lunes, 3 de diciembre de 2018

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.

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martes, 20 de noviembre de 2018

Primo Levi y la Tabla Periódica

Ahora hace aproximadamente un año, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó "el año que comenzará el 1 de enero de 2019 Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos, a fin de concienciar a nivel mundial sobre las ciencias básicas y mejorar la educación en este ámbito, prestando especial atención a los países del mundo en desarrollo....bla, bla, bla.". Así que avisados estáis de que la chusmarra de químicos que tenéis cerca os va a dar la brasa durante unos meses sobre la importancia de esa Tabla de elementos químicos que echó a andar de la mano del científico ruso Dmitri I. Mendeléyev, considerado uno de los padres de la Química moderna. Y como una pequeña contribución al próximo inicio de este Año Internacional, os voy a recomendar la lectura de uno de mis libros favoritos, uno que releo periódicamente, un texto publicado en italiano en 1975 y cuya portada original podéis ver en la foto que ilustra esta entrada y que podéis ampliar clicando en ella. El autor, Primo Levi, era un judío de Turín, sobreviviente de Auschwitz, escritor y antifascista reconocido.

Lo que no tanta gente sabe es que tanto antes de Auschwitz, como en el propio campo de concentración o en su vida posterior, Levi fue un químico apasionado por descifrar la materia, atesorando un curioso curriculum de aventuras y desventuras en las empresas por las que pasó (incluida una ligada a Auschwitz que le permitió sobrevivir a las terribles condiciones del campo). El libro recrea, con prosa rebuscada y delicada, con la ironía entre acerada y cariñosa propia de alguien que está de vuelta de todo, muchos de los episodios de su vida, ligándolos a veintidós de los elementos que constituyen la Tabla Periódica. El libro se tradujo luego al inglés usando el título The Periodic Table, mientras que la versión en español, una cuidadosa traducción nada menos que de Carmen Martín Gaite, recuperó el título original en italiano (El Sistema Periódico). Un pdf gratuito de esta versión está en la red.

A lo largo de esos veintidós capítulos, cada elemento le sirve a Levi para recrear un episodio de su vida, sus recuerdos, sus amigos, sus amores y sus desventuras. Para un químico viejo como yo hay episodios divertidos como el del hidrógeno, donde cuenta sus aventuras con un amigo, ambos de temprana edad, haciendo "experimentos" peligrosos con peligrosas consecuencias, algo que tuve el atrevimiento de hacer con similar número de calendarios. Otros son terribles, como el del hierro, en el que pormenoriza su amistad con una persona que acabó siendo ejecutada por un niño de los que los nazis extraían de los orfanatos para dedicarlos a esa macabra labor. O el del vanadio en el que describe cómo, veinte años después del fin de la guerra, identifica en el transcurso de una relación comercial por carta y como consecuencia de un mínimo detalle, a un tal Dr. Muller (un apellido tan corriente como Pérez) a cuyas órdenes había trabajado como prisionero en los últimos meses de la guerra. Y no voy a contar casi nada más, a ver si os pongo sobre ascuas y os incito a su lectura. No es un libro de Química ni de Ciencia al uso, aunque en 2006 la Royal Institution le otorgara el título de mejor libro de Ciencia, mediante una votación informal entre el público presente en un evento celebrado en el londinense Imperial College, público al que se invitó a elegir entre una lista de obras relacionadas con la Ciencia.

