jueves, 15 de octubre de 2020

Plásticos "Bio"

Tengo amigos y seguidores del Blog que me mandan noticias, vídeos o enlaces de webs con temáticas que intuyen que pueden servir para escribir una entrada, algo que les agradezco en el alma porque, después del tiempo que llevo escribiendo y de las temáticas abordadas, a veces se hace difícil enfrentarse a una página en blanco y escribir una más. Uno se consuela pensando que ha oído a escritores con oficio que eso es lo mas difícil de su profesión así que, en el caso de un modesto amateur como un servidor, la cosa tiene aún más mérito. La cuestión es que, en las últimas dos semanas, varios de esos amigos me han hecho llegar un artículo del New York Times titulado "Por qué biodegradable no es lo que tú piensas" y me veo un poco forzado a comentarlo, aunque los habituales ya habéis leído bastante sobre el tema.

El artículo está escrito por John Schwartz, un conocido periodista que ha pasado por varios medios importantes de EEUU y que, en los últimos tiempos, está especializado en cuestiones medioambientales y, particularmente, en el asunto del cambio climático, alineado con la llamemos ortodoxia sobre el tema (lo digo para poner sus opiniones en contexto). La tesis del artículo es que elegir productos cuyo envasado lleva reclamos publicitarios del tipo biodegradable o compostable puede que haga que el consumidor se sienta reconfortado por elegirlos como alternativa a los envases de plástico convencional. Pero habría que avisar al citado consumidor que no debe engañarse. La letra pequeña de esos envases "verdes" puede esconder que solo se degradan bajo especiales condiciones o que pueden llegar a complicar el reciclado de los plásticos convencionales, hoy por hoy mucho más abundantes. Y para ilustrar esa tesis, el artículo cuenta algunos ejemplos de envases hechos de materiales que se están publicitando como biodegradables. Dos de los cuales ya han pasado más de una vez por este Blog. Podéis ver mis opiniones sobre ellos aquí y aquí que, básicamente, están de acuerdo con el tono general del artículo de Schwartz. Pero para no volver a hablar sobre el tema (salvo mutaciones importantes) voy a dejar clara mi actual postura sobre el mismo en unos cuantos epígrafes.

La exigua producción global anual de los llamados Bioplásticos se resume bien en la gráfica que ilustra la portada (y que podéis ampliar clicando en ella), figura que recoge los datos del último año (2019). Colgada en la página de la asociación europea de Bioplásticos, nos dice que la producción fue un poco superior a 2 millones de toneladas, de los que solo el 55% son verdaderamente plássticos biodegradables, entendiendo por tales los que bajo la acción de microorganismos, se descomponen totalmente produciendo anhídrido carbónico (CO2) y agua. El 45% restante en esa gráfica llevan el prefijo bio por estar obtenidos de fuentes renovables (biomasa). Pero una vez obtenidos son tan poco biodegradables como sus homónimos obtenidos del petróleo. Sobre esto también hablamos en el caso concreto del denominado bio polietileno. Lo de exigua producción con lo que empiezo el párrafo resulta de comparar esos 2 millones de toneladas de bioplásticos de uno y otro tipo con la producción global de polímeros en el mundo (mas de 360 millones de toneladas anuales).

De esa parca cifra de polímeros biodegradables solo son compostables los que cumplan además otra serie de especificaciones adicionales. Y así, la norma europea EN 13432 establece que para ser denominado compostable, el material debe biodegradarse en al menos un 90%, en condiciones estandarizadas de temperatura (preferiblemente a 58ºC) y en un tiempo no superior a seis meses. Ese sería un material que podría llevar las etiquetas de biodegradable y compostable y, por tanto, utilizable, por ejemplo, como bolsa de basura orgánica para que vaya directamente a los procesos de compostaje de las plantas de tratamiento de residuos. Evidentemente, un material puede ser intrínsecamente biodegradable pero no cumplir esas condiciones de tiempos, temperaturas, etc., lo que le pone trabas como compostable. Así que resumiendo, todos los compostables deben ser biodegradables, pero ser biodegradable no asegura ser compostable.

En tercer lugar, los biodegradables y/o compostables se están "vendiendo" como soluciones al problema de los plásticos en el mar. En la propia revista de la ya mencionada asociación europea de Bioplásticos se ha reconocido no hace mucho que los estándares definidos para establecer si un plástico es biodegradable o compostable se refieren exclusivamente a cuando se sitúan sobre el suelo de la corteza terrestre, no en el agua de mar, donde las condiciones de temperatura, luz, pH, salinidad, etc. son muy diferentes .

