían qué eran ni para qué servían las impresoras 3D.

Según una adaptación algo libre de la página en inglés de Wikipedia sobre la impresión 3D, el proceso lleva a cabo la construcción de un objeto tridimensional, partiendo de un modelo digital del mismo almacenado en un ordenador. El término "impresión 3D" se refiere, en realidad, a diferentes procesos en los que un material se deposita, une o solidifica bajo el control de un software informático para crear una pieza. En el proceso mas extendido en el mercado, el material (que puede ser un plástico, un líquido o granos de polvo fusionados) se va sumando capa por capa. Un ejemplo sencillo de impresora 3D es la que se ve en la foto que ilustra esta entrada, en el que un hilo de plástico rosa que se ve a la izquierda, se pasa por la boquilla del centro, donde el plástico se funde, y se va depositando de abajo arriba, con movimientos controlados de esa boquilla hasta dar forma a la Torre Eiffel. A medida que el plástico fundido se deposita, se enfría y solidifica. Si después de mis nunca bien ponderadas explicaciones no lo habéis entendido del todo, podéis ver este video.

Todo esto viene como preámbulo porque, a mediados de diciembre, la revista de la American Chemical Society ACS Central Science publicaba un artículo de Alla Katsnelson titulado "Las impresoras 3D entran en la cocina", que me voy a permitir resumir para los más cocinillas de mis seguidores. La autora comienza su relato contando que los militares americanos están recurriendo a las impresoras 3D para preparar raciones específicas para sus soldados. Al mismo tiempo, sus laboratorios especializados están investigando los desafíos a los que enfrentarse para hacer de esta herramienta algo más versátil en usos gastronómicos. Cosa que, como todos intuiréis, no es fácil, sin más que comparar las diferencias entre usar un plástico para fabricar objetos (como hace la impresora del vídeo arriba citado) y usar alimentos para fabricar raciones para un soldado o un cliente de un restaurante.

Y eso es lo que fue constatando desde principios de este siglo un tal Hod Lipson, ingeniero de robótica de la Universidad de Columbia, que la autora del artículo señala como "uno de los primeros en explorar la impresión 3D con alimentos". Al principio, la mayoría de las impresoras solo podían fabricar objetos tridimensionales con un solo material pero Lipson y su grupo necesitaban imprimir piezas constituidas por varios materiales. Y para calibrar el funcionamiento de su impresora, usaron algunos "materiales" baratos y accesibles con los que la máquina trabajaba razonablemente bien, como chocolate, algunos tipos de queso o masa para galletas. Y a partir de los resultados que fueron obteniendo, la linea de impresión de alimentos tomó su propio cuerpo en el laboratorio de Lipson que, en 2006, lanzó una impresora de código abierto para permitir que académicos y profesionales exploraran las posibilidades de la técnica.

Una de las principales diferencias entre usar como material de partida un plástico o sustancias que vayamos a comer está en que el primero es fácil de fundir al entrar en la boquilla para luego salir, cual churro viscoso pero líquido, de una forma controlable. Ajustar la viscosidad del churro emergente (y por tanto su velocidad de salida) no es un problema grave para expertos en Reología de plásticos como los que siempre ha habido en mi Departamento. Pero el churro de plástico solidifica al enfriarse y proporciona estabilidad dimensional a la figura que se ha fabricado con él. Conseguir eso mismo con un puré de zanahorias, como el que se usa en la foto que ilustra el artículo de la Katsnelson, es ya otro asunto. Me imagino que implicará el uso de aditivos que le den, al menos, una cierta consistencia de gel, pero no tengo ni idea.

Aún y así, sorprenden algunos de los resultados que se están consiguiendo. En esta moda de reproducir hamburguesas y bistecs (hasta en Donosti tenemos una empresa que lo hace a partir de células madre de animales), Alla Katsnelson cita a una compañía israelí cuyo nombre lo dice todo, Redifine Meat, que está explorando como reproducir con una impresora 3D las fibras musculares, las inclusiones de grasa y el tejido conectivo de una pieza de carne, usando solo fibras vegetales. Y el resultado que aparece en la foto de arriba parece convincente.

Como siempre digo en estas cosas ultranovedosas, ver venir...

Leer mas...

Popeye, espinacas y músculos

No es la primera vez que hablamos de Popeye. En una entrada de 2015 y a propósito de mis repetidos cálculos renales, se contaba aquí que el que las espinacas de nuestro personaje se vendan como una excelente fuente de hierro era un auténtico bulo. Os contaba además que, aparte de que el origen de dicho bulo estaba en un error de unos investigadores al colocar la coma de un dato analítico en lugar indebido, está el hecho de que las espinacas contienen mucho ácido oxálico, que actúa como secuestrante del hierro y hace que el contenido real del mismo en nuestro organismo sea poco relevante. Y tirando del oxálico llegábamos a sus sales, los oxalatos, que son los que nos han hecho ver las estrellas a los que hemos generado alguna vez cristales de los mismos en nuestro riñón, al quererlos expulsar a través de nuestro uréter.

Pero relacionado con las bondades de las espinacas en el aspecto físico de Popeye, parece evidente que las imágenes de sus comics asocian consumo de espinacas con unos potentes biceps en sus brazos. No en vano, cada vez que Popeye tenía que dar un contundente puñetazo para rescatar a su chica de los malos, abría una lata de espinacas y se la echaba al coleto sin necesidad siquiera de quitarse la pipa de la boca. Parece ya claro con mi entrada anterior que las protuberancias de sus brazos no eran debidas al hierro. Pero esta misma semana, leyendo el Chemical Engineering News (CEN), me he enterado de que igual hay otra posible explicación para el asunto.

Tengo que reconocer, antes de contaros la historia, lo que me asombra la capacidad de los redactores de noticias cortas del CEN (como la autora de la sección Newscripts en el número de esta semana, Marsha Ann Watson) para descubrir, enterrados en la maraña de sofisticados artículos científicos, detalles que, convenientemente explicados, llamen la atención de químicos ociosos como un servidor.

Resulta que investigadores alemanes, italianos y australianos han publicado recientemente un artículo en la revista Archives of Toxicology, [Arch. Toxicol. 93, 1807-1816 (2019); DOI:10.1007/s00204-019-02490-x] que trata sobre Ecdiesteroides como agentes anabolizantes no convencionales y, más concretamente, sobre la mejora del rendimiento muscular mediante el consumo de un miembro de esa familia, la ecdiesterona. Aunque es verdad que con lo de esteroides uno empieza a tener una pista que conduzca a los biceps de Popeye, lo cierto es que la cosa queda más clara cuando los autores, en el procedimiento experimental, nos hacen saber que, en su estudio, se ha utilizado un suplemento alimenticio comercial cuya etiqueta reconoce que contiene 100 miligramos de ecdiesterona, "obtenida a partir de un extracto de espinacas".

Trabajando con una serie de atletas voluntarios, los investigadores encontraron que el grupo al que se le había administrado el suplemento derivado del extracto de espinacas, mostraban un incremento apreciable tanto en su masa como en su potencia muscular en comparación con otro grupo al que se le administraba un placebo. Como consecuencia de ello, los autores han propuesto a la Agencia Mundial contra el Dopaje que incluyan la ecdisterona en la lista de sustancias prohibidas.

Me lo tengo que estudiar más despacio. Dice la Búha que ando mal de tono muscular y quizás con ese suplemento lo arreglaría. Sin miedo al oxálico y sus oxalatos, que se habría eliminado, supongo, en el proceso de extracción.

Leer mas...

Bergara, filamentos de Wolframio y otras luces

Hace poco más de un mes, el 20 de octubre, tuvo lugar un evento que, a partir de ahora, constituirá un motivo más, entre muchos, para visitar esa preciosa Villa medieval que es Bergara. Ese día, su llamado Laboratorium, hoy en día un museo, fue proclamado Lugar Histórico de la Ciencia Europea, tras una resolución de la European Physical Society (EPS) a propuesta del Donostia International Physics Center (DIPC). No es un reconocimiento cualquiera. Basta visitar esta página de la propia EPS para darse cuenta del renombre y la importancia de otros sitios Históricos en la vieja Europa. El nombre de Laboratorium recuerda al Laboratorium chemicum, creado por L. J. Proust, uno de los padres de la Química moderna, en el Real Seminario de Bergara, fundado en 1776 por la Real Sociedad Bascongada de Amigos del País. En ese, para entonces, excelente Laboratorio, los hermanos Elhuyar aislaron en 1783 (ver página 46 de este documento) uno de los elementos de la Tabla Periódica, de la que hablábamos en la entrada anterior: el Wolframio, también conocido como Tungsteno.

