sábado, 23 de junio de 2018

Méchnikov, el hombre de los fagocitos

[Méchnikov (derecha) fotografiado con el gran novelista ruso Tolstói en 1909.
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"Se observa con frecuencia que en las familias, donde todos los miembros están expuestos al mismo peligro, así como en las escuelas o en las tropas, donde cada uno lleva la misma vida que el resto, la enfermedad no afecta a todos de igual forma".

[MÉCHNIKOV (1845 - 1916), zoólogo y microbiólogo ruso, padre de la teoría fagocitósica de la inmunidad y estudioso de la sífilis; premiado con el Nobel de Fisiología o Medicina en 1908]


He encontrado esta antigua e interesante y divertida dramatización de la vida de Méchnikov, "el hombre de los fagocitos", en el archivo audiovisual de Televisión Española (RTVE):


                    


Para saber más sobre MÉCHNIKOV:


martes, 5 de junio de 2018

De la alquimia a la ciencia química. Los nuevos tratados de Química europeos del siglo XVII

A lo largo del siglo XVII van apareciendo importantes obras en Europa en las cuales se aprecia una clara evolución hacia una ciencia química moderna. Eso sí, de forma tardía, pues en la todavía llamada Filosofía Natural (la Física) se produce en este siglo la Revolución Científica, y la rigurosa ciencia física del XVIII se construye ya bajo el paradigma newtoniano (podemos afirmar que la Química, en un sentido moderno, surge con un retraso de unos cien años respecto de la Física). Estas obras deben considerarse precursoras y de gran importancia para el posterior desarrollo de la Química (pionero es el texto de Andreas Libavio, Alchemia , 1597, que contribuyó decisivamente a la escisión entre química y alquimia; este libro, donde se describen los hechos químicos con un lenguaje sencillo, al margen de toda fantasía y hermetismo, es considerado el primer manual de química).

Surge pues en el siglo XVII una literatura química que conduce de forma irreversible de la alquimia a la ciencia química. No obstante, tengamos en cuenta que la entonces llamada “Chymica” era considerada fundamentalmente como un arte, el “Arte Noble”. Nicolas Le Févre (o Le Febure), químico del Jardin du Roi y excelente farmacéutico, miembro de la Royal Society, en su Traicté de la Chymie (1660) afirma:

“La contemplación es el único motivo de una ciencia, y su único objeto el de llegar al conocimiento por medio de esta contemplación, por lo que debe quedar satisfecha sin emplear la mente en ulteriores pesquisas; el arte, en cambio, se inclina siempre a obrar  y no descansa jamás, aunque los propósitos del Artista hayan alcanzado su meta”.

Le Févre y sus contemporáneos consideran a la “chymica” en cierta manera como Ciencia y Arte al mismo tiempo, es decir, como una ciencia práctica u operativa (es un conocimiento fundamentalmente empírico y práctico).

Entre estas novedosas obras de química, amén del mencionado tratado, citemos:

Tyrocinium chymicum (1610) o “Química para principiantes”, de Jean Beguin (iatroquímico y estudioso de la minería, el cual adoptó los tres principios esenciales de la materia de Paracelso: sal, azufre y mercurio).

Philosophia pirotécnica, seu curriculus chymiatricus (“Filosofía pirotécnica o curso de química espagírica”), 1633 – 1635, del escocés William Davidson.

Furni novi philosophici (“Nuevos hornos filosóficos”), 1650, del gran químico práctico Johann R. Glauber, que a pesar de este extraño título es un libro escrito con claridad sobre preparados químicos (instrucciones para su obtención y manipulación, así como la descripción de los aparatos necesarios para las operaciones químicas).

Traité  de la Chymie (1663), del boticario y médico suizo, trasladado a París, Christopher Glaser (libro que alcanzó enorme popularidad en las últimas décadas del siglo, apareciendo más de treinta ediciones, la mayoría en francés, algunas en alemán y una en inglés).

Por último, entre otras obras de “artistas químicos”, destacamos el Cours de Chymie (1675), de singular calado para la época, del boticario y químico francés Nicolas Lemery (del cual hablaremos con mayor extensión más adelante dada la gran influencia que tuvo en Félix Palacios; digamos ahora tan sólo que fue discípulo de Glaser y alcanzó gran fama y reputación como comentarista químico popular, claro y ameno, y excelente experimentador, además de sugerir ideas y explicaciones bastante originales que otorgan a su obra un singular matiz científico-teórico).

[Cours de Chymie, de LEMERY. Procedencia de la imagen aquí]


Félix Palacios introdujo las ideas y conocimientos prácticos de Lemery en España al traducir el importante libro del químico de Rouen (esta primera versión española es de 1703, tan sólo tres años antes de que Palacios publicase su Palestra pharmaceutica).



[Fragmento de mi artículo La Química a la palestra, publicado en EL RINCÓN DE LA CIENCIA, nº 41, junio de 2007. Puede leerse completo aquí]

martes, 8 de mayo de 2018

Las peripecias de un joven científico (Arago en España)

[François ARAGO, astrónomo y físico francés (1786 - 1853).
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Hay biografías que resultan más jugosas que muchas novelas. La de François Arago, quien narró sus peripecias juveniles como científico en España, es una de ellas. Miembro del Bureau des longitudes del Observatorio de París viajó a España a comienzos del siglo XIX para completar la medición del meridiano de París (a la sazón rival del célebre meridiano de Greenwich, que resultaría finalmente vencedor por votación en 1884). Mechain había muerto en Castellón de la Plana en 1804 y se pensó en el interés que podría tener la continuación de las medidas geodésicas precisas por el método de triangulación del meridiano Dunkerque - Barcelona, prolongándolas hasta Formentera (Islas Baleares). Recordemos la importancia que tenían estas medidas a finales del siglo XVIII y principios del XIX para una definición rigurosa de la unidad de longitud: el metro (inicialmente definido como la diezmillonésima parte de la distancia del polo norte a la línea ecuatorial). El propio Arago nos cuenta que partió de París junto con Biot (con quien había colaborado en el Observatorio en la investigación de la refracción de los gases) a comienzos de 1806. Les acompañaba un tal Rodríguez, comisario español. En primer lugar visitaron las estaciones de medida indicadas por Mechain, realizando en las triangulaciones correspondientes algunas modificaciones importantes.