Pero si algún capítulo me gusta particularmente ese es el último, dedicado al carbono. El capítulo parte de una mina de carbonato cálcico, en la que un trabajador desprende un trozo del mismo para llevarlo a un horno y producir así cal (óxido de calcio) y un gas (CO2) que escapa por la chimenea. A partir de ahí, Levi sigue la pista de un átomo de carbono insertado entre dos oxígenos en la molécula de ese gas, un ejemplo más de la doble cara de la Química: "gas de la vida" por un lado y convicto "botón" con el que controlar el calentamiento global, por otro. El autor confiesa que ha dejado correr su imaginación por uno de los infinitos caminos posibles en los que ese átomo de carbono puede viajar. Respirada la molécula de CO2 por un halcón, devuelta a la atmósfera tal cual, disuelta varias veces en agua de un océano o un río y de nuevo reincorporada a esa mezcla de gases que llamamos aire, "hasta que se encontró con la prisión y la aventura orgánica". Una forma sutil de explicar la captura de la molécula en la hoja de una viña gracias al concurso de la luz solar, lo que técnicamente llamamos fotosíntesis, un proceso que despoja al carbono de nuestra molécula de CO2 de sus dos compañeros de viaje (los oxígenos) y le hace entrar a formar parte de una molécula de glucosa que acaba en el seno de uno de las uvas de un racimo maduro.

Glucosa que es oxidada en un esfuerzo realizado, persiguiendo a un animal, por la persona que se comió el racimo. Y que devuelve al carbono, de nuevo en forma de CO2, al aire y acabar otra vez, por mor de la fotosíntesis, en un cedro que, al cabo de muchos años, es atacado por una carcoma, que lo incorpora a su organismo. La carcoma forma su capullo y nuestro carbono sale en primavera en los ojos de una fea mariposa gris. El insecto fecundado, deposita sus huevos y muere...... Y la cosa sigue así en una historia casi interminable, hasta que en las últimas veinte líneas del capítulo y del libro, ese carbono acaba alojado en una célula del cerebro del propio Primo Levi tras beberse un vaso de leche. Esa célula, que atesora la capacidad de escribir, "es la célula que en este instante, surgiendo de un entramado laberíntico de síes y noes, hace a mi mano correr sobre el papel en una determinada dirección y dejarlo marcado con estas volutas que son signos: un doble disparo, hacia arriba y hacia abajo, entre dos niveles de energía, está guiando esta mano mía para que imprima sobre el papel este punto: éste."

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lunes, 5 de noviembre de 2018

Plásticos y futbolistas

Una de las cosas que no me gustan de las redes sociales es que ciertos colectivos de famosos, en virtud del número de seguidores que tienen, se aventuren a hablar de cosas que les exceden. Eso es lo que ocurrió con el comentario que el ciudadano de la foto colocó hace días en Twitter (clicando en ella podéis ver en grande la imagen y el comentario). Con una bolsa de plástico negro entre las manos, animaba a otros colegas suyos (tan afamados como él en el exquisito arte de golpear un balón) a hacer lo mismo y convertir el gesto en algo viral en las redes, en lo que pretendía ser una denuncia contra el uso abusivo de los plásticos (véase la etiqueta #PlanetaOPlastico de su mensaje). Recibió casi de inmediato un buen zasca de mi antiguo alumno y buen amigo Sufi Garmendia y esta entrada, que hemos escrito al alimón, pretende desarrollar con más detalle esa respuesta contundente de Sufi. Y que podríamos resumir diciéndole al Sr. Fàbregas (nótese mi dominio del acento catalán) que, sin los plásticos, tendría que salir al campo de fútbol en pelotas, no dispondría de balón al que pegarle patadas ni tampoco de red en la que alojar el mismo. Pero, vayamos por partes.

Las bolsas de basura pueden ser icónicas en la lucha contra la contaminación por residuos plásticos, pero no es la fuente más importante de los mismos ni de lejos, como ya se trató de poner de manifiesto en este Blog hace ya diez años. Pero vayamos a lo que nos ocupa. Si empezamos por lo que toca la piel de nuestro concienciado futbolista, cuando éste y sus colegas salen al campo, resulta que ocultan relativamente su desnudez gracias a las fibras sintéticas (plásticos), mucho más sofisticadas y por ende más confortables que la lana o el algodón usados en las camisolas de hace años. Y que les evita, por ejemplo, estar mucho más mojados que sus ancestros, porque una camiseta de algodón puede llegar a absorber hasta un 7% de su peso en agua, mientras que una de poliéster sólo lo hace en un 0,4%. Esas mismas camisetas llevan generalmente incorporados otros plásticos, como los poliuretanos que dan forma a la propaganda que les da dinerito o los que se añaden a las fibras para mejorar su capacidad aislante frente al frío.