Desde los inicios del siglo XX, el Wolframio ha sido el componente fundamental de las humildes bombillas de filamento incandescente que ahora están pasando a mejor vida. Tras una tormentosa sucesión de inventos, patentes y litigios, las bombillas que comenzaron su existencia de la mano de Edison y su filamento de carbono, alcanzaron su desarrollo final cuando ese filamento se sustituyó por uno de wolframio. En una bombilla convencional su filamento, encerrado en un bulbo de vidrio, se pone incandescente merced al paso a través de él de la corriente eléctrica y, como consecuencia de ello, genera la luz que ha iluminado durante decenios nuestra vida cotidiana. El bulbo suele estar relleno de un gas inerte (nitrógeno o argon) para evitar la oxidación del wolframio y su posterior evaporación, lo que acababa oscureciendo el vidrio y dejando inservible la bombilla. La historia de ese desarrollo está magistralmente contada por Oliver Sacks en su libro "El tío Tungsteno", un texto que recomiendo vivamente al que no se lo haya leído.

Baratas, fáciles de instalar, fabricadas en miles de millones de unidades por todo el mundo, han jugado un papel muy importante en la calidad de vida y la seguridad de millones de personas, que solamente caían en la cuenta de su importancia cuando el filamento se rompía y la bombilla no alumbraba. Sin embargo, el sistema es muy poco eficiente, ya que entre el 90 y el 95% de la energía empleada en mantener el filamento incandescente se pierde irremisiblemente en forma de calor (basta tocar el vidrio para comprobarlo) y sólo el resto se emplea realmente en alumbrarnos. Y dado que una parte importante de la demanda energética del mundo civilizado se usa en alumbrado, las últimas décadas han ido siendo testigos de un inexorable declive de las modestas bombillas y su sustitución por otras formas de alumbrado más eficaces.

Durante una serie de años, las bombillas de filamento convencionales han estado compitiendo con los alargados tubos fluorescentes y, más recientemente, con las llamadas lámparas fluorescentes compactas (LFCs o CFLs en inglés). En ellas, se encierran a vacío vapor de mercurio junto con uno o varios gases nobles (neón, argón, xenón o kriptón). Se aplica voltaje a un hilo de wolframio que, en esas condiciones, produce electrones que chocan con los átomos del gas noble a los que ionizan. Como consecuencia de ello, la atmósfera de gases en el interior del tubo se vuelve más conductora de la electricidad y más corriente eléctrica pasa a través del tubo. El vapor de mercurio, en él presente, se excita como consecuencia de ello y emite luz ultravioleta. Pero esa luz no es la que nos gusta tener en una habitación para la vida normal. El asunto se arregla gracias a un fenómeno llamado luminiscencia que tiene lugar en unas sales de fósforo con las que se tapiza el interior del vídrio del bulbo. La luz ultravioleta producida por el mercurio excita a esas sales que, al final, acaban emitiendo luz blanca o de otro color (como las luces de neón) dependiendo de la naturaleza química del recubrimiento y, también, del tipo o mezcla de gases nobles. Estas lámparas tienen, sin embargo, el inconveniente de que necesitan mercurio para funcionar. Algunos grupos ecologistas han denunciado que pueden llegar a contener hasta 5 miligramos de mercurio por bulbo, por lo que habría que tener cuidado una vez que se rompen. Pero varias agencias gubernamentales han desmentido la veracidad de esos riesgos (ver, por ejemplo, aquí lo que dice la inglesa DEFRA).

En cualquier caso, la solución actual parece pasar por la progresiva implantación de los llamados LEDs, acrónimo de Light-Emitting Diodes (diodos emisores de luz). Estas fuentes de luz duran 25 veces más que las bombillas convencionales y casi tres veces más que las fluorescentes compactas. Consumen solo el 25% de lo que consume una bombilla incandescente a igual luminosidad (al contrario del bulbo de una incandescente un LED se puede tocar mientras funciona). Fabricados a base de compuestos químicos un tanto raritos para el gran público (semiconductores), emiten luz cuando sus electrones cambian de nivel energético. Dependiendo del material semiconductor empleado la luz es diferente. Y así se puede obtener luz roja al emplear arseniuro de aluminio y galio, luz azul (nitruro de indio y galio) o verde como cuando se emplean ciertos derivados de fósforo, galio y aluminio. Las previsiones parecen indicar que para 2030, los LEDs dominarán el mercado de la iluminación con una cuota cercana al 80%.

Pero, como decíamos antes, a los humanos nos gusta que las bombillas produzcan una luz lo más parecida posible a la luz del día. Y ahí, por ahora, la luz producida por una humilde bombilla de filamento incandescente de wolframio gana por goleada, porque permite visualizar los objetos casi con las mismas características que cuando los apreciamos bajo la luz del día. Para compararla con otras luces podemos usar el llamado Indice de reproducción cromática o Color Rendering Index (CRI), al que se asigna un valor de referencia 100 en el caso de la luz del día y de la bombilla de filamento. Cuanto más se acerquen a esa cifra las luces derivadas de otros dispositivos como los LEDs, más parecidas serán a la luz del día. La mayoría de los LEDs usados tienen por ahora CRIs entre 70 y 85, lo que hace que los objetos que iluminan resulten menos "naturales" al ojo humano.

Una posible solución para obtener CRIs mayores es poner en el mismo LED tres materiales que nos proporcionen luces azules, verdes y rojas y combinarlos en proporciones adecuadas para reproducir la luz del día. La idea parece adecuada pero complica mucho el diseño del producto final además de encarecerlo. Así que los fabricantes han recurrido de nuevo al viejo truco de la luminiscencia. Por ejemplo, si colocamos un LED emisor de luz azul (el nitruro de indio y galio) y alojamos en su interior polvo de un compuesto de Ytrio y aluminio dopado con cerio, este, al ser iluminado por la luz azul del nitruro, emite una luz amarilla que, combinada con la azul del LED, permite crear un dispositivo robusto, eficiente y económico, aunque la luz sigue teniendo un tono azulado con un CRI alrededor de 75. Sin embargo es muy adecuado para su uso en la iluminación de automóviles.

Otras situaciones son más difíciles de resolver. Por ejemplo, para CRIs por encima de 80 que ya proporcionan luces más cálidas, adecuadas al interior de nuestras casas, el diseño necesita no de una sino de un par de sustancias luminiscentes a base de nitruros de silicio dopados con átomos de bario, calcio o estroncio que se iluminan con un LED amarillo o amarillo verdoso. Y para luces con CRIs superiores a 90, que son las adecuadas para museos, quirófanos y grandes almacenes, la cosa aún se complica más.

Pero hay mucha gente investigando en estas cosas, como contaba Mitch Jacoby en un artículo en el Chemical Engineering News de hace un par de semanas que, mezclado con el evento de Bergara, está en el origen de este post. Como bien se explica ahí, hasta hace poco tiempo la búsqueda de nuevas sustancias luminiscentes que, bajo la acción de las luces de los diodos, reproduzcan la luz del día, ha sido una paciente labor de los investigadores por el clásico método de prueba y error pero, gracias a las potentes técnicas computacionales de las que disponemos hoy en día, se pueden realizar cribados sobre cientos o miles de productos para localizar algunos que sean estables, abundantes y que puedan proporcionar luces adecuadas al ser excitados por determinados diodos.

Leer mas...

Microorganismos y plásticos

El acolchado (mulching, en inglés) es un procedimiento habitual en agricultura y jardinería que implica la colocación de filmes de plástico sobre los plantones de muchas especies (fresas en la foto que ilustra en la entrada). Cuando van creciendo las plantas pueden salir al exterior a través de ciertos agujeros practicados en el filme, pero este sigue protegiendo el suelo que las sustenta. Ello permite no solo mejorar el proceso de crecimiento de las plantas, sino también reducir el consumo de agua, herbicidas y fertilizantes, previniendo, así mismo, la erosión del suelo de las posibles acciones meteorológicas. La implantación del acolchado ha ido creciendo en las últimas décadas y el mercado global de plásticos destinados a estos fines se estima en unos dos millones de toneladas anuales (que, dado lo ligeros que son estos filmes, es mucho plástico).

Pero cualquier procedimiento ventajoso en cualquier ámbito tiene, irremediablemente, sus inconvenientes. En el caso del acolchado, el plástico empleado tradicionalmente ha sido polietileno (el mismo que el de las denostadas bolsas de basura). Por acción del calor y de la radiación UV del sol, ese polietileno se va degradando, se vuelve menos flexible y más quebradizo, lo que hace que se vaya rompiendo mecánicamente, generando trozos muy pequeños del material (los hoy ya también impopulares microplásticos) que van poblando el suelo, lo que tiene impactos negativos en la productividad del mismo, acarreando, así mismo, otros problemas de tipo ecológico. La solución, aunque por ahora más cara, es el uso de acolchados a base de materiales plásticos que se biodegraden en el suelo. Lo que quiere decir, como ya expliqué en otro sitio, que los microorganismos existentes en el suelo utilicen y consuman ese material rico en carbono que son los plásticos. Todo ello a través de un complejo proceso en el que, tras colonizar superficialmente el material, segregan enzimas que rompen los enlaces de las largas cadenas de átomos que son los plásticos y, finalmente, utilizan esos trozos más pequeños para dos objetivos: incorporar carbono a su estructura biológica y obtener energía, en este caso a base de oxidar ese carbono a CO2 (para lo que, obviamente, necesitan oxígeno, que toman del aire).