[Procedencia de la imagen aquí 
(gallica.bnf.fr / BnF)]

François Arago narró años después (ya paralítico pero conservando toda su lucidez) las aventuras vividas en nuestro país mientras tenazmente se esforzaba por culminar este proyecto de medición precisa. Lo hizo en el delicioso libro Historia de mi juventud (Viaje por España, 1806 - 1809), publicado en español en la Colección Austral (Espasa - Calpe Argentina; Buenos Aires, 1946). En esta amena obra autobiográfica Arago nos cuenta diversas anécdotas, aventuras novelescas, pero reales, y peripecias, a veces divertidas, en otras ocasiones ciertamente peligrosas, vividas por él en tierras del levante español. Así, tiene encuentros con asaltadores de caminos, presencia un humillante y detestable cortejo del Santo Oficio en Valencia (una supuesta bruja era obligada a pasearse por los barrios de la ciudad a horcajadas de un asno, mirando al rabo del animal, con el torso desnudo embadurnado con una sustancia pegajosa a la cual quedaban adheridas una enorme cantidad de pequeñas plumas), o es tomado por espía del ejército francés (al que, piensan, le envía señales luminosas), siendo apresado y encerrado en el castillo mallorquín de Bellver, de donde logra fugarse en una barca de pescadores y llegar a Argel. Posteriormente huirá de este peligroso lugar disfrazado de mercader, embarcándose con rumbo a Marsella. Sin embargo, no termina felizmente este viaje por mar pues es interceptado por corsarios españoles. Finalmente, no sin padecer diversos incidentes, logra regresar a Perpiñán, donde vive su familia. La madre lo había dado por muerto y de la misma forma que antes había encargado misas por el eterno descanso de su alma, nos dice Arago, ella, "la más piadosa de las mujeres", ahora hizo oficiar numerosas misas para dar gracias a Dios por el retorno de su vástago. Al poco abandona el calor de la familia para dirigirse a París. En el Bureau des Longitudes y en la Academia de Ciencias entregó las observaciones y mediciones realizadas en España, al menos aquellas que había logrado conservar tras salir airoso de tantas peripecias y peligros propios de un héroe de una novela de aventuras. Una accidentada aventura científica en este caso. 

En septiembre de 1809, con tan solo veintitrés años y salvando las reticencias iniciales de Laplace, es nombrado académico de la Academia de Ciencias de Francia, en sustitución de Lalande. A pesar de su juventud fue muy valorada la labor científica desarrollada por Arago y se reconoció su gran proyección como investigador, consiguiendo una mayoría aplastante en la votación. El propio Arago confesó ya anciano que para él hubiera sido muy triste el ser elegido miembro de la Academia de Ciencias sin contar con el voto de Laplace, el insigne autor de la Mecánica celeste.

[Medida del meridiano de París. Triangulación Dunkerque - Barcelona.
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Como muestra de las lamentables, pero al mismo tiempo divertidas, anécdotas vividas por Arago en su estancia en la España de comienzos del siglo XIX citaremos una en la que nuestros animosos científicos franceses se topan de bruces con la soberbia de un personaje de talla humana e intelectual muy inferior a ellos. Resulta que, según cuenta el físico y astrónomo del sur de Francia, para tener el apoyo y la colaboración de los paisanos de las zonas donde estaban sus estaciones de mediciones geodésicas era necesaria la recomendación de la Iglesia. Por tal motivo, Arago y Biot, acompañados por el vicecónsul de Francia, fueron a visitar al arzobispo de Valencia a su palacio, buscando su protección. Era el arzobispo hombre de gran estatura y por entonces general de los franciscanos. Los atendió con agrado y no puso objeción alguna a las pretensiones de los científicos, todo lo contrario, "prometió satisfacer ampliamente las recomendaciones pedidas". Pero algo inesperado sucedió a la despedida. El vicecónsul francés y Biot abandonaron la sala de recepciones "sin besar la mano del prelado, a pesar de que este se la había presentado a ambos muy graciosamente". Y el final de la historia no tiene desperdicio. Cuenta Arago:

"El arzobispo se desquitó en mi pobre persona. Un movimiento que estuvo a punto de romperme los dientes, un gesto que sin exagerar podría calificar con el nombre de puñetazo, me demostró que el general de los franciscanos, a pesar de su voto de humildad, había sido sorprendido por la desfachatez de mis dos acompañantes. Cuando iba a quejarme por la rudeza con que me trataba, reflexioné sobre las necesidades de nuestras operaciones trigonométricas, y opté por callarme".

Y pone el colofón Arago a tan sorprendente y jugosa historia con el siguiente comentario, no exento del sentido del humor propio de un científico jovial:

"Por otra parte, en el momento en que el apretado puño del arzobispo se aplicó sobre mis labios, estaba pensando en los estupendos experimentos de óptica que hubieran podido realizarse con la magnífica piedra que adornaba su anillo pastoral. Confieso que esta idea me había preocupado durante todo el tiempo que duró la entrevista".

¿Qué les parece?


Digamos por último de tan eminente científico que desarrolló también una importante carrera política, alcanzando puestos de gran responsabilidad desde los que inició el camino (en sintonía con las ideas de su amigo Humboldt) de la abolición de la esclavitud en las colonias francesas.


Nota:

Ya hablamos algo de FRANÇOIS ARAGO en El devenir de la ciencia, en la entrada "Una pila de conocimientos":


En sus Notas biográficas el matemático, físico y astrónomo François Arago escribió :


"Esta pila [de Volta] de tantas parejas de metales diferentes separados por un poco de líquido es, por la singularidad de los efectos, el instrumento más maravilloso que el hombre nunca ha inventado, sin exceptuar el telescopio y la máquina de vapor".


