miércoles, 21 de agosto de 2013

El helio anda escaso

El helio es el elemento químico que encabeza la lista de los llamados gases nobles, sustancias químicas tenidas por muy estables o poco reactivas, aunque no es oro todo lo que reluce al respecto. Casi todo el mundo ha oído hablar del helio, aunque sólo sea como "materia prima" para llenar, en ferias y festejos, esos globos que tiende a escaparse hacia el cielo infinito para sorpresa de niños y ancianos. También como gas que puede usarse en ese experimento del que ya hablamos aquí hace algún tiempo, y que consiste en inhalarlo para que a uno se le quede una voz parecida a la del pato Donald (aunque mejor no probar mucho que, de cuando en cuando, alguien casca durante la gracieta).

Pero bajo esa apariencia recreacional, el helio esconde múltiples aplicaciones de carácter más o menos estratégico. Por ejemplo, en 1925, los Estados Unidos pusieron en marcha una Reserva Nacional de Helio, en Amarillo, Tejas, para asegurarse el tenerlo a mano para cosas como los dirigibles (entonces de interés militar) pero que han seguido conservando para su empleo en los cohetes de propulsión de los ingenios espaciales y para cierta industria electrónica necesaria para el ejército americano.

En otros ámbitos que también pueden considerarse estratégicos y desde los años ochenta, el helio es fundamental para que funcionen los equipos de 
Resonancia Magnética Nuclear (RMN) en sus dos versiones: la que usan los médicos para "desnudarnos" hasta la más estricta intimidad o la que usamos los químicos, una potente herramienta para determinar la estructura de las sustancias químicas, incluso de extremada complejidad y que están siendo cotidianamente generadas en laboratorios de síntesis orgánica, inorgánica o bioquímica. En esa aplicación se necesita helio líquido, una fruslería que está a la friolera de -269 ºC, con todo lo que ello supone. De una y otra versión de Resonancia Magnética se han instalado en el mundo unas 22.000 unidades, que requieren un suministro continuo de helio, so pena de que todo se vaya al guano.

También los químicos, en los aparatos que llamamos cromatógrafos de gases, pasamos un flujo continuo de helio a través del equipo, para arrastrar así las mezclas gaseosas que pretendemos analizar gracias a los equipos mencionados. Hay, en otros ámbitos, usos también muy importantes, como en la industria de los semiconductores, en las estrategias de detectores ultrasensibles de fugas de gases, en el ámbito de la preparación de los botellas de buceo para prevenir determinados accidentes y un largo etcétera.

El helio, que es el segundo elemento más abundante en el universo, es muy raro en la atmósfera de la tierra y se obtiene generalmente del gas natural en el que, en promedio, se encuentra en un 7%, proveniente de ciertos fenómenos de descomposición de algunos elementos radiactivos. Así que son las compañías que producen gas natural, ya sea en Qatar, Argelia, Estados Unidos o Rusia, las que como "subproducto" obtienen el helio. Pero entre que la demanda de helio ha subido y la de gas ha bajado, la cosa se ha puesto fea, los precios se han disparado y algún colega americano se ha quedado con su RMN recién salidita del horno hecha unos zorros, por falta de suministro del fundamental helio.

Dicen algunos que esto se arregla enseguida, gracias a la creciente producción de gas natural proveniente de los pozos de fracking que andan explotando por ahora los yankees y que, en breve plazo, hará algún otro país. Otros no se fían un pelo de esas previsiones y empiezan a pensar en recuperar el helio usado mediante adecuados equipos, impidiendo así que se vaya a las nubes para nunca más volver. Mientras, a algunos, como a una empresa americana que mete las cenizas de los muertos en un globo lleno con helio, para que suba hasta una altura tal que el globo se congele, se rompa y desparrame las cenizas del finado (¡anda que...!), el negocio se ha puesto un poco complicado y hay clientes que han decidido recurrir a algo más corrientito como ventear las cenizas con una manta.

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martes, 6 de agosto de 2013

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.

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domingo, 28 de julio de 2013

Líquidos y gases en manos de tribuletes

Es probable que muchos de vosotros hayais leído en los últimos días una noticia en los periódicos que rezaba algo así como que Francia prohibe matricular coches Mercedes por su líquido anticongelante. Tengo que reconocer que, por salud mental, prácticamente no leo prensa escrita. Pero ayer, sábado, tras la partidita de golf, el insigne Jesús Ugalde me alertó de un titular parecido que él había encontrado en Berria, un periódico local en euskera. La noticia nos sonaba rara a dos químicos de pro como nosotros, porque casi todos los anticongelantes sólo llevan agua y etilenglicol, además de una especie de repelente amargo para enmascar el dulzor del anterior y prevenir accidentes y un colorante para darles ese tono chillón que tiene la mayoría.

Así que fue llegar a casa y empezar a rastrear la noticia. Efectivamente, el Diario Vasco en su versión digital daba la noticia tal y como la he descrito en el párrafo anterior, pero la cosa empezó a aclararse cuando en El País Digital, al final de una noticia casi con el mismo titular que la del DV, había otra relacionada que, al picar en ella, decía "Francia prohibe matricular los coches de Mercedes por usar un fluido no autorizado" y a pie de esta segunda noticia había una fe de errores que advertía que "En una versión anterior de la noticia, se confundía el gas refrigerante del aire acondicionado con el líquido refrigerante del motor".