En una entrada anterior ya os hablé de un material plástico muy interesante que BASF lleva tratando de introducir en el mercado bajo el nombre comercial de Ecoflex desde hace un cuarto de siglo y de los muchos problemas que se ha encontrado en la implantación del mismo, merced a diversos problemas más o menos técnicos. En Gipuzkoa (y en otros lugares), y aunque la gente no lo sepa, su uso está relativamente extendido por cuanto que las bolsas que se suministran a los ciudadanos comprometidos en la recogida de basura orgánica, la que va al quinto contenedor, están confeccionadas con ese material. Técnicamente es un copoliéster al azar, en el que se combinan unidades de butilen adipato y butilen tereftalato. Cuando a veces he contado cosas de este plástico a los amigos, se suelen sorprender de que se trate de un material obtenido a partir de materias primas derivadas exclusivamente del petróleo, algo que no le impide, sin embargo, el ser absolutamente compostable, y por tanto biodegradable, en una escala de tiempos que otros, vendidos como plásticos "bio", no cumplen.

Uno de los ámbitos en los que este material plástico se va haciendo poco a poco un lugar es, precisamente, en el del acolchado en agricultura y jardinería. Y, por ello, BASF sigue investigando en las condiciones ideales para su biodegradación, en el estudio de los mecanismos de la misma y en la demostración de que su material es realmente consumido (comido) por los microorganismos del suelo. La cosa no es obvia porque, por el momento , no era fácil distinguir en un suelo, el carbono proveniente de un plástico degradado por la acción de microorganismos del carbono que, naturalmente, se encuentra en el citado suelo. Hasta ahora, las argucias para demostrar que el plástico estaba siendo consumido por los microorganismos eran procedimientos indirectos y se basaban, fundamentalmente, en seguir la pérdida de peso del filme y comprobar la degradación química del mismo mediante procedimientos analíticos convencionales (aparición de nuevos grupos funcionales, disminución del peso molecular, etc.).

Pero este lunes, gracias a un artículo de mi admirada Carmen Drahl en la sección Science Concentrates del Chemical Engineering News, me he enterado de que un grupo de investigadores suizos y austriacos (*) han conseguido demostrar que los microorganismos del suelo se comen, literalmente, al Ecoflex de BASF. Para ello, la empresa les ha suministrado un Ecoflex un tanto peculiar, en el que algunos de los átomos de carbono que constituyen las cadenas del plástico han sido marcadas con el isótopo carbono-13 en diversas posiciones. Utilizando sofisticadas técnicas como la denominada NanoSIMS (Nano Secondary Ion Mass Spectrometry), en cuyos detalles no entraré, han sido capaces de demostrar que el carbono-13 originalmente contenido en los filmes sujetos a las condiciones del suelo ha sido, por un lado, incorporado a la biomasa de los microorganismos y, por otro, utilizado por ellos para oxidarlo a CO2 y obtener energía. Y que, a la hora de hacer esto último, los microorganismos prefieren algunos carbonos de la cadena más que otros, aunque eso depende mucho de las condiciones en las que se lleven a cabo los procesos de incubación (preparación previa de los suelos antes de someter los filmes a ellos). Una exquisitez fascinante la de estos bichos (con perdón), sobre la que los investigadores han realizado algunas hipótesis pero que, por el momento, no pasan de eso.

(*) M.T. Zumstein y otros, Science Advances  25 Jul 2018: Vol. 4, no. 7, eaas9024. DOI: 10.1126/sciadv.aas9024.

Leer mas...

El Gorila busca nuevos mercados

Cuando hace más de siete años me hice con mi primer iPhone, motivo suficiente para un macquero de pro como yo, os lo comuniqué en una entrada en la que os cantaba las excelencias del maravilloso cristal empleado en las superficies anterior y posterior del iPhone 4. Y que han aguantado casi sin una raya hasta que hace menos de dos años lo cambié por un iPhone SE. Su predecesor sigue en mi casa en perfecto estado de revista y lo uso para casos de urgencia o para prestárselo a amigos a los que trato de convencer de que se pasen a los terminales Apple y se dejen de tonterías. Poco a poco voy catequizando a mi entorno más próximo, aunque algún recalcitrante se resiste.

En la entrada arriba mencionada os contaba que el origen del llamado vidrio Gorila (como se denomina comercialmente al vidrio especial de los iPhones y otros dispositivos) se basa en un vidrio a base de silicato de aluminio y sodio, introducido en 1964 por la compañía Corning bajo el nombre de Chemcor. A partir de 2005, con la irrupción de las pantallas táctiles, los de Corning descubrieron un nuevo nicho de mercado para su producto. Al igual que pasa con los vidrios convencionales, obtenidos éstos a partir de la fusión conjunta de una mezcla de sílice (arena), carbonato sódico y carbonato cálcico, es posible incrementar las propiedades de estos materiales mediante un proceso en el que el vidrio, ya formado, se introduce en un baño de nitrato potásico fundido a unos 450 ºC. Ello genera  un intercambio de iones sodio, que han quedado atrapados durante la formación del vidrio, por los iones potasio presentes en la sal fundida. Los iones potasio, más grandes, ocupan un mayor espacio en el interior del vidrio, lo que hace que, al enfriarlo a temperatura ambiente, se creen unas fuerzas de compresión que refuerzan la superficie, al bloquear las rutas a lo largo de las cuales las grietas que destrozan el vidrio suelen propagarse.

Pero ahora, como dice el título, el vidrio Gorila anda buscando nuevos mercados y qué nicho más jugoso que el de los parabrisas de los millones y millones de automóviles que se fabrican en el mundo. Corning, en colaboración con la compañía Ford, ha estado desarrollando estos últimos años parabrisas laminados más finos y resistentes, en los que nuestro vidrio Gorila juega su papel. Como ya he contado en otra entrada (recientemente renovada), los llamados parabrisas laminados de los automóviles han estado y están constituidos, tradicionalmente, por dos láminas de vidrio convencional, reforzado por el procedimiento del baño de sales de potasio antes mencionado, que hacen un sandwich en el interior del cual hay una fina lámina de un plástico llamado polivinil butiral, que impide que el vidrio se rompa en mil pedazos ante un impacto y dañe a los ocupantes. Pues bien, la vuelta de tuerca de Corning y Ford es sustituir la lámina del parabrisas tradicional que queda en el interior del vehículo, por una tres veces más fina del vidrio Gorila, dejando la lámina exterior y el filme de polivinil butiral sin cambios. El resultado hace que se disminuye el peso de los parabrisas en un 30%, lo que supone unos 7 kilos de promedio, con las consecuencias que eso tiene para el consumo de combustible.

La introducción de la lámina de Gorila tiene también consecuencias en la solución de un problema bastante habitual con los parabrisas. A veces, una pequeña grieta provocada por una piedra en el mismo pasa casi inadvertida. Pero, en muchos casos, un cambio térmico importante, como el de regar con agua fría un coche que ha estado expuesto a altas temperaturas, puede hacer que esa grieta se expanda en muchas direcciones, acabando con el parabrisas. Los ensayos realizados con estos nuevos que incorporan el vidrio Gorila en la capa interna, parecen indicar que resisten mejor que los convencionales esos cambios térmicos.

La noticia, publicada en el Chemical and Engineering News de este lunes por Mitch Jacoby de su redacción de Chicago, no habla de precios, pero su introducción en el superexclusivo Ford GT Sport ya da una pista de que los pobres seguiremos con parabrisas convencionales durante algún tiempo.

Leer mas...

Jabalíes, esponjas y contaminantes persistentes

En el año 2004 la entonces Ministra de Medio Ambiente, Cristina Narbona, se adhirió a la campaña DETOX de la organización ecologista WWF/Adena (hoy WWF España) haciendo analizar su propia sangre y la de los altos cargos de su Departamento, a la búsqueda de una larga serie de sustancias químicas, consideradas tóxicas y, que según manifestó entonces la Ministra "son la cara oculta del progreso". No esconderé que no me hizo ni pizca de gracia esa adhesión, porque las noticias se fijaron en que todos los analizados tenían en su sangre una media de treinta y tantos de esos productos químicos pero, por mucho que busqué, en ningún sitio pude encontrar las cantidades detectadas, algo fundamental para saber si la Ministra estaba realmente intoxicada o no. Pero bueno, a lo que iba que me lío, en la lista de sustancias a buscar en los cuerpos de nuestr@s polític@s tenían un peso fundamental una serie de sustancias (y familias de sustancias) cuya característica fundamental es tener muchos átomos de cloro y/o bromo en su estructura. Ese es el caso del mismísimo DDT, las dioxinas y sus primos los furanos y los también famosos policlorobifenilos (PCBs para los amigos) y polibromo difenil éteres (PBDEs), estos dos últimos usados en diferentes aplicaciones contra el fuego. Todos los citados han sido prohibidos desde hace bastantes años pero siguen estando en candelero porque,  además de ser tóxicos, comparten otra característica que les hace peligrosos y es que se acumulan, y de forma persistente, en el organismo de los seres vivos. Es lo que se conoce como Contaminantes Orgánicos Persistentes (o por sus siglas inglesas POPs).