Ilustrativo. Recordemos que Arago jugó un papel (aunque poco divulgado) muy importante en el origen de las investigaciones electromagnéticas, cuyos experimentos sirvieron para que otros obtuvieran las explicaciones teóricas pertinentes. Su disco de cobre ("disco de Arago"), en el que observa el magnetismo de rotación, fue precursor del de Faraday, descubridor de la inducción electromagnética  (1831).

martes, 3 de abril de 2018

1936: Laura, estudiante de medicina

[PÍO BAROJA en la vejez. Procedencia de la imagen aquí]



Recientemente la editorial Caro Raggio ha sacado a la luz en España la primera edición completa, sin las mutilaciones que en el pasado hizo la censura, de Laura o la soledad sin remedio, que escribiera el gran novelista vasco Pío Baroja en su exilio de París (1936 - 1940), durante la tragedia española de la Guerra Civil. La novela, que ahora podemos disfrutar plenamente, es considerada por muchos como la mejor de nuestro gran escritor después de la Guerra Civil (publicada por vez primera en 1939). 

La novela nos narra las vivencias de Laura Monroy, una estudiante de medicina en la antigua Facultad madrileña de San Carlos. La personalidad de Laura, de naturaleza melancólica, tendente al decaimiento de ánimo y al sentimiento de soledad, contrasta con el vigor de Mercedes, que lucha y se esfuerza tenazmente para superar las duras circunstancias que le ha tocado vivir. En cierto modo el tema de esta novela tiene elementos comunes con la gran novela filosófica de Baroja, El árbol de la ciencia (1911). Comprenderá el lector que uno, que es barojiano y descubrió un nuevo mundo de pensamiento en su juventud con El árbol de la ciencia, no haya pasado por alto la publicación íntegra de Laura o la soledad sin remedio. De El árbol de la ciencia dije ya en este blog: 


"Pío Baroja comentó de El árbol de la ciencia que era la mejor novela de carácter filosófico que había escrito, probablemente el libro más acabado y completo de todos los suyos. Estoy de acuerdo. El protagonista es un joven médico, Andrés Hurtado, que sufre con lo que ve, una realidad, la de España a comienzos del siglo XX, en la que la injusticia, la crueldad, la decadencia caen sobre las personas y los paisajes como una insoportable niebla que ciega y agota. Pero Hurtado, con profundas inquietudes intelectuales, pregunta e indaga, sondea sobre la falta de sentido de la existencia. Para ello cuenta Hurtado con un interlocutor excepcional, su tío Iturrioz, también médico como él, y como el propio Pío Baroja. Parte esencial de la novela son las jugosas conversaciones, de carácter filosófico, entre tío y sobrino. En ellas se manifiestan dos concepciones filosóficas en conflicto dialéctico: Iturrioz, con un enfoque empirista; Hurtado defiende las ideas de Kant y Schopenhauer (recordemos que Baroja realizó su tesis doctoral sobre el dolor, haciendo un estudio psicofísico del mismo".


Laura o la soledad... me resulta una novela muy atractiva por diferentes motivos: el ya mencionado de su relación temática con El árbol de la ciencia, la presencia de personajes de formación científica (médicos no podían faltar; el padre de Laura era catedrático de Geología y ésta se casó con un astrónomo y matemático), tan frecuente en la obra de Baroja (médico de formación) y, muy resaltable, el hecho de que la protagonista, Laura, sea una joven estudiante de medicina en aquellos agitados años treinta del pasado siglo, cuando, además, la mujer española comenzaba a incorporarse con pleno derecho a los estudios universitarios. La propia madre de Laura no ve con buenos ojos al principio la extraña dedicación de su hija. Para doña Paz, la madre de la joven estudiante de medicina, Laura debería haber continuado sus estudios de piano y dedicar su tiempo a las tareas de la casa y a la familia pues para ella "las mujeres no servían para estudios científicos". Opinión ésta que no debería  de diferir mucho de la de la mayoría de hombres y mujeres de aquella época. Hasta 1910 no se permitió oficialmente en España la matriculación de mujeres en todos los niveles educativos, haciendo posible su culminación en la universidad (puede leerse este interesante artículo sobre el tema aquí). La universidad que se encontraron estas estudiantes pioneras mantenía sin duda aún fuertes dosis de machismo. Nos dice Baroja que no faltaban en la Facultad estudiantes con aires chulescos, impropiamente llamados "castizos", que no escatimaban comentarios a y sobre las chicas del tipo, "está que chuta", etc. Había otros estudiantes aficionados a los deportes (que seguían en la prensa las noticias referentes a partidos de fútbol, ciclismo, carreras o combates de boxeo; siendo cada vez menos los apasionados por la tauromaquia en los estudiantes universitarios). Asimismo, buen reflejo de la convulsa y crítica época (los años treinta del siglo XX) en la que se desarrolla la trama, Baroja cuenta que habían dejado la Facultad buena parte de los estudiantes revolucionarios que conoció Laura al entrar en ella, quedando solo algunos comunistas y fascistas.

La obra de Baroja, producto de la avidez lectora del escritor vasco y de su formación científica durante sus estudios de medicina, está llena de referencias científicas (Laura o la soledad... no es una excepción). Pío Baroja sabía bien que la ciencia, como conocimiento objetivo de la realidad con valiosas aplicaciones en diversos campos (entre ellos la salud), puede ser la mejor herramienta para el progreso de una nación y para el bienestar social. En mi artículo "La ciencia en la literatura" apuntaba sobre estas referencias científicas barojianas:


 "La obra de Baroja (1872-1956) está salpicada de referencias científicas (aunque son más numerosas las filosóficas). Muestra de ello son sus novelas protagonizadas por el singular Silvestre Paradox (Aventuras, inventos y mixtificaciones de Silvestre Paradox Paradox, rey, ambas muy recomendables para el lector joven) y el cuento La vida de los átomos, de fácil lectura (como es característico del escritor vasco) y fino sentido del humor. El protagonista, adormecido tras la lectura nocturna de un tratado de Química, al calor de la chimenea, imagina o sueña una danza de átomos, revoloteando vertiginosamente sobre su cabeza. Así: “¡Hache! ¡Hache!, estornudaba un señor idiota, inodoro, incoloro e insípido”, o “¡Ag…, ag…, ag…! exclamó una señora vestida de blanco, con una risa argentina”. El positivista protagonista del delicioso cuento, indignado, se pregunta: “¿Quién ha visto el átomo? ¿Quién ha pesado el átomo? ¿Por qué se atreve a decir nadie que es indivisible?”. Para él el átomo es una antigualla, una hipótesis que hay que abandonar; “tenemos que remontarnos más allá, al subátomo, si se me permite la expresión”, nos dice. "


Los apasionados por la ciencia tienen, sin duda, más de un motivo para entregarse a la lectura de la obra literaria de Pío Baroja.