Acabáramos.... El asunto es que alguien no había diferenciado entre un líquido anticongelante, que se emplea para eliminar el calor producido por el motor de combustión y que está preparado para que no congele en condiciones adversas de temperatura, y un gas empleado en el aire acondicionado de un coche, que sirve para que los viajeros se encuentren confortables en el interior del vehículo. En este segundo caso, el gas es utilizado por el compresor del equipo de aire acondicionado para comprimirlo y expandirlo bruscamente, lo que consigue enfriarlo y aprovechar su baja temperatura para refrigerar el aire del interior del coche.

La noticia hace referencia al incumplimiento por parte de Damler/Mercedes de eliminar, desde el 1 de enero, el refrigerante conocido como R134a, un gas empleado en esos acondicionadores de aire. Técnicamente se trata del 1,1,1,2 tetrafluoro etano que se ha vendido estos últimos años como alternativa a los clorofluorocarbonos (CFCs) causantes del agujero de ozono. Pero que, últimamente, esta siendo prohibido por su elevado efecto invernadero. Y de ahí la Directiva europea para eliminarlo. Pero Mercedes se ha negado, sobre la base de que la alternativa que se propone, el llamado R1234yf, le parece más peligroso en términos de emisión de ácido fluorhídrico en condiciones de temperatura más bajas.

La noticia viene de algo lejos y puede rastrearse para tratar de investigar de dónde nace la confusión. Y da la sensación de que el asunto viene de una serie de noticias de la Agencia EFE de primeros de julio en las que, de forma aleatoria, se hablaba de líquido refrigerante o gas refrigerante. Así que en manos de los redactores de las noticias posteriores, alguna "decisión" había que tomar. Y según parece, los anticongelantes son más populares entre los tribuletes.

Pero la cosa no termina aquí. Cuando he rastreado la noticia en inglés, me he encontrado con una noticia de la agencia Reuters, en la que se sugiere que lo que hay detrás de esto no es sino una nueva "guerra" franco alemana, centrada en las tasas de emisión de CO2 de los coches y que muchos países europeos quieren rebajar a 95 gramos/Km para 2020, algo que el voto alemán ha frenado. La decisión francesa de prohibir la venta de coches alemanes incumplidores de la normativa en torno al R134a, podría ir en el sentido de forzar a la Merkel a dar el OK al asunto de las tasas de emisión del dióxido de carbono.

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miércoles, 24 de julio de 2013

Acrilamida forever...

Los devotos de este Blog conocen las sucesivas actualizaciones que he ido haciendo sobre el asunto de la generación de la acrilamida en las patatas fritas caseras. No teneis más que escribir acrilamida en el buscador que aparece arriba a la izquierda y os saldrán hasta siete entradas en las que nuestra sustancia tiene más o menos protagonismo. Pero, últimamente, he tenido la oportunidad de que una amiga me haya ayudado a entender los intrincados vericuetos por los que los que saben de toxicología (FDA, EFSA,..) acaban dando las cifras que se consideran seguras en la ingesta cotidiana de sustancias que se encuentran en los alimentos, ya sea porque están ahí o ya sea porque los hayamos añadido como aditivos.

Y el caso es que ese conocimiento me ha venido muy bien para dar una charla en el Curso de Verano al que me invitó Elvira González Aguado y también para enviar a los amigos de Naukas mi cuarta contribución a ese interesante experimento colaborativo de la divulgación de la Ciencia y la Tecnología. Como no es cuestión de volver a copiar aquí esa contribución, os coloco este enlace para que esta vez, inexcusablemente, pincheis en él y os leais el post como si en el Blog del Búho estuviera alojado. Y, de paso, navegais por la página de Naukas, que es un sano divertimento veraniego.


Y sobre lo que he aprendido de toxicología, algo más de partido le sacaré en breve.

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viernes, 5 de julio de 2013

Otra vez la manzanita

Y tranquilos que no os voy a dar la brasa sobre Apple y sus gadgets. Se trata de una actualización de la anterior entrada. Había pensado simplemente en modificarla, pero esto es un diario y, en tanto que registro de mi día a día, he optado por crear un nuevo post. Tampoco negaré que si hiciera una actualización, muchos no os llegaríais a enterar. El caso es que, pocos días despues de la anterior entrada, Mauricio J. Schwartz, cuyo blog os recomiendo vivamente, consiguió el permiso para adaptar y traducir al castellano la imagen que aparecía en la entrada anterior y que me consta algunos ya han reproducido y colgado en sus sitios de trabajo, mientras que otros la habéis guardado por aquello del just in case.

Esta nueva imagen es pues una adaptación hecha por Mauricio sobre la base de la idea original de Klaas Wynne, de la Escuela de Química de la Universidad de Glasgow. Su reproducción es totalmente libre siempre que no se altere y que aparezcan los créditos del pie de la imagen.

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