En la edición del año 1986, el balón de la Copa del Mundo dejó de ser de cuero para pasar a ser de poliuretano y, hasta el día de hoy, la confección del balón oficial es un auténtico derroche de tecnología a la hora de elegir los materiales plásticos más adecuados. Por ejemplo, en el reciente mundial de Rusia, el balón oficial (denominado Telstar 2018) estaba compuesto en su parte externa por seis paneles de poliuretano, unidos entre sí por simple calentamiento. En la cara interna de esos paneles había una fina capa de poliamida (o nylon) en contacto, a su vez, con lo que se ha presentado como la auténtica revolución de ese balón. El globo hinchable que le da su forma, fabricado a partir de un caucho, un copolímero (conocido como EPDM) a base de etileno, propileno y un dieno y que han querido vendernos como ecológico por aquello de emplear gas etileno proveniente de caña de azúcar en su fabricación. Pero, como ya he explicado aquí, eso no resuelve qué hacer con el plástico (polietileno) resultante, que sigue teniendo las mismas dificultades como residuo plástico que el que lleva el Sr. Fàbregas en la boca.

Los guantes del portero son un componente fundamental del equipamiento de cualquier club. Tienen que amortiguar balones a velocidades que pueden llegar a 120 km/h y permitir cazarlos de forma eficaz, con todo lo que eso conlleva, por ejemplo, en ambientes húmedos. La variedad de guantes que hay en el mercado destinados a porteros aficionados y profesionales es muy extensa. Como también los materiales que en ellos se emplean y que, fundamentalmente, implican a plásticos como poliuretanos, poliésteres, poliamidas y elastómeros. La exacta composición de los elementos de un guante es celosamente guardada por los fabricantes, dada la feroz competencia existente.

Y, ¿qué me dicen del calzado?. Si elegir un guante de portero es complicado, la cosa raya ya lo imposible en el caso de las zapatillas. Botas ultraligeras para delanteros veloces, más protegidas para defensas contundentes o supertécnicas para los mediocentros que tienen que suministrar pases con precisión milimétrica. Es difícil imaginar toda la ciencia y tecnología implicada en una zapatilla de un jugador de élite como el que nos ocupa. Y que, a diferencia de las usadas en décadas pretéritas, no llevan casi nada del cuero con el que gentes como Pelé o mi amigo Carmelo Amas golpeaban balones también de cuero.

Una parte importante de una zapatilla de fútbol es la suela y sus tacos. Hasta el mundial de Brasil, ambos estaban hechos también de poliuretano y se moldeaban en una sola pieza. En algunos casos llevaban fibra de carbono como refuerzo. Pero, desde el Mundial de Brasil, casi todas las suelas se fabrican con un copolímero denominado PEBAX a base de poliamidas y poliésteres. Los tacos se siguen fabricando, por ahora y en su mayoría, con poliuretano y luego se pegan con un adhesivo (también polimérico) a la suela de PEBAX.

Y luego están los sitios donde los colegas del Sr. Fàbregas ofician o entrenan su distinguido arte. Campos con hierba artificial que, en un principio, estaban constituidos por fibras de poliamida embutidas en un suelo de poliuretano. Las poliamidas fueron luego reemplazadas como "hierba" por fibras de polietileno (el mismo que el de la bolsa negra de la foto) y de polipropileno (el mismo que muchos envases de alimentos o tapones de botellas), recubiertas de silicona (otro polímero) y embutidas en un "campo" a base de polipropileno expandido y gránulos de caucho provenientes del reciclado de neumáticos de automóviles. Y me cuenta mi amigo Domingo Merino (que de estas cosas sabe un montón) que, actualmente, la mayoría de los campos de primera división en España son a base de mezclas de hierba natural y artificial y lo mismo pasa en el reino de Su Majestad Británica. Me ha enseñado fotos de la instalación de tepes de la mezcla natural-artificial en el Bernabeu y me asegura que hay varios viveros que los preparan.