[Procedencia de la imagen y reseña en el diario El País aquí]

jueves, 1 de marzo de 2018

Breve historia de una lámpara de gas. Sobre el carburo de calcio y el acetileno


El acetileno o etino es el alquino más sencillo (dos átomos de carbono unidos por un triple enlace):


Es un gas incoloro, algo más ligero que el aire (menos denso), cuya característica más destacable es su inflamabilidad. La combustión del acetileno, de fórmula molecular C2H2, produce llamas que pueden alcanzar temperaturas próximas a los 3500 ºC. Por tanto, no es de extrañar que el acetileno
haya sido usado como combustible de lámparas de gas en el pasado, proporcionando una llama muy luminosa, empleadas en minería, espeleología, faros de bicicletas y automóviles, etc.

La reacción de combustión del acetileno es:

2 C2H2   +   5 O  ----->   4 CO2  +   2 H2O

Como todas las combustiones es un proceso exotérmico. El acetileno tiene un elevado poder calorífico, desprendiendo más de 48 megajulios por kg quemado (11.600 kcal/kg), superior a combustibles como el butano y el propano y algo inferior al gas natural. La combustión incompleta del acetileno producirá, claro, el peligroso monóxido de carbono (2 C2H2   + 3 O2   -----> 4 CO   +   2 H2O).

El acetileno o etino fue descubierto por Edmund Davy (primo del gran químico inglés Humphry Davy, pionero de la electroquímica y descubridor de elementos por electrólisis; mentor de Faraday) en 1836 por serendipia cuando intentaba aislar el metal potasio mediante el fuerte calentamiento de carbonato de potasio con carbono (se obtiene un residuo de carburo que al reaccionar con agua libera el gas inflamable, el nuevo hidrocarburo). Aunque Edmund Davy vislumbró la potencialidad del nuevo hidrocarburo como gas de alumbrado, dada la luminosidad de su llama, lo cierto es que el hallazgo del químico inglés no fue suficientemente apreciado y cayó en el olvido, hasta que el químico orgánico francés (y pionero de la termoquímica, a quien debemos la distinción entre reacciones endotérmicas y exotérmicas, según absorban o desprendan energía en forma de calor) Marcellin Berthelot lo redescubre y lo bautiza con el nombre de "acetileno" hacia 1860. El bueno de Berthelot repudió siempre el enriquecerse con sus descubrimientos, algo que consideraba indigno. Gran hombre, sin duda.

[MARCELLIN BERTHELOT (1827 -1907)]

Hemos mencionado con anterioridad el uso que el acetileno tuvo en iluminación a gas. Mineros y espeleólogos emplearon lámparas de acetileno a principios del siglo XX. Esta lámpara de gas es conocida como "lámpara de carburo", debido al reactivo, el carburo de calcio, utilizado para la generación del gas acetileno (que al quemarse proporcionará una llama muy luminosa). Este tipo de antiguas lámparas consta de dos compartimentos (uno para el carburo, en el fondo, y otro superior para el agua), uno para cada reactivo, y una llave o grifo de regulación para ir añadiendo de forma controlada el agua al carburo de calcio (CaC2). La reacción que tiene lugar (en la que además del acetilenoC2H2, se forma como producto cal apagada o hidróxido de calcio) es:

CaC2   +   2 H2O   ---->   Ca(OH)2   +   C2H2

El acetileno formado mediante esta reacción química se quema en una boquilla (la lámpara de carburo puede llevar un reflector parabólico acoplado que permita concentrar los rayos de luz originados en la combustión al hacerlos converger en el foco).

La invención de la lámpara de carburo se debe a un ingeniero de minas francés, Henri Eugene Alexandre (Enrique Alexandre y Gracián), afincado en Barcelona. La patentó en 1899 y la presentó en la importante Exposición Universal de París de 1900.

El carburo de calcio o acetiluro de calcio (este nombre me gusta más, para evitar el típico error de formularlo como Ca2C, con el que nos ponían a prueba en el primer curso universitario de Química) es un sólido grisáceo (realmente un sólido cristalino blanco en estado puro, con densidad 2,2 g/cm3) de fórmula CaC2 (y no Ca2C como su nombre de carburo parece indicar) que, como ya se ha dicho, forma acetileno, C2H2, al reaccionar con el agua.

El carburo de calcio fue descubierto por el gran químico alemán F. Whöler en 1862 al calentar una aleación de zinc y calcio con carbón. Asimismo Whöler describió la reacción, rápida y exotérmica, del carburo o acetiluro de calcio con el agua.