En el año 2011, un artículo del Chemical and Engineering News (CEN) firmado por Carmen Drahl llamó mi atención. Se resumía en él un trabajo publicado por científicos del Servicio de Salud y Seguridad Alimentaria del Estado alemán de Baviera, en el que daban cuenta del hallazgo fortuito de niveles relativamente altos de un antibiótico natural, la Drosofilina A, en la carne de jabalíes salvajes. Esa molécula es producida por un tipo de hongo conocido como Agaricus subatratus que parece gusta mucho a los amigos de Obelix. De nombre químico 2,3,5,6-tetracloro-4-metoxifenol, tiene la característica de poseer cuatro cloros en su molécula y parece acumularse en el cuerpo de los cochinos, porque las concentraciones medidas por los bávaros eran mucho más altas que las correspondientes al DDT, igualmente analizado por el equipo. No tiré mucho más del hilito en esa ocasión porque del artículo parecía desprenderse que la sustancia no era nociva para los jabalíes. Además, terminaba con una de esas frases con las que casi siempre acaban los artículos científicos, diciendo que comprender el mecanismo por el que la Drosofilina A no parece afectar a los jabalíes sería un buen punto de partida para el diseño de compuestos halogenados (como llamamos los químicos a los que tienen cloro y bromo) menos perjudiciales para el medio ambiente. Siempre me quedó la duda de la cantidad de Drosofilina que aparecería en un hipotético análisis de la sangre de Obelix.

Pero mañana lunes, el citado Chemical Engineering News (CEN) publica otro artículo (que ya lleva unos días en su versión web) que tiene que ver con compuestos halogenados de origen natural y que me ha permitido conocer una serie de hechos que no me resisto a contaros. El artículo está firmado por Deirdre Lockwood, quien comienza la historia contando cómo, a finales de los noventa, se encontró en huevos de una serie de aves marinas una molécula que, resumidamente, podríamos llamar un bipirrol halogenado, cuya estructura recuerda la de los PCBs ya entonces prohibidos y muy buscados por los investigadores en la vida animal y en el medio ambiente. Como la molécula no había sido registrada ni se encontraba en la literatura, la conclusión era que tenía que haberse originado en la Naturaleza, afirmación que los investigadores confirmaron mediante estudios de carbono-14, un isótopo radiactivo del carbono normal, que se va descomponiendo a lo largo de los años. La relación entre ese carbono-14 y el carbono total permite datar la fecha de síntesis de un determinado compuesto. Y así, si nuestro bipirrol hubiera sido generado a partir de sustancias provenientes del petróleo, formado hace miles de años, esa relación tiene que ser sustancialmente diferente de la de un bipirrol generado hace mucho menos tiempo por algún organismo natural.

Pero este bipirrol halogenado no es una rara avis en la Naturaleza. Compuestos polihalogenados (con varios cloros y/o bromos) como la Drosofilina A no son muy corrientes en el medio terrestre pero si en el mar. El artículo cita un libro en el que se recogen hasta 6000 compuestos de ese tipo que, fundamentalmente, se han encontrado en el mar. Uno de ellos es otro bipirrol con siete átomos de cloro (denotado como Q1) que se ha encontrado en la leche materna de varias mujeres de las Islas Faroe, en cuya alimentación hay un componente importante, la grasa de ballena, en la que el Q1 se acumula. Todavía no hay estudios de toxicidad concluyentes sobre estos bipirroles pero los investigadores sospechan que debe ser similar a sus "primos" sintéticos a los que se parecen.

Otro ejemplo de compuesto, este con cuatro bromos y denotado como 6-OH-BDE-47, es muy parecido a los PBDEs que se introdujeron en los setenta como retardantes a la llama, sustitutos de los entonces recién prohibidos PCBs y que, finalmente, también acabaron prohibidos. Este compuesto aparece en un tipo de esponja marina como la que veis en la foto que ilustra esta entrada y que pertenece a la familia de las Dysideidae. La presencia de esta sustancia en la esponja es importante y llega alcanzar el 10% de la misma, una vez seca. Estudios posteriores, sin embargo, demostraron que no es la propia esponja la que sintetiza el compuesto, sino una especie de bacteria simbiótica que vive en la esponja (Hormoscilla spongeliae) y que lo usa para protegerse de sus depredadores. De nuevo, tampoco se tienen por el momento datos concluyentes sobre su toxicidad pero, al igual que con los bipirroles, si sabemos que se acumula en el cuerpo humano, igual que sus parientes PBDEs, y que ya ha sido también detectada en la sangre de embarazadas coreanas y en el cordón umbilical de sus fetos en concentraciones del orden de las partes por trillón.

El asunto como veis es interesante y deja varios interrogantes en el aire, desde las cantidades de sustancias cloradas que la Naturaleza pone en el medio ambiente, a la posible toxicidad de muchas de ellas, que nadie ha estudiado porque hemos andado atareados en las producidas por el hombre. También permite abordar el problema de por qué algunos microorganismos son capaces de destruir eficientemente sustancias como los PCBs. Como dice un investigador citado en el artículo del CEN, llevan muy pocos años en esa labor de limpieza y no parece que sus genes hayan tenido tiempo todavía para adaptarse a esa labor. Lo que implicaría que se trata de una capacidad que han adquirido a lo largo de los tiempos y que sería interesante investigar para sacar conclusiones y nuevas estrategias para eliminar esas sustancias tan resistentes a desaparecer del medio ambiente. Y, finalmente, queda muy evidente la magnitud del “arsenal químico” que nos queda por descubrir en el fondo del mar. Para bien y para mal.

A mi el artículo me ha encantado y voy a utilizarlo en una charla del próximo 6 de noviembre para mostrar la difusa frontera que separa lo natural de lo sintético.

Leer mas...

Gintonic azulado

No he sido nunca bebedor de gintonics. Lo mío, como sabéis, es el vinazo puro y duro y la cerveza en la tarde/noche. Pero como buen búho me fijo, y no se me ha escapado, desde hace ya algún tiempo, que tanto en bares como en los supermercados han ido proliferando botellas de ginebra de un suave y sugerente tono azul. Y más de una vez me había preguntado sobre el origen de ese color, no muy habitual en las cosas de comer y de beber. Este lunes, un artículo en el Chemical Engineering News, cuya referencia podéis ver abajo, firmado por Bethany Halford, a la que ya he mencionado en otras ocasiones en este blog, explicaba el origen de ese color. Al menos en algunas de las marcas de ginebra que, explícitamente, lo declaran en su etiqueta o en su web.

No me atrevo a generalizar lo que voy a contar a todas las ginebras azules, porque algunas de ellas ocultan celosamente sus composiciones, pero, por ejemplo, la ginebra australiana Ink, declara en su página de acogida en internet que, en 2012, empezaron a experimentar con los curiosos cambios de color de una planta exótica que se da bien en Tailandia, cuyo nombre botánico, según el gran Linneo, es Clitoria ternatea, un nombre con ciertas resonancias íntimas que la flor ciertamente recuerda. En inglés se conoce como Butterfly Pea o guisante de mariposa. Tras tres años de estudios pusieron en el mercado esta bebida que, además del extracto de esas flores, contiene otros componentes de origen vegetal, incluidas algunas plantas consumidas desde la prehistoria por los nativos australianos y que ahora se han puesto de moda entre los chefs del país.

Pero en esta entrada nos interesa el color azul de esa ginebra y sus peculiaridades. Nos cuenta Bethany en el artículo que el color azul es debido a una serie de antocianinas derivadas de una antocianidina conocida como delfinidina (galimatías para químicos). Lo cual me ha recordado una serie de divertidas actividades en las que los chicos del Restaurante Arzak me dejaron participar de cara a preparar una ponencia de Elena en el Madrid Fusion de 2009, donde se presentaba un postre con el inquietante nombre de Intxaursaltsa con lombarda mutante. La sorpresa del postre era un líquido con el que se acompañaba el plato y que no era más que un extracto de col lombarda, rico en antocianinas y que cambiaba de color, ante los ojos del comensal, solo con que la camarera adicionara unas gotas de sustancias más o menos ácidas o básicas. ¡Lo que tuvimos que estrujar el magín para encontrar sustancias de diferente pH que a Juanmari no le sonaran a "químicos"!. Yo traté de convencerle de que hay ácidos y bases reconocidos como aditivos alimentarios, pero ni por esas. Así que usamos cosas como el zumo de limón o mandarina, una bebida de cola o un agua con bicarbonato (eso fue lo máximo a lo que llegamos).