Esos estadios tiene cubiertas que protegen a los espectadores, fabricadas en sofisticados plásticos como el ETFE del que hablamos aquí hace poco. Y todo campo que se precie alberga porterías, cuyas redes vuelven a ser de fibras de polietileno o polipropileno.

Pero la inconsistencia intelectual del Sr. Fàbregas y sus colegas bolsa en boca va aún más lejos, si uno piensa en la procedencia de muchos de los equipamientos empleados en el fútbol y otros deportes de élite como el tenis, el golf (aquí no tiro para casa) o similares. Se trata de relevantes empresas que, en muchos casos, tienen factorías en países en desarrollo donde, en algunos casos todavía, se sigue empleando como mano de obra barata a niños de corta edad. Y en muchos de esos países, y en otros incluso más pobres, no es raro encontrar niños que no tiene agua saludable para beber pero llevan una camiseta como las usadas por nuestros "preocupados" futbolistas, que seguro que no han pensado donde acaban esas prendas cuando ya no están para que nadie las use.

Y, para terminar, sería bueno anotar que al Sr. Fàbregas le paga Yokohama, una compañía de neumáticos (muy difíciles de reciclar) y Nike que usa plásticos por un tubo en sus múltiples productos. El presidente de su club es uno de los mayores productores de petróleo, materia prima para la mayoría de estos materiales y para los combustibles de los potentes coches, yates y algunos casos hasta aviones que usan estos privilegiados y que nos ponen el ambiente perdido de CO2 y otros gases contaminantes. Y lo mismo pasa con otros colegas financiados por países del Golfo y empresas como Adidas o similares.

O sea que ¿qué me cuenta Sr. Fábregas...?. Su bien abultada cartera proviene de las mismas fuentes que las que dan origen a esa bolsa de plástico que se ha puesto en la boca. Si la usara para hablar menos de lo que no sabe...

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viernes, 26 de octubre de 2018

La memoria del hielo ártico

Hace muchos años y de cara a escribir la introducción de mi Tesis Doctoral (1979) tuve que informarme sobre el mundo de los cauchos, tanto los producidos por determinados árboles tropicales como los sintetizados por los humanos en el siglo XX. Un mundo, sobre todo el de los cauchos producidos por árboles, que me resultó fascinante y que, de alguna forma, resumí en esta entrada ya lejana. Para los químicos un caucho es un poliisopreno o, lo que es igual, un polímero con miles de unidades de una cosa que llamamos isopreno. Desde entonces, todo lo que tiene que ver con el isopreno me ha llamado la atención y alguna otra entrada en este Blog lo demuestra. Y esta de hoy no es sino una consecuencia más de ese interés.

Como bien cuenta estos días un apartado de la web del americano National Snow and Ice Data Center (Centro Nacional de Datos sobre Hielo y Nieve), este jueves 25 de octubre de 2018 se han cumplido cuarenta años del inicio de la misión de un aparato conocido por las siglas SMMR, alojado en el satélite Nimbus-7 y destinado a medir la extensión de hielo en zonas polares. Si revisáis un poco el enlace anterior podéis comprobar en la última de las cuatro figuras que se muestran que, desde el comienzo de esa misión y en lo que al Ártico se refiere (la Antártida es otra historia), el número de kilómetros cuadrados ocupados por hielo ha ido descendiendo de forma progresiva.

Sin embargo un período de cuarenta años, en términos del clima, no son nada y de cara a poder aventurar predicciones sobre lo que pueda ocurrir en el futuro, se necesitan series más largas de datos del pasado porque, como siempre he enseñado a mis alumnos, extrapolar puede inducir conclusiones muy arriesgadas (y más cuanto más nos alejemos de los datos fiablemente medidos). Pero tener una idea de lo que ocurrió en el pasado sobre estos asuntos no es fácil. Hasta el advenimiento de instrumentos alojados en satélites, las regiones polares eran unas perfectas desconocidas para los humanos que, como mucho, se aventuraban por esos lares y sus alrededores a pie, en barco o con medio aéreos para tener una idea de lo que allí ocurría. Y de eso tampoco hace mucho tiempo. Así que, como en otros casos ya explicados aquí (temperaturas y pH del agua de mar), ha habido que recurrir a indicadores paleoclimáticos, conocidos como proxies en terminología inglesa. Y también en este caso del hielo ártico, como en las dos entradas mencionadas, la Química tiene algo que ver con un reciente proxy, todavía no muy difundido en la literatura, que os voy a contar aquí.