[F. WHÖLER (1800 - 1882). El eximio químico alemán, pionero de la química orgánica con su célebre síntesis de la urea, ante el oscuro y complicadísimo panorama que presentaba la química orgánica a principios del siglo XIX llegó a decir: "es como un bosque espeso con pocas sendas, por no decir ninguna". No le faltaba razón a Whöler, aunque el colosal trabajo de los químicos decimonónicos permitió ir, poco a poco, abriendo caminos luminosos por los que atravesar la espesura del bosque orgánico. ]


El carburo o acetiluro de calcio (CaC2) se puede obtener mediante la reacción:

Ca   + 2 C   ---->  CaC2

Pero normalmente se obtiene a partir del óxido de calcio (CaO). La reacción se lleva a cabo en un horno de arco eléctrico a elevada temperatura (a unos 2.000 ºC). Consiste en la reacción del óxido de calcio con el carbono según:

CaO   + 3 C   ----> CO   + CaC2

Concluimos esta breve historia del acetileno, el carburo de calcio y las lámparas de gas señalando que el acetileno es empleado hoy día en soldadura por combustión o autógena, la llamada soldadura oxiacetilénica, en la que se obtiene una llama azulada como resultado de la reacción del oxígeno (comburente) con el acetileno (combustible), con temperaturas que alcanzan los 3.000 - 3.500 ºC.

Una llama que, como hemos visto, tiene su historia.


Para saber más:





martes, 30 de enero de 2018

Sulfitos y nitritos en la mesa



Las sustancias químicas, de origen natural o artificial, tienen múltiples aplicaciones. Una de ellas, de las más importantes, es como aditivos alimentarios. Así nos encontramos los "números E" de las etiquetas de los alimentos que compramos en el supermercado, aditivos o sustancias que cumplen determinadas y variadas funciones en el producto que consumimos y que pueden provocarnos cierta suspicacia o preocupación. Sin embargo, aunque debemos interesarnos por ellos, en las dosis presentes en el alimento no deberían generarnos temor (a menos que abusemos de los alimentos procesados o muy procesados; pero cualquier abuso es más o menos perjudicial para nuestra salud). La presencia de sustancias, expresadas como un "número E" en la etiqueta, no nos dice nada de su origen natural o artificial sino que  dichos aditivos alimentarios están sujetos a las regulaciones de la Unión Europea, algo que, en principio, debería ser motivo de garantía y confianza.

Nos encontramos aditivos o "números E" con diferentes funciones: colorantes, conservantes, antioxidantes, emulgentes, espesantes, edulcorantes, etc. De todos ellos los más importantes, desde el punto de vista sanitario, son los conservantes, pues  una indeseable contaminación microbiana del producto puede ocasionarnos problemas muy serios (pensemos, por ejemplo, en el botulismo, provocado por una neurotoxina bacteriana que puede aparecer en alimentos mal preparados o deficientemente conservados). Es paradójico que algunos de los conservantes, tan necesarios, nos produzcan desconfianza, preocupación o simplemente miedo. Tal es el caso de los sulfitos y los nitritos, presentes como aditivos en no pocos alimentos. Está bien que nos preocupemos por ellos (más por los nitritos que por los sulfitos), pero salvo que tengamos alguna alergia o intolerancia (y no sea recomendable su ingesta aun en pequeñas dosis) y, siempre que no abusemos de su consumo, no debemos obsesionarnos, pues cumplen una función antimicrobiana importante y, si no hay alternativas mejores, no deberíamos jugarnosla y correr el riesgo de padecer una intoxicación grave por prescindir de los conservantes.

Los sulfitos son las oxosales del ácido sulfuroso (el hipotético "H2SO3" es realmente una disolución de SO2, dióxido de azufre, en agua), es decir, en ellos tenemos al azufre (S) en su estado de oxidación +4. Los sulfitos se oxidan a sulfatos, por tanto son reductores o antioxidantes. Se emplean en la industria alimentaria, como se ha dicho, gracias a su función conservante, evitando que el alimento acabe contaminado por microorganismos como las bacterias. Así se impide el crecimiento de bacterias en preparados cárnicos, crustáceos y vinos (podemos leer en la etiqueta "contiene sulfitos"). El primer dígito de un "número E" que sea un conservante es un 2 (E2XX). El dióxido de azufre y los sulfitos van del E220 al E228 (por ejemplo, el sulfito de sodio, Na2SO3, es el E221 y el hidrogenosulfito de potasio, KHSO3, es el E228). Los sulfitos se emplean en diversos momentos de la elaboración del vino: eliminación de levaduras salvajes que puedan estropear la fermentación del mosto, para controlar la fermentación frenando la oxidación y en el producto final para evitar el crecimiento bacteriano. Ni que decir tiene que la concentración de sulfitos en el vino es pequeña y está legislada. La ley marca un máximo de 150 mg/L en vinos tintos. Si uno presenta intolerancia a los sulfitos sí debe, lógicamente, evitarlos (importante leer las etiquetas de los alimentos), particularmente si además es asmático porque entonces la reacción puede ser más intensa.


Los nitritos también son conservantes alimentarios. Muy empleadas estas sales para impedir el crecimiento de bacterias patógenas (que producen enfermedades) en carnes y embutidos. Los nitritos son las oxosales del ácido nitroso (HNO2; con el nitrógeno, N, con número de oxidación +3). Nos encontramos en los alimentos el E249, nitrito de potasio (KNO2), y el E250, nitrito de sodio (NaNO2). Además de su valioso efecto antibacteriano los nitritos tienen otra utilidad. A nadie le apetecería consumir un producto cárnico con cierta tonalidad verdosa, lo cual ocurre en la carne a las pocas horas de estar en contacto con el aire (se oxida). La adición de nitritos evita este desagradable proceso: el nitrito reacciona con la mioglobina (una hemoproteína muscular semejante a la hemoglobina) de la carne, manteniéndola con un color rojo atractivo a nuestra vista. Los nitritos son tóxicos y es necesario por tanto limitar su concentración en los alimentos de forma que los niveles máximos sean seguros. La OMS ya informó, con gran resonancia mediática, de los riesgos de un consumo excesivo de carnes rojas y, sobre todo, de las carnes procesadas (clasificadas en el "Grupo 1: cancerígeno para los seres humanos"). Respecto a la toxicidad del nitrito diremos que es capaz de unirse a la hemoglobina de la sangre (como lo hace a la mioglobina de la carne), formándose metahemoglobina, la cual pierde la afinidad por el oxígeno. Además, los nitratos y los nitritos forman nitrosaminas (reconocidas como agentes cancerígenos).  No obstante, los nitritos constituyen un poderoso aliado contra el crecimiento de bacterias indeseables en los alimentos y, añadidos en niveles que se estimen seguros y siguiendo las recomendaciones sanitarias respecto al consumo de carnes rojas y procesadas, parece que nos compensa su uso considerando la relación riesgo/beneficio (nos permite evitar el botulismo), más si se toman medidas complementarias como la limitación de los niveles y la adición de inhibidores de la formación de nitrosaminas.  