Y cuarto y fin, si esos polímeros biodegradables se introducen en las lineas de reciclado mecánico que tratan los polímeros más convencionales, pueden dar lugar a problemas adicionales a los que ya vimos en la entrada anterior. Por ahora son poco notorios pero irían a mas si se incrementara su producción, lo que implicaría tener que realizar una separación selectiva de los mismos.

En resumen, este es otro ejemplo en el que se demuestra que algunas de las alternativas "verdes" que se nos han ofrecido en los últimos decenios no son tales. Por muy verdes que parezcan sobre el papel, todo se puede volver en su contra cuando se comprueban las consecuencias de su uso en condiciones reales. El problema es que lleva tiempo reconocerlo y, mientras tanto y por lo general, se emplea dinero público en subvencionarlas. No tenéis mas que recordar el caso de los biocombustibles...

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lunes, 28 de septiembre de 2020

Plásticos "circulares"

Todos estaréis acostumbrados a ver en los medios de comunicación el término Economía Circular como una de las grandes herramientas para afrontar una serie de retos medioambientales que tenemos enfrente. El término se usa en clara contraposición al de Economía Lineal, que emplea materias primas para fabricar productos que se venden a los consumidores y que estos, tras su uso, desechan como basura. Por su simplicidad no es raro que haya sido adoptado con rapidez por políticos e Instituciones. Pero, como ha explicado varias veces mi amigo, condiscípulo y destacado miembro de la Cosecha del 74 de la Facultad de Químicas de Zaragoza, Antonio Valero, Director del CIRCE zaragozano, la Economía Circular es un concepto ilusorio, un mito, ya que la Segunda Ley de la Termodinámica nos indica la irreversibilidad de los procesos reales. Cualquier material, en su uso, se degrada espontáneamente y revertirlo a su condición original cuesta más energía que la que se disipó en esa degradación. Aún y así, el Profesor Valero entiende que hablar a la ciudadanía de Economía Circular es necesario como forma de denunciar los problemas de la Economía lineal. Algo en lo que no estoy del todo de acuerdo con mi amigo, pero eso es otro tema.

A la hora de aplicar el concepto de Economía Circular a los plásticos, reciclarlos es la primera alternativa que todo el mundo parece tener clara. De nuevo, en términos muy simplistas, imaginamos un proceso en el que los residuos plásticos pueden recogerse, fundirse en máquinas adecuadas y moldear con ellos nuevos objetos en plástico. Este tipo de reciclado, conocido como Reciclado Mecánico, tiene en realidad poco recorrido como circular. Incluso en el caso del material que se suele poner como ejemplo para explicarlo: el PET o polietilen tereftalato, el material con el que se fabrican la inmensa mayoría de las botellas de agua y otras bebidas. En su versión más avanzada, en sitios como Suecia, se recogen las botellas de agua en un contenedor exclusivo para ellas y se envían a las empresas que las reciclan, sin consumir tanta energía como la necesaria para separar selectivamente, limpiar y secar los diferentes plásticos que van a nuestro contenedor amarillo. Pero aún en ese caso tan particular del PET, su reciclado mecánico está lejos del concepto de Economía Circular. Como bien demostraba un artículo publicado hace 25 años por colegas de mi Departamento, entre los que se encontraba el llorado Iñaki Eguiazábal, mi primer estudiante de Doctorado y luego Catedrático de Ciencia de Materiales de la UPV/EHU [Macromol. Sci, Part B 34, 171-176 (1995)], el PET va perdiendo propiedades muy importantes para su uso en botellería cuando se le somete a unos pocos reprocesados. Mas allá de cinco reprocesados (o reciclados) el PET no vale prácticamente para nada. Y en los cuatro anteriores tampoco puede usarse para fabricar botellas con los requerimientos que piden muchos envasadores de agua, por lo que se usa, como poliéster que es, para fabricar cosas como alfombras o bolsas de todo tipo. Si os fijais en los objetivos de muchos empresas que envasan sus productos en botellas de PET, actualmente están fijándose objetivos de emplear en ellas un cierto porcentaje de PET reciclado, no el 100%.