Sin embargo, Bethany nos cuenta también que la selección de la Clitoria se basa en que, incluso usando su extracto en concentraciones importantes, no confiere ningún sabor a la ginebra, cosa que si hace la lombarda. Y propone, para terminar, una receta casera para obtener el extracto de nuestra flor y hacer experimentos con diversos cocktails u otros líquidos sin color. Resulta que uno puede comprar en Amazon pétalos de la Clitoria y ponerlos a calentar en una mezcla de agua y azúcar a partes iguales, obteniendo así un sirope azulado que se puede adicionar a los otros líquidos para teñirlos de azul. Igual que en nuestro postre con lombarda, uno puede adicionar después unas gotas de líquidos de diferentes pHs y obtener así toda una gama de colores muy sugerentes. Por ejemplo, unas gotas de zumo de lima transforman el suave azul de la ginebra australiana en un tono más o menos violáceo, como podéis ver en la foto del artículo arriba mencionado y cuya referencia completa doy abajo.

Yo no he hecho la prueba a preparar un gintonic con una ginebra azulada a base de Clitoria pero, dado el pH fuertemente ácido de la tónica, intuyo que cambiará también a tonos rojos o violáceos.

Referencia:"Notable potables feature changing colors and mummified toes". B. Halford, Chemical Engineering News, vol. 95, Issue 29, p.40, 17 de julio de 2017.

Leer mas...

Papel térmico sin Bisfenol A

Hace pocas entradas, empezaba una sobre el estado de mis sensaciones en torno al Bisfenol A (BPA), relatando las inquietudes de una amiga al respecto de la posibilidad de intoxicarse con ese compuesto, a partir de la tinta térmica que se emplea en los recibos que nos dan en las tiendas y supermercados. En la superficie del papel usado en esos recibos se deposita una mezcla de bisfenol A y un colorante. Ambos se protegen con un recubrimiento que los aísla del exterior. Cuando el papel pasa por la impresora que les aplica calor en ciertos lugares en los que queremos reproducir un texto, el bisfenol A interacciona con el colorante y cambia la estructura química de éste, haciendo que su color original (blanco) pase a negro. Como consecuencia de ese proceso, existe un riesgo pequeño de que parte del BPA contenido en el papel pase a los dedos de quienes manipulan esos recibos y, particularmente, a los de las personas que trabajan todo el día cobrando. Creo que la cosa quedó bastante clara aquí, especialmente en lo relativo al hecho de que, en esa aplicación, se usa bisfenol A puro y no reaccionado en largas cadenas de policarbonato o resinas epoxi, donde pierde por completo su carácter de disruptor endocrino. Pero esta semana mi amiga tiene un motivo más para sentirse tranquila de cara a un futuro próximo.

En el número de hoy del Chemical Engineering News, Stephen K. Ritter nos cuenta que el pasado día 12 se anunciaron los ganadores de los premios instituidos por la Agencia Medio Ambiental Americana (EPA), premios que reconocen la excelencia de iniciativas enmarcadas en lo que hoy denominamos Química Verde, un rediseño de la Química con alternativas más sostenibles y menos dañinas para el medio ambiente. Entre esas iniciativas se encuentran aquellas que permitan reducir la toxicidad de los productos químicos, economizar agua o energía, así como minimizar nuestra producción de residuos, incluso la de aquellos que no sean peligrosos.

Pues bien, una de las propuestas ganadoras en esta edición 2017 es una iniciativa del gigante químico Dow y la empresa papelera Koehler. La primera ha contribuido con un tipo de polímero que, aplicado de forma inteligente a un tipo de papel térmico desarrollado por la segunda, permite el uso del mismo en las tradicionales impresoras de datáfonos y cajas registradoras, eliminado la necesidad del empleo de bisfenol A o de cualquier otro sistema que implique la liberación de sustancias químicas potencialmente peligrosas. En la imagen, que podéis ampliar picando en ella, se ven los logotipos de ambas empresas impresos en el innovador papel.

Para prepararlo, se deposita sobre el papel una capa de negro de humo (partículas de carbón, como el hollín para que me entendáis). Sobre esa capa de partículas de carbón va el polímero de Dow, un copolímero de estireno y acrilato que se ha preparado en forma de unas microesferas huecas y llenas de aire. En su estado original, el polímero tiene una apariencia opaca, parecida a la del poliestireno expandido (poliespan) de las bandejas de supermercado. Cuando ese papel pasa por la impresora térmica, el calor proporcionado por la acción de ésta, de nuevo en los sitios adecuados para escribir algo, rompe y colapsa algunas de esas esferas, cambiando el índice de refracción del material en esos lugares, lo que hace que lo que era opaco se vuelva transparente, dejando ver a su través el color negro de la capa interior de carbón.

El polímero ya era conocido desde los 80, cuando se empezó a vender como una solución alternativa al color blanco del dióxido de titanio, en pinturas para exteriores de edificios pero, a lo largo de los años, Dow ha seguido buscando nichos de negocio para él y esta alternativa "verde" al papel térmico a base de BPA, puede ser un resultado importante. Se trata, desde luego, de una alternativa innovadora, muy diferente de la clásica aproximación en este tipo de problemas, donde simplemente se suele optar por cambiar una sustancia que plantea problemas por otra que, en muchos casos y en futuros más o menos cercanos, demuestra también tener los suyos.

Leer mas...

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.

Leer mas...

Touche pas à ma lavande

Casi todas las mañanas de lunes desayuno leyendo el número semanal del Chemical Engineering News (CEN), una revista que recibimos, ese día, todos los socios de la American Chemical Society por el mero hecho de serlo. Ya he hablado de ello en otras entradas e, incluso, hay una categoría denominada Refritos CEN entre las diversas en las que clasifico las entradas de este Blog. Una categoría que tengo un poco abandonada, porque no me gusta hacer traducciones excesivamente literales de las muchas cosas interesantes que leo frecuentemente en esa revista. Pero lo de hoy bien merece intentarlo.

Resulta que los agricultores franceses que se dedican al cultivo de la lavanda en la zona de la Provenza francesa están en pie de guerra. Alguna compañía que fabrica productos a base de aceites esenciales de la misma ha comunicado a la ECHA (Agencia Europea de Productos Químicos) que esos aceites esenciales pueden causar determinadas alergias. Como consecuencia de ello, la ECHA parece dispuesta a clasificarlos como sensibilizantes de la piel, lo que implicaría que, de acuerdo con las normas de empaquetado y etiquetado de la Unión Europea, todos los productos basados en esos aceites esenciales llevarían, a partir de 2018, etiquetas avisando al consumidor de esos efectos perjudiciales.

El artículo no tiene desperdicio para alguien como yo que viene clamando (en el desierto, todo hay que decirlo) que esa distinción entre "natural" y "sintético" nos puede llevar, en términos normativos, a un callejón sin salida. Porque la guerra que se ha planteado parece indicar que alguien está pensando en idénticos términos.

Para empezar a centrar el problema, consideremos esta perla extraída del mencionado artículo del CEN: un productor de lavanda allí entrevistado (que tiene también una tienda con productos derivados de los aceites esenciales) dice que "el extracto de lavanda no es peligroso. No hay Química en sus productos. Lo obtenemos por destilación de flores con vapor. La esencia sale de esas flores y no hay nada más".

Y punto pelota. Pero cualquiera que quiera saberlo puede conocer que el famoso aceite esencial de lavanda es una mezcla bastante compleja y con concentraciones importantes en sustancias químicas como el linalol, un alcohol terpénico, y algunos acetatos derivados de él. Alguno o algunos de esos componentes, en ciertas concentraciones y para determinadas personas, puede causar alergias. Como ocurre con otros productos empleados en cosmética. Pero que si son sintéticos, la mera consideración de alergias minoritarias de ese tipo puede conducirles a la pira de las páginas de internet y de semanales sin mucho rigor (como Mujer Hoy, sea solo por señalar).

El asunto es además interesante, desde mi punto de vista, puesto que pone a un producto "natural" bajo el punto de mira de la normativa REACH, esencialmente creada para controlar la producción, usos y transporte de sustancias químicas de síntesis. Y, en ese sentido, los portavoces de la ECHA han sido claros en sus declaraciones a CEN: "La base para este tipo de regulación es asegurar un alto nivel de protección de la salud humana y del medio ambiente, así como en el libre movimiento de sustancias, mezclas y artículos, independientemente de que vengan de fuentes naturales o sintéticas, de que los produzca una gran compañía o una muy pequeña".

Por el momento, la cosa transcurre en el ámbito de las conversaciones entre reguladores y agricultores sobre la aplicación de las etiquetas a los productos. Los primeros han dejado claro que si no se cumplen las normas de etiquetado habrá multas. Los agricultores han echado un órdago y amenazan con dejar de cultivar la lavanda si se les impone el etiquetado arriba mencionado. Como en otros asuntos (Boiron y su homeopatía, los presupuestos 2015) veremos si la UE se atreve a poner en su sitio a la "douce France".

Leer mas...