Cuando se tratan estos temas de sustancias tóxicas no está de más recordar aquellas célebres palabras del alquimista heterodoxo del siglo XVI, Paracelso, quien puede considerarse precursor de la química médica: "Todo es veneno, nada es sin veneno. Solo la dosis hace el veneno". O dicho con otras palabras, en toxicología tan importante o más que la sustancia es su dosis.


J. M. Mulet en su libro Comer sin miedo (Ediciones Destino; 2014), haciendo uso de su eficaz estilo (en el que no suele faltar el humor de buen divulgador), nos dice que a él de los embutidos le preocupa su contenido en grasas saturadas y en colesterol, y del vino el alcohol. "Los nitritos y los sulfitos, no. Mejor nitrito y sulfito que intoxicación letal", concluye.


sábado, 13 de enero de 2018

Esplendor, decadencia y esperanzas renovadoras. La aportación de los andaluces a la ciencia en los siglos XVI y XVII

Dando un salto en el tiempo nos trasladamos a otra época de esplendor en la que no faltaron los andaluces: el siglo XVI. Es el siglo de la navegación y del comienzo de los descubrimientos de los apasionantes tesoros naturales del Nuevo Mundo. La institución que se encargó de los asuntos náuticos fue la Casa de la Contratación de Sevilla, fundada en 1503. Además de tener la función esencial de controlar todo el movimiento de hombres y mercancías con América, en ella se trataron los problemas técnicos de la navegación, convirtiéndose en un importante centro de la ciencia aplicada en el siglo XVI. El sevillano Pedro de Medina (1493-1567), cosmógrafo, escribió un tratado sobre el “arte de navegar”, muy traducido, con quince ediciones en francés, lo que muestra la gran difusión que alcanzó en Europa. Coetáneo suyo fue el también sevillano Nicolás Monardes (1493-1588), médico, que escribió Historia medicinal de las cosas que se traen de nuestras Indias Occidentales (1574), estudiando los productos medicinales traídos del Nuevo Mundo. Esta obra, fundamental para la historia de la farmacología, tuvo numerosas ediciones extranjeras. Monardes tenía un huerto o jardín botánico, donde cultivó plantas americanas, en la actual calle Sierpes de la capital hispalense (un azulejo conmemorativo lo recuerda).

[Azulejo que recuerda el lugar donde estuvo el jardín botánico de Nicolás Monardes. Calle Sierpes de Sevilla, fachada de la relojería "El cronómetro". Procedencia de la imagen aquí]

La explotación de los yacimientos minerales americanos y la extracción de metales preciosos exigieron un gran esfuerzo técnico y la puesta a punto de procedimientos metalúrgicos eficientes. Bartolomé de Medina (1528-1580), vecino de Sevilla, se trasladó a Méjico, donde aplicó el método de extracción de la plata por amalgamación (con azogue o mercurio), en Pachuca (1555), conocido como “el beneficio del patio”. Este método, que se extendió por toda Europa, fue empleado hasta el siglo XX. Ya en el siglo XVII, Álvaro Alonso Barba (Lepe, Huelva, 1569-Sucre, 1664), metalúrgico importantísimo en su época, escribió su célebre libro Arte de los metales (1640), en el que se trata sobre el beneficio del oro y la plata con azogue, su fundición, refinado y técnicas de separación. Esta obra es considerada como la más relevante del siglo XVII, a nivel mundial, en minerometalurgia. 




Mencionaremos aquí, también como uno de esos científicos andaluces que viajaron a América (en este caso con tan sólo dieciséis años), al jesuita Bernabé Cobo (Lopera, Jaén, 1580- Lima, 1657), autor en 1653 de un extenso estudio titulado Historia del Nuevo Mundo, el cual, desgraciadamente, quedó inédito y se perdió en gran parte. El libro de Cobo no pudo ser publicado hasta finales del siglo XIX. En su obra (en la que emplea un lenguaje claro y sencillo) se interesa especialmente por el ambiente en el que se desarrollan las plantas y los animales, de manera que hoy día diríamos que su estudio tiene un enfoque ecológico. Así, por ejemplo, explica la presencia de diferentes especies de plantas en función de la altitud y el clima. Y todo ello lo hace Bernabé Cobo partiendo de sus propias observaciones, sin citar autoridades, lo que le confiere el rango de “científico moderno”, que basa sus conocimientos en la experiencia, superando el conocimiento meramente especulativo de los clásicos. Personaje éste tan poco conocido como interesante. Posee además otro mérito resaltable: descubrió las propiedades febrífugas de la quina, que describió por primera vez. Los polvos de esta corteza del quino (hoy sabemos que contiene diversos alcaloides, entre ellos la quinina) fueron empleados eficazmente para combatir la malaria. Señalemos como dato curioso que este medicamento del Nuevo Mundo fue difundido por los jesuitas y por ello se conoció como el “polvo de los jesuitas”. La amarga quina se introdujo en la farmacología europea (parece ser que curó a las cortes reales del viejo continente e incluso a un emperador chino). 

Lamentablemente España no participó en la Revolución Científica del siglo XVII, que supuso una ruptura con el saber y los métodos clásicos, quedando bastante aislada. En las primeras décadas de este siglo la actividad científica en nuestro país siguió siendo importante, sin embargo, ésta, salvo contadas excepciones, se desarrolló al margen de las nuevas corrientes de pensamiento europeas. En este contexto trabaja el cordobés Benito Daza de Valdés (1592-1634), quien puede ser considerado como uno de esos científicos españoles que no padeció la “miopía intelectual” característica de sus compatriotas de aquella época. Su libro Uso de los antojos para todo género de vistas (1623) es el primer tratado de Óptica escrito en castellano. No sólo contiene fundamentos teóricos, sino que es de gran interés práctico: utilización de lentes para corregir los defectos visuales, operación de cataratas, etc. En su obra, Benito Daza citó ampliamente observaciones astronómicas de Galileo. Curiosamente, este ilustre cordobés no era oftalmólogo, sino notario de la Inquisición en Sevilla.