Es por eso que, en ejemplos como el que acabamos de relatar, Antonio Valero aboga por sustituir el concepto de Economía Circular por Economía Espiral, al tener en cuenta que los ciclos no se cierran infinitamente como debería ocurrir en una Economía Circular pura y lo que es interesante es conocer cuantos ciclos son posibles en cada material para estimular, en lo posible, la mejora de los procesos para extender ese número. Pero, al final, siempre quedará un residuo inservible y la mejor solución (a mi entender y en el caso de los plásticos) para eliminarlo son las incineradoras modernas que recuperan en forma de energía térmica o eléctrica la eliminación de esos materiales. La pega del asunto es la génesis inevitable de dióxido de carbono (CO2), algo que puede mejorarse pero, en cualquier caso, el CO2 que proviene de la gestión de residuos es un componente menor en el cómputo global de las emisiones de ese gas, frente a grandes emisores como el transporte, la industria, la calefacción,.... En España, la gestión de residuos supone en cuanto a emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) entre un 3-4% del total. De ahí un 80% son emisiones de CO2 (el resto es metano y otros), en las que se incluyen el CO2 generado en los vertederos, en la incineración de residuos de origen fósil (ahí irían los plásticos), el tratamiento de aguas residuales, etc.

En el caso del PET de botellas, hay otra forma de reciclarlo mediante el llamado Reciclado Químico. Básicamente la idea es volver hacia atrás la reacción que produjo ese plástico y obtener las sustancias de partida que lo generaron. Esa operación se puede hacer mediante enzimas o mediante procesos químicos conocidos como hidrólisis o metanolisis (no iremos más lejos con este lío que luego me increpais). En otros polímeros, como el poliestireno del Poliespán o el polietileno de las bolsas de basura y muchos envases de detergente, la alternativa para reciclar químicamente es aplicar calor. Cuando esos materiales que acabo de mencionar se someten a altas temperaturas en un proceso llamado Pirólisis, se puede obtener estireno, un líquido a partir del cual volver a sintetizar el poliestireno o, en el caso del polietileno, unas mezclas de hidrocarburos (naftas), similares a las obtenidas en las destilaciones fraccionadas del petróleo o la hulla y que, adecuadamente tratadas en plantas petroquímicas, generan, entre otros, el gas etileno, a partir del cual puede obtenerse de nuevo el plástico polietileno. En estos casos que acabamos de mencionar en este párrafo, el ciclo parece cerrarse de manera más eficiente, pero no es oro todo lo que reluce. En el caso del PET porque purificar las sustancias de partida tras cargarnos el polímero no es una cuestión baladí y en el caso de la pirólisis del poliestireno o del polietileno porque no produce, exclusiva y respectivamente, estireno y etileno, sino otras muchas sustancias químicas algunas de las cuales pueden ser casi inservibles o incluso indeseables. Y además, en la mayoría de los estudios realizados sobre el Reciclado Químico muestran que, para ser viable, las compañías tendrían que construir plantas de gran tamaño mediante grandes inversiones y necesitarían grandes cantidades de residuos plásticos, lo que plantea problemas de logística dependiendo de donde esté situada la planta.

Todos estos inconvenientes no son nuevos. La pirólisis de residuos plásticos es un asunto que reaparece cual Guadiana desde hace tiempo. Hace casi treinta años, este vuestro Búho escuchó en Hamburgo una charla del Prof. Walter Kaminsky, de la Universidad de esa ciudad alemana, seguida de una visita a una localidad próxima en el que se había instalado una planta experimental que podía tratar unos pocos miles de toneladas anuales de basura plástica, obteniendo una mezcla de gases y líquidos utilizables en plantas petroquímicas. Un poco más tarde Kamisnky plasmó esas ideas en varios artículos, entre otros en este. Pero ya entonces nos avisó de que si el petróleo cotizaba por debajo de 120$/barril (y hablamos de valores de hace treinta años!!), el proceso era económicamente inviable. Hoy, con el crudo por los suelos, la idea persiste. A no ser que gravemos el petróleo con unas tasas que permitan equiparar costes.