El desembarco de los aditivos "naturales"

Este pasado lunes, la Biblioteca Bidebarrieta del Casco Viejo bilbaíno estaba a tope para escuchar la conferencia de José Miguel Mulet "Mitos, falacias y mentiras sobre la alimentación", aprovechando su visita a la capital del mundo para promocionar su libro "Comer sin miedo", cuya lectura os recomiendo vivamente, particularmente a aquellos de vosotros a los que os agobia el sentimiento de que todo lo que bebemos, comemos o respiramos nos está matando lenta y subrepticiamente, en un plan diseñado por gobiernos malignos que quieren limitar drásticamente la tasa de jubilados guapos, alegres y combativos.

En uno de los ejemplos que puso para ilustrar la denodada búsqueda de la población de todo aquello que implique alimentarse de productos libres de aditivos y conservantes, Mulet nos mostró dos etiquetas de pan Bimbo, una de un producto más o menos clásico, que lleva varios aditivos alimentarios con sus números E- correspondientes, y otra del último hito de la empresa, bien promocionado por Eduardo Punset bajo epígrafes como 100% natural. Mulet nos enseñó cómo manejan estas empresas, para su provecho, las normativas de Agencias que controlan estos aspectos (como la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria, EFSA).

Y así, el pan más o menos antiguo, llevaba en su composición ácido propanoico, un potente agente contra la formación de ese moho tan característico del pan de molde que lleva días en su envase. Ese ácido, que responde a la etiqueta E-280 como aditivo alimentario según la normativa de la CE, es un aditivo sintético cuyo mayor productor es BASF a partir de la oxidación de un aldehído, el propanal. Para sustituir ese aditivo "impresentable" en un producto 100% "natural", los estrategas de Bimbo han recurrido a un bicho, el Propionibacterium shermanii, una subespecie del Propionibacterium freudenreichii, muy usado por los fabricantes de queso Gruyère o Emmental para dar a sus productos esos agujeros tan característicos que les diferencian de otros. Pues bien, el P. shermanii es capaz de actuar sobre la fibra de pan y generar ácido propanoico, el mismo E-280 que se usaba en las viejas recetas de Bimbo para impedir el crecimiento del moho. Pero ha sido obtenido "in situ", por algo tan natural como una bacteria. Y ello permite al fabricante poner en la etiqueta "contiene microrganismos naturales (L. brevis, P. shermanii)" y el 100% natural tan buscado.

Esta no es la única treta que pueden usar los fabricantes para estampar sin complejos esas etiquetas. Aunque solo establecida para aromas e ingredientes aromatizantes (reglamento 1334/2008), la normativa europea establece que para que un aditivo de ese tipo pueda conceptuarse como natural en el etiquetado debe cumplir una triple condición: debe ser una sustancia química que exista en la naturaleza, como la vitamina C, la vainilla o la cafeína. La materia prima de la que se obtenga esa sustancia no puede ser sintética, sino que también debe darse en la naturaleza, como las naranjas, la orquídea de vainilla o el café. Y, finalmente, para obtener el aditivo final a partir de esa materia prima, no deben emplearse métodos que impliquen el empleo de productos químicos (curiosa definición donde el agua o el alcohol no se incluyen).

La creciente demanda de productos "todo natural" o "sin aditivos ni conservantes", está haciendo que las empresas se estrujen la sesera a la búsqueda de estrategias como las descritas. En un reciente artículo de Melody M. Bomgardner en el Chemical Engineering News, fechado el 10 de febrero, se trazaba un interesante panorama de lo que se está cociendo a estos efectos. Y os voy a contar algunos  casos.

Mars, el fabricante de esos caramelitos M&M que Obama regaló a Rajoy en lugar de apoyar explícitamente los brotes verdes de nuestra economía, acaba de obtener el permiso de la FDA para teñir de azul sus golosinas con un colorante obtenido a partir de un extracto de espirulina, obtenida a su vez con el concurso de la cianobacteria Arthrospira platensis. El extracto acuoso de la espirulina contiene una molécula llamada ficocianobilina, un colorante soluble en agua que, junto con la clorofila, da a las algas sus tonos azul-verdosos. Toda una pica en Flandes, porque el color azul no es fácil de obtener a partir de productos con los que nos regala la Naturaleza.

Un colorante rojo por excelencia es el carmín. Extraído del abdomen de las hembras de la cochinilla, un parásito de cierto tipo de cactus, obtener el colorante en cuestión supone matar al bicho amén de unas serie de extracciones y precipitaciones que implican sales de aluminio y disolventes orgánicos. Así que el bicho será muy natural pero el proceso no se aviene a la normativa europea. Pues bien, ya hay gente buscando una ruta al carmín basada en un proceso de fermentación llevado a cabo por ciertos microorganismos.

Pero no solo de colorantes vive la empresa alimentaria. Por ejemplo, la demanda de vainilla en todo el mundo es muchas veces mayor que que la que se puede obtener a partir de la orquídea de la que se puede extraer, en un proceso adecuado al término "natural". Así que el 99% de las cosas que saben a vainilla, deben su sabor a la vainillina o vanilina, una sustancia sintética, cuyo mercado está controlado en una gran parte por el gigante Solvay. Pues visto lo visto, la compañía ha empezado ya a instalar plantas piloto para producir la versión "natural" de ese aditivo a partir de la fermentación mediante levaduras de una sustancia conocida como ácido ferúlico, que se extrae de un subproducto del aceite de arroz.

Y, para acabar, y en relación con la reciente entrada de la Stevia, un ejemplo representativo de los nuevos edulcorantes que se nos vienen encima. Cargill, que vende Stevia bajo la marca Truvia, ha decidido obviar el problema que detecté con mis jubilados y, al mismo tiempo, atacar el sabor amargo del glicósido (Rebaudiósido A) que se vende en este momento. De nuevo recurriendo a la fermentación con levaduras, Cargill está consiguiendo obtener cantidades importantes de otro de los glicósidos, minoritario en la planta Stevia. Aparte del origen natural indiscutible (al menos con la normativa europea), ese nuevo glicósido es más dulce que el que ahora se vende como E-960.

Como veis esto se mueve, aunque la pregunta del millón es si con tanto bicho implicado la gente no se mosqueará tanto o más que con los dichosos números E, que solo están ahí para asegurar la seguridad del aditivo. Además, es muy probable que la "nueva tecnología" resulte más cara. Y finalmente, y esto es de mi cosecha, un rojo cochinilla obtenido por fermentación y convenientemente estudiado con ratones para establecer su toxicidad, ¿no dará los mismos peligros potenciales que el carmín de toda la vida?. Pienso seguir de cerca este asunto, que me tiene entre cabreado (por cómo hemos perdido el Norte) y divertido (por cómo se va a complicar la vida a los quimiofóbicos que ven peligros en cada esquina). 


Me temo que esto va a continuar para rato.

Leer mas...

Pectinas y mermeladas

Mi revista semanal favorita de cotilleo químico, el Chemical Engineering News (CEN), contenía hace un par de semanas un interesante artículo sobre la pectina, un polisacárido que siempre ha estado en las mermeladas, ya sean caseras o industriales. Parece que la humilde pectina se ha convertido en los últimos tiempos en una perita en dulce (y nunca mejor dicho) para muchos de los grupos industriales que se pelean en el sector de los aditivos alimentarios. De hecho, se han producido varias operaciones de toma de participaciones, compras de empresas y similares en los últimos dos años, implicando a gigantes como DuPont o DSM.

Las mermeladas y jaleas se han estado produciendo desde hace siglos de manera rutinaria en el seno de muchas familias. Dice Harold McGee en su libro "La Cocina y los Alimentos" que, ya en el siglo XVI, Nostradamus describió una jalea de membillo que "parecía un rubí oriental". En 1750 se publicó en Inglaterra el libro London Housewife's Family Companion, en el que se enseñaba a las amas de casa como Dios manda a preparar mermeladas y jaleas de frutas como manzanas, grosellas y membrillos, todas ellas, particularmente este último, ricas en pectina.

Para 1820 ya se consiguió aislar la pectina de dichas frutas e identificarla como la causante del proceso de gelificación de las mermeladas y jaleas. Conocida la causa, la gente empezó a mezclar frutos ricos en pectina como la manzana con otros deficitarios en la misma (como las fresas) y que, por tanto, no gelificaban bien. A principios del siglo XX se empezó a producir pectina industrialmente en Alemania, aprovechando para ello los hollejos de manzanas despues de haber sido prensadas para zumos o sidras. La idea de usar pectina añadida para preparar mermeladas "reproducibles" y, por tanto, vendibles, se extendió rapidamente por el mundo occidental. La primera patente americana para producir pectina industrialmente data de 1913. Mucho más recientemente, el centro de producción de pectina se ha desplazado de Europa a paises como Méjico y Brasil, que la extraen fundamentalmente de la peladura de limón, mediante un proceso que implica el tratamiento con agua caliente de las peladuras, para disolver así la pectina, y la posterior precipitación de ésta mediante etanol o isopropanol para, finalmente, secarla y venderla como un sólido pulvurulento que puede adicionarse a voluntad.