La decadencia científica en España a lo largo del siglo XVII es llamativa. López Piñero señala que los científicos españoles de la época se vieron obligados a enfrentarse con la ciencia moderna, de manera que algunos no tuvieron más remedio que aceptar las novedades que parecían irrefutables, mas sólo como “meras rectificaciones de detalle que no afectaban a la validez general de las doctrinas tradicionales”. Éstos eran los “moderados”; en cambio, tristemente, otros defendieron “a capa y espada” las ideas de los clásicos, negando lo evidente y mostrándose absolutamente refractarios a las nuevas corrientes de pensamiento que venían del extranjero. Afortunadamente, las novedades médicas y químicas se fueron incorporando, no sin reticencias (o incluso con agrias polémicas), durante la segunda mitad del siglo XVII, gracias al llamado “movimiento novator” (renovador). Y aquí Andalucía jugó un papel esencial, surgiendo en la capital hispalense lo que Marañón llamó “el milagro de Sevilla”. En el año 1697 un grupo de médicos renovadores, “quijotescos”, comienzan a reunirse en una tertulia (posteriormente conocida, dado el renombre que alcanzó, como “Veneranda Tertulia Hispalense médico-química, anatómica y matemática”). En palabras de Gregorio Marañón, “eran siete hombres de buena voluntad, que, como dice Menéndez y Pelayo, fueron los adelantados en la lucha contra el dogmatismo”. Estos siete científicos rebeldes fueron Juan Muñoz y Peralta, Miguel Melero Ximénez, Leonardo Salvador de Flores, Juan Ordóñez de la Barrera, Miguel de Boix, Gabriel Delgado y el farmacéutico Alonso de los Reyes. Las productivas reuniones tenían lugar en casa de Juan Muñoz y Peralta, de familia judeo-conversa, próxima a la sevillana iglesia de San Isidoro. La Universidad, dogmática y anclada en los saberes clásicos, solicitó el exterminio de la tertulia, acusándola de pretender introducir doctrinas modernas, cartesianas, paracélsicas y de otros extranjeros con la finalidad de derribar la aristotélica y galénica (“que siempre habían sido las oficiales y católicas”). Felizmente, las autoridades permitieron la celebración de las reuniones, desoyendo pues a la intransigente institución académica. Estos médicos de ideas progresistas eran defensores de la iatroquímica (o química médica, cuyo fundador fue el controvertido Paracelso), siendo partidarios del empleo de preparados químicos para el tratamiento de las enfermedades en lugar de las clásicas prácticas galénicas. Así, por ejemplo, Muñoz y Peralta defendió el uso de la quina en las fiebres intermitentes y el empleo del antimonio como medicamento. Destaquemos asimismo que en una de las reuniones, en 1698, Juan Ordóñez de la Barrera (Lora del Río, 1632-Sevilla, 1702), médico, clérigo y artillero, usó el microscopio por primera vez en Sevilla (acaso también en España).

Finalmente, superando dificultades, y con el apoyo de otros médicos innovadores residentes fuera de Sevilla, logran fundar en 1700 la “Regia Sociedad de Medicina y demás Ciencias” (aprobada por el rey Carlos II, con la oposición de la Universidad, y que contaría también con la protección posterior de Felipe V). Esta sociedad, que desempeñó un papel esencial en la discusión y difusión de las nuevas ideas científicas, nacida “entre rosas y naranjales, en plena Andalucía” (son palabras de Marañón), fue la primera sociedad científica fundada en España (hecho que no debemos ignorar). Entre las ordenanzas de la Regia Sociedad se incluía una referente a la realización de sesiones de anatomía en los hospitales con cadáveres. No obstante, es preciso indicar que la labor de esta sociedad científica, pionera en nuestro país, fue más divulgativa que de investigación (lo que no es poco para aquel momento). De interés fue la tarea en anatomía (con cursos prácticos), botánica, física (se realizaron experiencias y se enseñaron cuestiones de electricidad, óptica, calor, hidráulica y acústica) y química (llevándose a cabo frecuentes experimentos, aunque carecían de un laboratorio adecuado y éstos eran poco rigurosos). Otro hecho notable al que hace referencia Eloy Domínguez-Rodiño (en “285 Años de la Real Academia de Medicina de Sevilla”, artículo publicado el 9 de junio de 1985 en el diario ABC) es el siguiente: “Y que en otra de ellas [de las reuniones de la Regia Sociedad], en 1765, Sebastián Guerrero (Fuentes de Andalucía, 1716-Sevilla, 1780), un estudioso médico ilustrado, empleará el vocablo tejido como expresión de unidad elemental hística, en una época en que ese término aún no había tomado carta de naturaleza en Europa.¡Y tanto que no la había tomado…! ¡Si faltaban seis años para el nacimiento de Bichat…!” Añade Domínguez-Rodiño un jugoso comentario: “¿Qué aspecto físico tendrían aquellos hombres? ¿Qué pasiones se agitaron dentro de ellos?¿Valoraban bien el clima histórico  que les tocó vivir? Me los figuro reunidos en una estancia de la casa de la calle San Isidoro, alrededor de una mesa  de San Antonio y perorando en el conceptuoso lenguaje de su tiempo. Cuánto es de lamentar que maese Juan de Valdés Leal muriese siete años antes que en Sevilla aconteciera este momento estelar de su Medicina, porque de haber vivido en esos días, ¡qué lienzo tan fascinante hubiese podido pintar! Ni más ni menos que el nacimiento del experimentalismo en España”.