Aún y así, grandes productores de polímeros parecen apuntarse a la actual ola del Reciclado Químico. Esta pasada semana, sin ir más lejos, he podido asistir on line a un Seminario al respecto, en el que, para mi, lo más interesante han sido las contribuciones de técnicos de empresas tan importantes como REPSOL, BASF o SABIC. Mi impresión general es que algo se está moviendo una vez más, pero despacio. Y que el mayor mérito de este tipo de reciclado parece estar en la menor huella de carbono que dejan con respecto al uso de materias primas derivadas del petróleo. Pero como en el asunto de los polímeros biodegradables, que sigo desde hace casi cuarenta años y pocos avances he contemplado, aquí, visto lo que voy viendo, me pasa algo parecido y acumulo un razonable escepticismo. De nuevo, lo que me fastidia, es que me voy a morir antes de poder comprobar si estoy en lo cierto.

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lunes, 21 de septiembre de 2020

Pañales y polímeros

Dice mi hermana que, dada nuestra genética, es posible que los Iruines lleguemos a muy mayores lo que supone, entre otras cosas, que tengo muchos boletos para ser un usuario de pañales, si una muerte súbita no lo remedia. No es un futuro prometedor, pero es lo que hay. Para que os vayáis concienciando del problema, que ya se sabe que a cada cerdo le llega su San Martín, os voy a contar la escatológica historia del desarrollo de estos utensilios, uno de esos ejemplos en los que el ingenio humano ha sido capaz de desarrollar, en un corto espacio de tiempo, algo que ha resultado fundamental en nuestra actual vida cotidiana. Al principio, durante la segunda mitad del siglo XX, consiguiendo una sustancial mejora en la vida de los jóvenes progenitores para, más tarde, resultar una pieza clave en el cuidado de los ancianos, un colectivo que cada día se engrosa más.

El desarrollo de los pañales está bien documentado en multitud de artículos, blogs y vídeos, y podríamos iniciar su historia a finales del siglo XIX, cuando se inventó el imperdible (o safe pin para los ingleses), que permitió sujetar con cierta prestancia trozos adecuados de tela alrededor de los bajos de los niños. Pero ese adelanto no obviaba el tener que lavar esos pañales ni tampoco aseguraba que no se produjeran pérdidas de fluidos que mancharan otros elementos de las cunas infantiles. En muchos sitios de internet, la primera mutación de los pañales parece arrancar con una joven madre cabreada de nombre Marion O'Brien Donovan que, harta de cambiar pañales a su primogénita y de lavarlos junto con sábanas, mantas y otros utensilios, decidió elaborar una especie de braguita con una cortina de baño de la época, fabricadas entonces con un plástico llamado poliamida (nylon), muy usado tras la Segunda Guerra Mundial ya que se había empleado en la confección de paracaídas y había excedentes.

El invento no suponía más que solucionar (en parte) el asunto de las pérdidas, pero no el de cambiar y lavar el paño de tela que la braguita sujetaba. Tras ese primer invento, la Sra. Donovan dió un paso más en el diseño de pañales de dos componentes, sustituyendo la tela por un material desechable a base de papel de celulosa más o menos grueso que retenía los líquidos hasta cierto punto y se podía cambiar una vez empapado, tirandolo a la basura. La historia de Marion Donovan está muy bien contada en el blog Mujeres con Ciencia que tantas veces os he recomendado. Pero Marion Donovan no fué la única que anduvo buscando soluciones para el problema de las deposiciones infantiles. Paralelamente, hubo otros intentos en Europa y Norteamérica, como es el caso de una joven madre británica, Valerie Hunter Gordon, quien, en 1947, diseñó un pañal a base de papel, algodón y un pantalón impermeable. Mi suegra, otra madre joven a finales de los cincuenta, todavía se acuerda de pasar la frontera y acercarse a Hendaya para comprar una variante francesa, La Bambinette, un anuncio de la cual se ve en la foto que ilustra la entrada. Esta fase de inventos acabó con la introducción por Procter & Gamble, en 1961, de los llamados Pampers en los que en lugar de papel se usaban, como material absorbente, unas gasas de celulosa. Pero la capacidad de absorción de líquidos era muy límitada en todos los pañales que venimos mencionando. Paralelamente al cambio de materiales absorbentes, en esa fase también se introdujeros algunos otros polímeros en el diseño de pañales, generalmente como componentes de la braguita externa, así como de los cierres de la misma (donde se hizo popular nuestro conocido Velcro).