Las diatomeas son un tipo de algas unicelulares que constituye uno de los grupos más importantes del fitoplancton. Pueden vivir en el mar pero también en hielo, tan es así que ciertas especies son endémicas en él. Algunas de esas diatomeas que viven en el hielo son capaces de sintetizar una serie de moléculas (biomarcadores) como consecuencia de su actividad biológica que, cuando mueren o el hielo desaparece, se depositan en forma de sedimentos en el fondo del mar. Son estables a lo largo de miles de años, de hecho son más estables que los propios esqueletos de las diatomeas, y se pueden detectar con facilidad en cantidades muy pequeñas con las modernas técnicas analíticas.

Además, y esto es fundamental, algunos de esos biomarcadores solo aparecen en sedimentos de lugares donde haya habido hielo en el pasado y no en otros que siempre han estado libres del mismo. Ese es el caso (y aquí aparece algo relacionado con el isopreno) de los llamados isoprenoides altamente ramificados (HBI en inglés), unos lípidos generados por diferentes diatomeas como las Haslea o las Rhizosolenia que viven en capas relativamente superficiales del hielo. Uno de ellos ha pasado a constituirse en una valiosa herramienta para estudiar la evolución del hielo en el pasado. Su fórmula la podéis ver en la figura que ilustra la entrada y nombrarlo es un buen ejercicio de nomenclatura química: 2,6,10,14-tetrametil-7-(3-metil-pent-4-enil) pentadecano. Pero se le conoce por su apodo, IP25, formado por la I que viene de Ice (hielo), la P de Proxy (indicador paleoclimático) y el 25 del número de carbonos que tiene el angelito. Visto de otra forma, el IP25 proviene de cinco moléculas de isopreno en lugar de las miles que constituían los cauchos de mi Tesis.

El procedimiento por el cual se sacan conclusiones sobre el hielo en el pasado es bastante fácil de explicar en plan divulgativo aunque, como todo, la cosa no es baladí. Se extraen testigos (cores) de sedimentos en el mar hasta determinadas profundidades y se establecen las fechas a las que se depositaron a diferentes alturas con las técnicas habituales de datación radiactiva. Y a cada altura del sedimento se mide de forma muy precisa la concentración de IP25 mediante lo que los químicos llamamos GC-MS. Cuanto más alta sea la concentración de ese marcador a una determinada altura en el testigo, más hielo hubo en el tiempo en el que esa capa del sedimento se formó. Desde su propuesta en 2007 [S.T. Belt y otros, Organic Geochemistry 38, 16 (2007)] este tipo de análisis se ha empleado, sobre todo, en varias zonas árticas en las que se sospecha han podido ocurrir en el pasado diferentes procesos de extensión y retracción del hielo.

Podría contaros algunos resultados interesantes que proporciona el uso de este indicador en lo relativo a cómo parece que ha evolucionado el hielo en los últimos milenios. Pero no lo voy a hacer, primero porque no soy versado en estas cosas y, en segundo lugar, porque la lectura de un importante artículo sobre el tema de uno de los grupos que ha trabajado más en la implantación de la técnica [S.T. Belt and J. Müller, Quaternary Science Reviews 79, 9 (2013)], me ha dejado la impresión de que aún hay muchos interrogantes por resolver antes de estar seguros de su fiabilidad. Aunque, todo hay que decirlo, algunos resultados parecen cuadrar bien con la evolución que hemos visto por satélite recientemente y con la alternancia de épocas más frías y más calientes en pasados milenios (como la Pequeña Edad del Hielo o el Óptimo Climático Romano) y sobre las que existen otras evidencias históricas.