Como decía al principio, la pectina es un polisacárido, un polímero o cadena en la que se repiten sobre todo unidades de ácido galacturónico, aunque hay otras unidades diferentes que también participan en la cadena, dependiendo del fruto del que se extraiga la pectina y de las condiciones de fabricación. Para no liar más la cosa, lo dejaremos en que la pectina es básicamente una cadena de unidades de ácido galacturónico cuyos grupos ácido, en la naturaleza, están esterificadas con metanol en casi un 80%. Y así se suele hablar de que la pectina que tradicionalmente se ha vendido desde principios del siglo veinte es una pectina altamente esterificada o, lo que es lo mismo, con alto contenido en grupos metoxi (en terminología inglesa se usa el término high-metoxyl pectin, HMP).

En principio, una mermelada clásica, sin pectina añadida, se hace cociendo trozos de fruta, proceso en el que la pectina de las paredes celulares de la misma se disuelve en el agua que ella ha liberado y la que se haya añadido. Para que se forme la textura gelatinosa de las mermeladas, las moléculas de pectina tienen que unirse entre sí. Para ello, las personas que las elaboran hacen tres cosas: añadir grandes cantidades de azúcar, cuyas moléculas atraen hacia sí cantidades importantes de agua, permitiendo que las moléculas de pectina se acerquen unas a otras en el agua remanente. Además, se hierve la mezcla de fruta y azúcar para evaporar parte del agua y concentrar aún más la disolución, lo que también facilita el acercamiento de las moléculas de pectina. Por último, se acidifica el medio con algo como el zumo de limón, que neutraliza la carga eléctrica de las moléculas de pectina y permite que se unan unas con otras. En general, se necesita casi un 60% de azúcar, un pH en torno a 3 y una concentración de pectina en torno al 1% para conseguir buenos resultados. El alto contenido en azúcar es también una adecuada estrategia para que la mermelada se conserve sin ser pasto de microrganismos.

En las mermeladas industriales, la pectina añadida aparece en todas las composiciones de las etiquetas. De hecho, para cada fruta que se quiera emplear, los fabricantes tienen formulaciones con contenidos de pectina "al gusto", lo que les permite reproducir el aspecto y la textura deseada para su producto. No todos, pero la mayoría, usan como acidulante el ácido cítrico. Y como ya os he contado en otra entrada, aunque veais en algunas mermeladas (como las de Hero) que pone Sin conservantes ni colorantes, lo cierto es que debiera de poner Sin conservantes, Sin colorantes pero Con aditivos alimentarios añadidos, concretamente pectina (E-440) y ácido cítrico (E-330). Lo que pasa es que como la legislación les permite poner el nombre, poner el código E o las dos cosas, son un poco marrulleros y solo ponen los nombres que suenan a más "natural". De hecho suelen poner pectina de manzana (¡toma truquillo!).

Pero el asunto del artículo del CEN con el que he empezado la entrada no va con la pectina "tradicional" o HMP. Desde hace tiempo, se venden como aditivos alimentarios pectinas modificadas, en las que el contenido de grupos metoxi se ha disminuido hasta valores del 40%, mediante adecuados tratamientos químicos. Son las llamadas pectinas con bajo contenido en grupos metoxi o LMP. Eso hace que presenten más grupos iónicos libres en disolución, lo que puede emplearse para que gelifique más facilmente en presencia de una pequeña cantidad de grupos calcio que, como catión divalente, forma puentes entre moléculas de pectina. El calcio se puede adicionar, por ejemplo, en forma de un fosfato monocálcico. El hecho de que podamos gelificar así estas pectinas de bajo contenido en metoxi hace que no se necesite tanto azúcar para conseguir la textura deseada. Y ahí parece estar el negocio, sobre la base de preparar mermeladas y jaleas de bajo contenido calórico. Las pectinas de bajo contenido en grupos metoxi (LMP) están también autorizadas como aditivo alimentario bajo el seudónimo E-440i.

Así que si quereis hacer mermeladas con pocas calorías, podeis hacer lo que hacen en este vídeo de propaganda de una de esas pectinas LMP. Y si la quereis comprar la venden hasta en Amazon.

Leer mas...

La Química de un bar de copas

Parece bien establecido que los Congresos tienen gran importancia para el desarrollo de las diferentes ramas de la Ciencia. Pero a nadie que esté metido en este rollo se le escapa que, para una gran mayoría de científicos, los congresos tienen también una componente lúdica importante. Y, en algunos casos, hasta la propia temática del Congreso o de alguna de sus secciones se presta un poco al cachondeo. Un ejemplo reciente es el que se ha dado en la reunión nacional de primavera de la American Chemical Society (ACS), celebrada este abril en Nueva Orleans, ciudad que, ya por si sola, potenciaba actividades como la que voy a describir.

Dentro del Symposium de la División de Química de la Agricultura y los Alimentos, una de las secciones llevaba el título Chemistry of the Bar, en la que los científicos en ella inscritos estuvieron debatiendo cuestiones relacionadas con las sustancias químicas responsables del sabor y el aroma de diferentes cocktails (eso es un congreso y lo demás son bobadas...). Como era de esperar, algunos de los blogs oficiales de la propia ACS no se han podido resistir a escribir sobre cuestión científica tan atractiva y, entre lo que yo he leído, el caso del Amaretto di Saronno y su composición química me ha llamado la atención. El asunto tiene que ver con una vieja entrada de este Blog, en el que hablábamos de las almendras amargas, el cianuro y unas deliciosas magdalenas suecas, llamadas mazarines, que conocí de la mano de mis amigos Elena y Lars (podéis ver el comentario de Elena en la parte final de dicha entrada).

En uno de los trabajos presentados en ese minisimposio, Jerry Zweigenbaum, un investigador de la conocida marca de instrumentación analítica Agilent Technologies, presentó junto con colegas de la Universidad de California (Davis) los resultados de la aplicación de las más recientes técnicas analíticas a la composición química de uno de los clásicos pelotazos en Italia, el amaretto, del que la tradición dice que se empezó a fabricar en Saronno en el siglo XVI a partir de la parte blanda de los "huesos" de melocotón y alcohol. Hoy parece que la cosa se hace industrialmente de forma distinta, mezclando alcohol, un aceite esencial del hueso de melocotón, algunas "hierbas y frutos" y, en mayor o menor extensión, azúcar.

Los investigadores han analizado siete marcas comerciales de amaretto. En todos ellas el componente fundamental es el benzaldehído, una sustancia química bien conocida, que se aisló a principios del siglo XIX a partir de limones amargos y que se sintetizó en 1832 por dos químicos alemanes viejos conocidos de este Blog: Friedrich Wöhler y Justus von Liebig. El origen de ese benzaldehído, que da el clásico sabor dulce/amargo al amaretto, está también bien establecido: la amigdalina, una molécula que contiene una unidad de benzaldehído, dos de glucosa y una de cianuro. Cuando esa molécula se rompe, proporciona el benzaldehído y (como decíamos en el post antes mencionado), ácido cianhídrico, el mismo de las cámaras de gas en las que se ejecutan en USA a personas más o menos convictas.

Un segundo resultado interesante en la presentación del Simposium de Nueva Orleans es que los investigadores han sido capaces de detectar en el amaretto hasta mil ochocientas (1800!!!) sustancias químicas diferentes. Probablemente porque los actuales fabricantes incluyen entre las "hierbas y frutos" algunas especias, complejos ingredientes donde los haya y que pueden ser los causantes de semejante abanico de sustancias químicas.

Finalmente, los autores vienen a sugerir que no sería difícil fabricar un amaretto siguiendo la misma teoría que algunos ya acuñamos en su día para fabricar aguas de diseño: se cogen las cantidades adecuadas de alcohol, agua, especias, azúcar y benzaldehído y ya está el amaretto "sintético". Un verdadero cóctel químico que asustaría a cualquier californiano de bien. El benzaldehído no es una sustancia peligrosa. Alguna reacción alérgica en la piel en estado puro y daños en el hígado de los ratones a los que se forra con él. Pero ni cancerígeno ni mutágeno en términos del test de Ames.

Claro que eso no lo sabían los de Saronno en el siglo XVI. Así que si probaron con el extracto alcohólico de hueso de melocotón, bebieron y les gustó pero no se murieron, fue por pura suerte en sus ensayos de prueba y error. Que lo mismo podían haber cascado. Porque no me vale que por ser "natural" la inocuidad venía intrínseca en su código genético. Nos ha jodido mayo con las flores...

Leer mas...

Hierbas para los sofocos

El cohosh negro, también conocido por los más botánicos nombres de Cimifuga racemosa o Actaea racemosa, es una planta con un largo historial en lo relativo a usos medicinales. Desde que los galenos decidieron abandonar, por peligrosa, la llamada terapia hormonal sustitutoria, empleada para combatir los molestos síntomas asociados a la menapausia, la venta de esta hierba (más bien de sus raíces) se ha disparado en todo el mundo, particularmente en EEUU, donde ya los indios la usaban para combatir una larga lista de enfermedades. No voy a hablar sobre si la Cimifuga funciona o no a la hora de combatir los cabreantes sofocos, que ando rodeado de ginecólogos y matronas y puede que me lleve un currito por entrar en territorios que me son ajenos.