Pero cuando los polímeros irrumpieron de verdad en el mundo de los pañales fue cuando dos patentes presentadas en 1966 por Carlyle Harmon (de Johnson & Johnson) y Gene Harper (de Dow) describieron lo que hoy en día se conoce como polímeros superabsorbentes (SAPs), materiales que, en algunos casos, son capaces de retener agua hasta mil veces su propio peso, aunque los usados en pañales andan entre 30-50 veces. Constituidos, generalmente, por un polímero denominado poliacrilato de sodio pero con mucha "música" más que se guardan celosamente los fabricantes, el truco consiste en encerrar ese material en una cubierta de material celulósico, habilitando así un "sumidero" para el agua de la orina y la contenida en las heces, transformando con ello el polímero en un gel que retiene el agua y evita su salida al exterior. Poniendo además dos capas de polietileno o polipropileno (una hacia el exterior y otra hacia la piel) tenemos los pañales actuales, que se venden como rosquillas, dadas las necesidades de la práctica totalidad de los recién nacidos y de muchas (cada vez más) personas de edad. Por solo dar algún dato en este caso y en el país con mayor proporción de ancianos, Japón, el mercado de los pañales para adultos superó al de pañales para niños en 2011 y en el momento actual supone una cifra de negocio de más de dos mil millones de dólares anuales, un 20% del mercado global de pañales para adultos.

A nadie se le escapa que esa progresiva implantación de los pañales en los ámbitos que acabamos de mencionar tiene la contrapartida de que, globalmente, entre 20 y 25 millones de toneladas de pañales desechables son quemados o depositados en vertederos cada año. Aproximadamente, el 80% de ellos está constituido por agua, lo cual no es una buena noticia para las dos posibles formas de deshacerse de tan molesto residuo. En el caso de los vertederos (cada vez peor vistos y progresivamente eliminados) porque ese agua puede dar lugar a lixiviados poco recomendables en combinación con las heces también contenidas en los pañales. En el caso de las incineradoras, porque ese aporte de agua hace que el rendimiento calorífico de esas ingentes cantidades de pañales desechables los hagan poco deseables como combustible de las nuevas instalaciones, cuyo objetivo es generar energía a base de la quema de desechos.

Así que hay mucha gente pensando en cómo resolver el problema. Además de procurar usar cada vez menores cantidades del polímero superabsorbente, empleando variantes del mismo con mayores capacidades de absorción, de usar cubiertas internas y externas más delgadas y cantidades menores de celulosa (dentro de lo posible) en la parte central de nuestro pañal, el Ministerio japonés de Infraestructuras ha urgido recientemente a las empresas niponas a buscar métodos para eliminar el agua y las heces de la forma más eficiente posible e incorporarlas a los flujos de aguas residuales, como fase previa para poder recuperar el polietileno, el poliacrilato sódico y la celulosa, tratando de buscar asi "segundas vidas" para esos materiales o, si no fuera posible, incinerarlos con mayores rendimientos energéticos. También en Euskadi hay proyectos que se han centrado en esa idea, como el llamado Proceso Birzifar de la empresa de Ordizia Birzitek Waste Engineering.

Claro que siempre hay una solución radical. Dejar de usar pañales desechables. Basta darse una vuelta por internet para ver cómo han proliferado los grupos que abogan por volver a los pañales de tela y abandonar esas auténticas piezas de tecnología que son los pañales modernos a base de SAPs. La mayor parte de las páginas que he leído con ese sesgo son de madres jóvenes que ya lo aplican con sus niños. Hay, incluso,un mercado emergente sobre estos "nuevos" pañales de tela. Sobre los pañales para viejos se escribe poco. Pero tengo en mi entorno próximo personal sanitario, de cierta edad, que no quisieran volver a la situación de atender viejos provistos con pañales del siglo pasado. Y, por lo que me puede tocar, yo tampoco.

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martes, 25 de agosto de 2020

Viejas y nuevas espumas de café

No se puede decir que sea un adicto al café. Mi dosis se limita a uno (largo) por la mañana y otro (más corto) tras la comida. Pero soy un seguidor contumaz de todo lo que tenga que ver con la Química del café y de ello hay constancia en una serie de entradas que podéis obtener con solo escribir en el buscador de arriba a la izquierda la palabra café (importante el acento). En una taza de ese brebaje hay cientos, rondando los miles, de moléculas químicas distintas, provenientes tanto del grano original desarrollado en muchas plantas de café (o cafetos) como de los procesos relacionados con su consumo. Sobre todo del proceso de tostado a altas temperaturas (por encima de 200ºC) en el que, merced a una serie de complejas reacciones químicas, entre las que se encuentran las varias veces mencionadas reacciones de Maillard, se generan un gran número de las sustancias que acaban en una taza de café. Algunas, como la acrilamida, no son precisamente angelitos de la Virgen.