Pero lo que si parece claro, tras leerme el capítulo 3, sección 3.3.8, del último informe "especial" del Panel Internacional del Cambio Climático (IPCC-SR15), es que estos ojitos de búho que se comerá la tierra más pronto que tarde, no verán un Ártico desprovisto de hielo en la temporada veraniega, algo que nos habían venido pronosticando unos cuantos desde hace treinta años, en algunos casos para fechas que ya pertenecen al pasado, extrapolando los datos que los satélites nos iban dando.

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domingo, 14 de octubre de 2018

El senador Delaney ataca de nuevo

Como pretendo poneros a la última de las cosas que atraen la atención de este vuestro Búho, os anticipo que es muy probable que, en los próximos días, aparezcan noticias relativas a la prohibición por parte de la FDA americana de una serie de siete sustancias sintéticas empleadas como aditivos alimentarios. De hecho, la Resolución de la FDA, la Agencia que regula y controla lo relativo a alimentación y medicamentos en EEUU, tiene fecha del pasado martes 9 de octubre, aunque la misma normativa establece un plazo de dos años para que las empresas que usan esos aditivos les vayan buscando alternativas. Pretendo demostrar aquí que, en la decisión de la FDA, ha resultado fundamental la vigencia de la llamada Cláusula Delaney, que toma su nombre del congresista americano John Delaney que la propuso hace ya sesenta años (1958) y sobre la que ya hablamos en detalle en una entrada sobre la sacarina. Para que no os la tengáis que leer, voy a resumir lo que allí decía y que aquí resulta relevante.

La Cláusula Delaney estableció que cualquier producto que se demostrara que produce cáncer en los humanos o, lo que suele ser mas habitual, mostrara ese carácter cancerígeno en pruebas con animales de laboratorio, debía ser prohibido para su consumo por humanos. En marzo de 1977 la FDA se vio forzada a aplicar esa Cláusula a la sacarina (un edulcorante muy querido por los americanos de la época), ya que estudios publicados desde los sesenta demostraban que la sacarina producía cáncer de vejiga en los ratones. Un par de semanas después de su entrada en vigor, más de 30.000 americanos manifestaron su oposición a la medida, escribiendo cartas a sus representantes en el Congreso. Para diciembre ya había más de un millón de cartas y manifestaciones por todo el país.

La cosa fue tan lejos en los medios políticos y periodísticos, que hubo que buscar un compromiso. El senador Ted Kennedy propuso, y consiguió, que se aprobara la ley llamada Saccharin Study and Labeling Acta, en la que se imponía una moratoria a la prohibición de la sacarina, pero se ordenaba que todos los productos que la contuvieran llevaran una etiqueta que avisara de que ese edulcorante había producido cáncer en animales. Es fácilmente comprobable que los americanos siguieron consumiendo sacarina a pesar de la etiqueta. Esa obligatoriedad en el empleo de la misma se eliminó en el año 2000, cuando se pudo comprobar, tras estudios ulteriores, que lo que era cierto para el cáncer de vejiga en ratones no se podía extrapolar a un organismo humano, algo que posteriormente ha ocurrido con otras sustancias.

La Cláusula Delaney sigue vigente hoy en día y, en virtud de ella, una serie de colectivos de diverso tipo instaron en 2016 a la FDA a prohibir los siete productos sintéticos mencionados, presentando para ello trabajos científicos según los cuales esas sustancias producían cáncer en experimentos llevados a cabo con animales. La propia Resolución de la FDA arriba mencionada, por la que se eliminan esas sustancias, es de una claridad meridiana sobre el papel de la Cláusula Delaney en su decisión: "Ya que los datos remitidos por los peticionarios demuestran que esas sustancias sintéticas han mostrado inducir cáncer en estudios con animales, la FDA no puede considerar a esas sustancias como seguras en el marco legal de la Cláusula Delaney y debe revocar la decisión de incluirlas en el listado de las que pueden emplearse como aditivos". Ello a pesar de que la propia Agencia reconoce que "los diferentes análisis científicos llevados a cabo por la FDA determinan que esas sustancias no tienen riesgo para la salud pública bajo las condiciones en las que su uso estaba establecido".