Hace unos años, aparecieron una serie de estudios epidemiológicos que parecían indicar que el consumo de este suplemento alimentario (como es vendido en EEUU y Canadá) podía relacionarse con daños en el hígado. En respuesta a esas inquietudes, la Agencia de Salud canadiende analizó varias muestras de productos vendidos como Black Cohosh, encontrándose con la sorpresa de que varios de ellos no contenían Cimifuga racemosa sino otras variedades más baratas de Cimifuga, originarias de Asia.

El resultado anterior podría parecer irrelevante y propio de un mercado global que busca el suministro más barato, pero no lo es. A diferencia de la farmacología de síntesis química, la basada en plantas da lugar a productos finales sumamente complejos. Y así, en las raíces de nuestra Cimifuga se han llegado a detectar hasta 42 glicósidos triterpénicos y 11 diferentes compuestos fenólicos como el ácido cafeico, habitual en muchas plantas. La cosa se complica aún más porque, incluso con plantas idénticas, las composiciones de los productos finales pueden ser diferentes dependiendo de cómo se ha llevado a cabo el procesado de las raíces de la planta, desde que se cosechan hasta que se comercializan en diversas presentaciones, despues de un correcto secado y triturado.

El asunto de la Cimífuga es un caso representativo de los problemas con los que se están encontrando las agencias de Salud a la hora de establecer métodos analíticos que aseguren la inocuidad de estos preparados de herbolario. La complejidad se ha reflejado en el programa AMRM (Analytical Methods and Reference Materials) puesto en marcha por la Oficina para Suplementos Dietéticos del Instituto Nacional de la Salud (NIH) en colaboración con la FDA y otros organismos, todos ellos americanos. Con ese protocolo, los últimos años han visto muchos trabajos científicos en los que, usando las técnicas analíticas más sofisticadas, han tratado de identificar perfiles representativos de plantas como la Ginkgo biloba, usada en tratamientos para la memoria, las variedades de canela usadas en bronquitis o trastornos intestinales o la tristemente famosa Ephedra sinica, usada en tratamientos para perder peso y en atletas de alto nivel, de la que ya hablamos en este Blog.

Pero aún y así, la cosa es realmente intrincada por las razones que he mencionado más arriba. Hay que buscar entre la compleja composición química de uno de estos productos, moléculas que resulten marcadoras exclusivas, bien de las especies que interesan o bien de las especies a evitar. Solo así es posible determinar si lo que nos están vendiendo como Cimifuga racemosa es la que no ha ocasionado problemas a sus consumidores a lo largo de los siglos o es la Cimifuga de origen asiático que podría estar en el origen de algunos problemas.

Vamos, que igualico que el ácido ascórbico (Vitamina C, Redoxon)....

Leer mas...

Las reacciones de Maillard cumplen cien años

Cuando, hace ya casi diez años, comenzaba mis escarceos científico-gastronómicos con los amigos del Restaurante Arzak, los cocineros que querían demostrar que estaban "à la page" tenían que hacer mención, de cuando en cuando, a las reacciones de Maillard. Desde que decidí abrir esta aventura del Blog, varias han sido las entradas en las que esas reacciones han aparecido, relacionadas con diversos aspectos de nuestra vida cotidiana y no sólo gastronómicos. Basta con escribir el término en el buscador que el propio Blog tiene aquí arriba a la izda y os saldrán varias de esas entradas (no entiendo por qué, pero no salen todas). Ayer, el último número de la revista Chemical Engineering News publicaba un artículo de Sarah Everts, desde Berlín, en el que se nos recordaba que esas famosas reacciones han cumplido cien años. Y esa, y no otra, es la razón por la que vuelvo a dar la matraca con el asunto.

Louis Camille Maillard, un químico francés, publicaba en 1912 un artículo en la revista Comptes Rendues de l'Académie des Sciences (una revista que se publica desde 1666), artículo en el que analizaban las reacciones que tienen lugar cuando, a alta temperatura, se ponen juntos aminoácidos y azúcares. Unos y otros pueden provenir de esa fuente inagotable en nuestra alimentación como son los carbohidratos (glucosa, lactosa, azúcar normal, almidón, etc..) o las proteínas (básicamente largas cadenas de aminoácidos), por lo que esas reacciones se dan con facilidad cuando determinados alimentos se procesan a alta temperatura y son, por tanto, responsables de cosas como el color que va apareciendo cuando hacemos una carne o un pescado a la plancha. O de los olores y aromas que el propio proceso genera. Pero también están en la base del proceso de elaboración del café torrefacto, o del color del pan y la bollería, de las patatas fritas, de las palomitas de maíz, los ahumados y de un largo etc.

Maillard no pudo entrar en mucho detalle en su trabajo original. Las reacciones son muy complejas, producen cientos de nuevas moléculas, algunas volátiles y otras no, algunas muy aromáticas, otras no. Así que, durante cuatro décadas, las reacciones a las que dió nombre estuvieron durmiendo el sueño de los justos, hasta que los militares americanos empezaron a considerarlas en serio a la hora de producir comida industrial segura y apetecible para sus soldados. Hay muchos que hacen coincidir esa decisión del Gobierno americano, durante la segunda Gran Guerra, como la que dió lugar al nacimiento de la disciplina científica que hoy conocemos como Ciencia de los Alimentos. Desde entonces, la actividad científica, incentivada por la industria alimentaria, en torno a los complicados procesos que ocurren siempre que cosas con azúcares y proteínas son procesados a alta temperatura es incesante. Se trata de jugar con las condiciones de ese procesado, variando ingredientes, temperaturas, niveles de pH, de humedad, etc., tratando de llegar al máximo control posible de un proceso en cierta medida caótico pero, sobre todo, muy complejo.

Pero como muchos aspectos de la Química, las reacciones de Maillard también tiene su doble cara. A pesar del habitual papel de esas reacciones en muchos de los alimentos que ingerimos, haciendo que consideremos "natural" el que un solomillo esté bien doradito cuando nos lo sirven, esas reacciones provocan la aparición en esos alimentos de nuevas moléculas químicas que no estaban en los alimentos originales y que no son, precisamente, hermanitas de la caridad. Los dos más conocidos son la acrilamida y el 5-hidroximetilfurfural (HMF), ambos potencialmente cancerígenos, según indican las Agencias más serias que velan por nuestra salud. De una y otro ya he hablado en este Blog, pero el artículo de Sarah Everts, cuenta la historia de la acrilamida de forma algo diferente a como la describía yo en su momento. Así que no me resisto a dar a conocer esa nueva versión.

Yo ya relataba en mi entrada cómo en 2002, químicos suecos habían encontrado cantidades importantes de acrilamida en mucha de la comida procesada, lo que levantó un revuelo importante en la época. Pero lo que yo no sabía era el motivo por el que esos investigadores habían empezado su trabajo. Todo comenzó de forma casual para ellos cuando se les requirió para estudiar el caso de un grupo de trabajadores que enfermó mientras usaban poliacrilamida (el polímero derivado de la acrilamida) para eliminar fugas en un túnel. Cuando comenzaron a estudiar los niveles de acrilamida en esos trabajadores y seleccionaron, como es habitual, un grupo de control constituido por ciudadanos pretendidamente libres de la sustancia, se encontraron con la sorpresa de que también éstos tenían altos niveles de acrilamida. En una etapa posterior, decidieron estudiar contenidos de acrilamida en animales de compañía y animales salvajes, encontrando que las mascotas tenían niveles mucho más altos que los que se mantenían en estado salvaje. Tirando del hilito de que los animales de compañía consumen preparados altamente procesados, acabaron concluyendo que el origen de la acrilamida en los humanos del grupo de control también debería venir de la comida procesada. De ahí a mirar de reojo a las reacciones de Maillard y proponer mecanismos plausibles para la génesis de la acrilamida a partir de glucosa y ciertos aminoácidos como la asparraguina, fue todo coser y cantar.Y ojito que, como decía arriba, alimentos procesados pueden ser una patatas fritas que nos freimos en casa.

Pero la génesis de cancerígenos no es el único proceso preocupante de las reacciones de Maillard. Aunque nuestro cuerpo sólo llega al entorno de los treinta y tantos grados, temperaturas muy alejadas de las usadas en el procesado de alimentos, la reacción que puede darse en él entre aminoácidos y azúcares puede también tener lugar, aunque más lentamente. Y de hecho, las reacciones de Maillard están en la base de la formación de cataratas en nuestro ojo. Por otro lado, en enfermos diabéticos, los altos niveles de azúcar en la corriente sanguínea, dan lugar a reacciones de Maillard que activan reacciones de inflamación que pueden dañar el hígado y el sistema cardiovascular.

Así que, como veis, los carbohidratos y las proteínas serán todo lo naturales que querais pero cuando se ponen a bailar el peligroso vals de las reacciones de nuestro Louis Camille, la cosa se puede poner muy seria. Peligros de la cocina y de la vida...

Leer mas...