En la más antigua de las entradas sobre la Química del café en este Blog, se hacía referencia a un artículo publicado en Scientific American en 2002 y firmado por Ernesto Illy, Director General hasta su fallecimiento en 2008 de Illycaffé, una empresa muy conocida en el mundo cafetero, radicada en Trieste y fundada por su padre en 1933. Don Ernesto, como todo el mundo le conocía, era Doctor en Química y había completado sus estudios con temas de Biología Molecular.

Por una serie de razones que quedarán claras al final de la entrada, me he tenido que leer otro interesante artículo de Don Ernesto. Este, publicado en la revista Food Biophysics en 2011, es un artículo póstumo de nuestro autor que, como digo, falleció en 2008. El artículo en cuestión tiene que ver con la formación de la llamada crema de un espresso a la italiana, esa espuma que se forma cuando un buen barista prepara un café en una adecuada máquina. Con independencia de los muchos bulos que corren sobre la correcta preparación del mismo y de las disputas entre los negacionistas del papel de la crema en un buen espresso y de los que le conceden todo tipo de inherentes cualidades, nuestro Don Ernesto y Luciano Navarini (otro conocido experto de la Ciencia del Café) dedican su artículo a explicar la Química y la Física de la formación de una correcta crema o espuma de café.

Como ya explicábamos hace tiempo, la formación de una espuma en un líquido es el resultado de introducir un gas en ese líquido y conseguir que las burbujas derivadas del gas introducido se estabilicen al menos por algún tiempo. Y para conseguirlo necesitamos el concurso de una tercera sustancia, el surfactante o emulsificante, una molécula con capacidad para colocarse en la frontera entre el líquido y el gas, estabilizando así cada una de las burbujas de gas que hemos introducido en el líquido. Poca gente sabe, y el artículo mencionado lo cuenta muy bien, que el gas que da lugar a la crema del espresso proviene del anhídrido carbónico, o CO2, formado durante el tostado del café y atrapado en el interior de cada uno de los granos que vamos a moler para preparar un café de máquina. En esa molienda previa, una parte importante del CO2 atrapado se pierde, pero si el lapso de tiempo entre la molienda y la preparación del brebaje se minimiza, aún queda CO2 suficiente para que, a las temperaturas a las que hace pasar agua por el café molido, ese gas se incorpore al espresso y forme burbujas.

Para formar y estabilizar a estas, en lo que llamamos crema, necesitamos el concurso de un surfactante o emulsificante. Parece que, en la formación de la espuma, ese papel lo juegan las proteínas contenidas en el café que, aunque desaparecen en parte debido a las reacciones de Maillard que ocurren en el tostado, aún quedan en porcentajes en torno al 8% en el ulterior café tostado. La estabilidad en el tiempo de esas burbujas parece estar ligada a la existencia de polisacáridos de alto peso molecular como el galactomanano o el arabinogalactano. Proteínas y polisacáridos de este tipo pueden formar complejos con compuestos fenólicos que aparecen durante el tostado y que también juegan su papel en la estabilización de la espuma.

Hace unos días (y aquí viene el porqué de leerme el artículo de la crema), mis amigos del Restaurante Arzak me pidieron opinión sobre la Ciencia detrás de la preparación de una espuma con café que se estaba volviendo viral en internet desde el comienzo de la pandemia. La mejor manera para tener información sobre el asunto es poner Dalgona coffee en Google, lo que te devuelve más de siete millones de páginas relacionadas. El nombre Dalgona viene de una golosina coreana con similar sabor y color que la espuma de la que vamos a hablar ahora. La cosa no es nueva y similares preparaciones como el frappé de café griego o el café batido de los indios tienen décadas de historia.

La preparación es sencilla y basta con batir café instantáneo, agua y azúcar. En este caso, la espuma se forma gracias al aire que introducimos en la mezcla con ayuda de un agitador mecánico y no al CO2 que queda en los granos de café tostado y posteriormente molido del espresso. Pero también aquí, para que la espuma sea estable, necesitamos que las burbujas de aire no colapsen. Igual que ocurre en el espresso, la presencia de proteínas, polisacáridos y otros compuestos es la que asegura la formación y estabilidad de las burbujas constituyentes de la espuma.