Uno podría invocar en este como en otros asuntos el famoso principio de precaución y argumentar que, si esas sustancias han provocado cáncer en animales, mejor las eliminamos de nuestra dieta. Aunque a ese argumento se le pueden contraponer otros que, para no aburrir, voy a ilustrar en el caso concreto de uno de los siete productos de síntesis que ha sido eliminado de la lista: el metil eugenol. En primer lugar, en los estudios con ratas de laboratorio que han mostrado que esa sustancia sintética produce cáncer, se atiborró a los animalitos durante dos años con dosis de metil eugenol que son entre 220.000 y 890.000 veces más altas que la exposición estimada a esa sustancia en humanos que consuman productos con ese aditivo.

Por otro lado, es pertinente recalcar los datos que la propia FDA da en la Resolución, según los cuales, la producción americana del metil eugenol sintético no llega 86 kilos/año, mientras que se evalúa en toneladas la cantidad de esa misma sustancia disponible en forma de multitud de productos vegetales que lo contienen (ver, por ejemplo, este artículo) y que los humanos consumen, entre los que se encuentra la conocida albahaca, que no falta en el huerto de cualquier cocinero serio que se precie. Pues bien, lo que la FDA suspende es el metil eugenol sintético. Pero no parece que le importe mucho que Ud se lo meta al coleto en forma de albahaca fresca o en polvo, un cóctel de muchas sustancias químicas, algunas también cancerígenas como el estragol (véase aquí una opinión mía al respecto en El Comidista). Y así, la resolución de la FDA dice literalmente que: "La eliminación de estas sustancias sintéticas de las listas de aditivos alimentarios no afecta el status legal de alimentos que contengan homólogos naturales o no sintéticos de esas sustancias, y no hay nada en los datos que la FDA ha revisado respondiendo a la presente petición que haga que la FDA se preocupe sobre la seguridad de alimentos que contengan dichos homólogos no sintéticos". Para los no muy versados en química, cuando la FDA habla de homólogos naturales o no sintéticos (en este caso del metil eugenol) se está refiriendo, exactamente y átomo a átomo, a la misma molécula de metil eugenol que un químico pueda sintetizar en el laboratorio.

La propia Agencia lo recalca en otro párrafo que pone en evidencia la inconsistencia de la decisión: "al considerar el potencial cancerígeno del metil eugenol sintético como aditivo en alimentos, también hemos considerado la exposición a metil eugenol a partir de alimentos que contienen esa sustancia en forma natural (albahaca y otras hierbas y especias), exposición que se puede valorar en unas 488 veces superior a la exposición que uno espera de aquellos alimentos en los que el metil eugenol sintético se ha empleado como aditivo". Añadiendo como coletilla que esas sustancias que contienen metil eugenol de forma natural "han sido consumidas por los humanos desde hace milenios sin daño aparente alguno".

En resumen y para que quede claro lo que se infiere con facilidad con solo leer la Resolución de la FDA, pero que no os contarán ni en los medios ni en internet al manejar la noticia. El metil eugenol entra en el organismo humano con mucha mayor profusión a partir de plantas y especias que de chuches y otras lindezas a las que se les haya añadido metil eugenol sintético. Pero como los estudios del carácter cancerígeno de esa molécula se han hecho con metil eugenol sintético puro (mas que nada por evitar el papel de las impurezas que puedan acompañar al metil eugenol obtenido a partir de plantas), la Cláusula Delaney obliga a la FDA a prohibir el uso de metil eugenol sintético y, de forma similar, de las otras seis sustancias que le acompañan al patíbulo.

Hace ya años que la Cláusula del congresista Delaney ha venido siendo cuestionada y como se dice, por ejemplo, en este artículo de 1996 "no ha servido para salvar vida alguna, es obsoleta y debe eliminarse".

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