Parece, según lo que he visto, que la razón por la que no se puede espumar un café preparado en máquina o mediante filtrado tipo Melitta radica en que ese café contiene una cantidad importante de lípidos, algunos de los cuales, como los ácidos grasos, desestabilizan la superficie de las burbujas al competir en ella con las proteínas emulsificantes, haciendo que sea difícil crear la espuma. Eso también lo cuentan con detalle Illy y Navarini en su artículo sobre la crema del espresso. Y en el contenido en esos lípidos parece estar también la razón por la que no todos los cafés instantáneos sean iguales a la hora preparar el Dalgona. Cuando los industriales preparan un café instantáneo tienen dos posibilidades. Partiendo del café en su forma de disolución acuosa (el café normal) hay que quitar el agua para obtener el polvo que llamamos café instantáneo. Para ese secado hay dos alternativas: el secado por pulverización de la disolución en una cámara a alta temperatura o el secado por liofilización en el que, con la ayuda de bajas temperaturas y vacío,  el agua congela y luego sublima. Este segundo procedimiento es más caro pero tiene la característica de eliminar menos volátiles del originario café (lo que intrínsecamente es bueno) pero elimina también menos lípidos, polisacáridos y compuestos fenólicos (algo malo para la confección del Dalgona ya que el espumado en su presencia es más complicado). Así que el café instantáneo más baratito es el que mejor va para el truco.

Se pueden preparar esas espumas sin azúcar pero colapsan mas rápidamente. Ello es debido a que la adición de azúcar produce dos efectos: por un lado aumenta la viscosidad de la mezcla a espumar, lo que retarda el proceso de colapso y, por otro lado, porque minúsculos granos de azúcar se colocan entre burbuja y burbuja de aire y retienen la estructura.

Me dicen los de Arzak que ellos han probado con diferentes concentraciones de café instantáneo y azúcar en agua. Y que, desde un punto de vista organoléptico, hay grandes diferencias. Aunque una mayor cantidad de café hace que haya más proteínas y otros surfactantes en el medio, lo que facilitaría el espumado, el resultado puede saber a rayos.

Estoy seguro de que ellos ya están cerca de la fórmula ideal para ofrecer algo espectacular. Pero no puedo dar más detalles porque eso entra dentro del secreto de sumario.

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jueves, 13 de agosto de 2020

Microfibras en el mar

Cuando en una entrada del pasado verano iniciaba aquí una serie de tres entradas sobre el problema de los microplásticos en el mar, os hablaba de una producción anual (a nivel global) de 400 millones de toneladas de materiales plásticos, pero advertía que a esa cifra había que sumarle unas 70 millones de toneladas más, provenientes del mercado de las fibras sintéticas conocidas como fibras de poliéster y poliamida, que también son plásticos en su sentido literal pero que, por una serie de razones, se suelen contabilizar aparte, junto con otras fibras de origen natural como el algodón, las fibras de celulosa modificadas, la lana, la seda, etc. En una entrada posterior, a la hora de explicar el origen de todos los microplásticos que acaban en el mar, mencioné de pasada que había una creciente sensación en la literatura científica de que las fibras constituían una parte muy importante de los microplásticos encontrados en el mar, en los seres vivos, en los suelos, etc. Y que había que estar pendiente de nuevos datos para sacar adecuadas conclusiones al respecto. Esta entrada es una puesta al día sobre la presencia de microfibras, tanto sintéticas como naturales, en el mar.

La gráfica que ilustra esta entrada (y que se amplia clicando en ella) es un poco antigua (2015), pero muy ilustrativa para lo que os quiero contar hoy. En el eje vertical de la izda se representan, desde 1960, los millones de toneladas de fibras producidas a nivel mundial, como suma de los cuatro tipos más importantes: fibras sintéticas de poliamida y poliéster (denominadas Man made, non-cellullosic en el gráfico, área verde), algodón (cotton, en azul), celulosas modificadas  como el rayón o la viscosa (Man made cellullosic, en morado) y lana (wool, en rojo). Puede observarse que mientras que los tres últimos tipos de fibras no han crecido mucho desde 1960 (el algodón algo más), el dato final de 2015 muestra que la lana, el rayón y la viscosa juntos andaban por 6 millones de toneladas anuales, mientras el algodón estaba cerca de los 25 millones de toneladas y las fibras sintéticas alcanzaban los 60 millones  de toneladas anuales y creciendo rápidamente.

Dado que, repito, lo que todo el mundo entiende por plásticos andan ya en los 400 millones de toneladas anuales, parece lógico pensar que los microplásticos encontrados en el mar  y los otros ámbitos arriba mencionados (incluidas las anchoas), tendrían que ser, sobre todo, de esos plásticos comerciales provenientes de recipientes de todo tipo,  de filmes y de la multitud de objetos que fabricamos en plástico. Pero, como decía arriba, la literatura reciente está acumulando artículos en los que se muestra que las micropartículas antropogénicas más habituales en casi todos los ámbitos investigados son precisamente las fibras (lo que también pasaba en las anchoas, en la entrada mencionada arriba), lo que no deja de ser sorprendente.

El asunto de las microfibras en el mar está muy bien revisado y explicado en un reciente artículo publicado en junio de este año en la revista Science Advances [DOI: 10.1126/sciadv.aay8493] por un grupo de investigadores australianos, sudafricanos e italianos. Sobre la base de casi 1000 muestras de agua de mar superficial, recogidas en más de 600 localizaciones situadas en cuencas oceánicas que cubren zonas del Mediterráneo, el Índico, el Atlántico Norte y Sur y diversas zonas del Océano Austral, llegan a unos resultados que me han parecido lo suficientemente relevantes (y, como digo, sorprendentes) que os voy a relatar.

De acuerdo con sus datos y tras el adecuado análisis de las muestras por Microespectrometría Infrarroja de Transformada de Fourier, la mayoría de las microfibras que ellos han encontrado en la superficie del mar no son precisamente fibras sintéticas como los poliésteres y las poliamidas, a día de hoy las que más se fabrican y que podrían conceptuarse claramente como microplásticos. Por el contrario, las fibras de origen celulósico suponían casi el 80% de todas las fibras recogidas, tanto en sus versiones naturales (algodón, lino, yute,..), como en las químicamente modificadas (rayón y viscosa), aunque casi la mitad de ellas eran de algodón. Un 12% de las fibras recogidas eran de origen animal (lana, seda) y solo el 8% restante eran de origen puramente sintético (poliésteres y poliamidas).

En un intento de buscar una explicación a ese resultado, los autores especulan sobre posibles diversas causas, como la mayor biodegradabilidad de las microfibras sintéticas, algo poco plausible, el hecho de que quizás en los lavados y diversos usos de prendas y materiales con esas fibras sean las de origen celulósico las que más fibras suelten (cosa que habría que verificar). Pero la que más me ha convencido, y no había pensado nunca en ella al considerar la contaminación por fibras en el medio ambiente, es que los humanos llevamos siglos usando materiales a base de algodón, lana, seda y similares. Y solo desde hace menos de un siglo empezamos a vestirnos con fibras sintéticas. Así que la acumulación de fibras naturales en el medio ambiente pudiera ser el producto de ese prolongado uso y, si no hemos reparado en el problema hasta ahora, es porque no teníamos con qué verlas, caracterizarlas y cuantificarlas adecuadamente. Es algo parecido a la contaminación de mercurio en la Tierra que solo hace pocos años hemos analizado en detalle, cuando ya los romanos (y otros pueblos aún antes) usaban mineral y derivados de mercurio para diversos usos de su vida normal. Una de mis más antiguas entradas (un poco larga, cierto, pero de las más visitadas) lo contaba al final.

Eso lleva a los autores a manifestar otro punto de vista igualmente interesante. Las cifras de los llamados genéricamente microplásticos presentes en el mar (ya sea en superficie o en el fondo), en el aire de las grandes ciudades, en lugares recónditos como el Ártico o montañas poco accesibles, están hinchadas por la inclusión en ese término de todo de tipo de fibras recogidas en los rastreos y en los que, como se ve, las fibras naturales de algodón o de lana aportan un componente importante. Todo ello dicho con las adecuadas prevenciones, lo que lleva a los autores, como suele ser habitual, a pedir que se investigue mucho mas en el tema.

Así que si ya teníamos problemas en ver dónde está todo el plástico corriente que se vierte a los océanos (algo que ya tratamos en la entrada antes mencionada) tendremos que seguir comprobando si estos datos recientes sobre la prevalencia de las fibras en el mar se siguen confirmando y, en su caso, buscar razones convincentes para esa masiva presencia o dar por hecho que el uso histórico de las fibras naturales es, en el fondo, el causante de lo que estamos viendo.

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