NOTA:

Este texto forma parte de mi artículo Científicos andaluces: una aproximación histórica, publicado en Revista Digital de Ciencias Bezmiliana el 15 de febrero de 2008. Puede leerse completo aquí.

domingo, 3 de diciembre de 2017

La importancia de las relaciones cuantitativas en Física

[ROBERT A. MILLIKAN (1868 -1953) fue un físico experimental estadounidense que fue capaz de determinar la carga del electrón en su célebre experimento de la gota de aceite]

"El propósito de esta obra es el de presentar la evidencia de la estructura atómica de la electricidad, el de describir algunas de las propiedades importantes más significativas de la unidad elemental eléctrica, el electrón, y el de discutir el alcance de sus propiedades sobre los dos problemas más importantes de la Física moderna: el de la estructura del átomo y el de la naturaleza de la radiación electromagnética. En esta exposición no evitaré la discusión de los experimentos cuantitativos exactos, pues sólo sobre esa base, como afirmó Pitágoras hace más de dos mil años, es posible un verdadero tratamiento científico de los fenómenos físicos. En realidad, desde el punto de vista de este antiguo filósofo, el problema de toda filosofía natural es el de alejar los conceptos cualitativos reemplazándolos por relaciones cuantitativas. Y sobre este punto de vista han insistido todos los que supieron prever a través de toda la historia de la Física hasta el momento actual."


[De la Introducción de la obra Electrones (+ y -), protones, fotones, neutrones y rayos cósmicos (Espasa-Calpe, Buenos Aires, 1944), de Robert A. Millikan


[Aparato para el experimento de la gota de aceite de Millikan. 
Procedencia de la imagen aquí].

[Experimento de Millikan para la determinación de la carga del electrón.
 Imagen procedente de http://fisicap4.org/fisica/moderna/mill.html]

lunes, 30 de octubre de 2017

El ácido de las hormigas


[Molécula de ÁCIDO FÓRMICO]

El ácido metanoico es el ácido carboxílico (orgánico) más sencillo, pues tan solo tiene un átomo de carbono  (de ahí el prefijo met-). Su fórmula semidesarrollada es HCOOH. Es un líquido incoloro de olor picante. Su densidad es algo mayor que la del agua (1,2 g/cm3) y sus temperaturas de fusión y de  ebullición tampoco difieren mucho de las del líquido de la vida (8 ºC y 101ºC, respectivamente). Además es soluble en agua. Como su propio nombre indica tiene carácter ácido y, a pesar de ser un ácido orgánico, es relativamente fuerte (el ácido metanoico, H-COOH, es más fuerte que el ácido etanoico o acético, que tiene un átomo de C más al tener un grupo metilo unido al C=O: CH3COOH). Tiene importantes aplicaciones, como es su uso en el depilado y curtido de pieles. Es empleado asimismo en numerosas reacciones orgánicas de interés, como la elaboración del ácido oxálico (el más sencillo de los ácidos dicarboxílicos: COOH-COOH).


[Los ácidos carboxílicos sencillos tienen un pKa comprendido entre 4 y 5 dependiendo de la longitud de la cadena carbonada. Un ácido es más fuerte cuanto menor es su pKa. Es lo que ocurre con el ácido metanoico o fórmico, de un solo átomo de C, que es el de menor pKa de la serie y, por tanto, el más fuerte. El ácido fórmico (en la imagen; HCOOH) tiene un pKa de 3,75, mientras que el ácido etanoico o acético (CH3COOH) -el del vinagre- tiene un pKa de 4,76, es decir, es más débil. Los ácidos propanoico y butanoico tienen valores de pKa algo superiores. La presencia en la cadena carbonada del ácido carboxílico de elementos más electronegativos (como algún halógeno) aumenta de forma importante la acidez del compuesto (disminuye su pKa)]



Pero algo muy a tener en cuenta del ácido metanoico (HCOOH) es su toxicidad. Además de los serios problemas que puede provocar su ingesta (dolores de garganta y abdominales, diarrea, vómitos...) o su inhalación (sensación de quemazón, tos, dificultad respiratoria...) hay que evitar el contacto con la piel (puede ocasionar enrojecimiento, dolor e incluso quemaduras graves) y, por supuesto, con los ojos.

Las propiedades ponzoñosas de este ácido orgánico relativamente fuerte, el metanoico, son empleadas en el mundo animal y vegetal como mecanismo de defensa o incluso ataque. Está en las hormigas, las orugas procesionarias y las ortigas. Precisamente de las hormigas le viene su otro nombre, pues el ácido metanoico es también conocido como ácido fórmico (del latín formica, hormiga). Las hormigas son insectos sociales que pertenecen a la familia denominada Formicidae (formícidos) y lo utilizan como autodefensa.

El ácido fórmico fue aislado por primera vez a partir de las hormigas. Fue el naturalista inglés John Ray o Wray (1627 - 1705) quien en 1671 aisló dicho ácido orgánico por destilación partiendo de un gran número de hormigas rojas machacadas. John Ray es considerado el padre de la Zoología y la Botánica en Gran Bretaña y uno de los antecesores de Linneo en la clasificación de los seres vivos o Taxonomía. Su obra científica es muy extensa, incluso se publicaron póstumamente algunos de sus trabajos, como una Historia de los insectos en 1705 (Method and history of insects).



La primera síntesis de laboratorio del ácido fórmico fue realizada en 1831 por el químico francés Pelouze, quien  utilizó ácido cianhídrico (HCN). Pelouze fue ayudante de Gay-Lussac y llegaron a ser buenos amigos y colegas. Posteriormente (en 1855 -56) el también químico francés Marcellin Berthelot sintetizó el ácido fórmico partiendo de monóxido de carbono (CO). El monóxido de carbono (CO) se hace reaccionar con hidróxido de sodio (NaOH) para formar formiato sódico (HCOONa):

NaOH + CO → HCOONa


El ácido fórmico se obtiene finalmente al hacer reaccionar el formiato de sodio obtenido con un ácido como el sulfúrico (H2SO4). Así es como se obtiene industrialmente hoy en día el ácido fórmico o metanoico: se hace reaccionar hidróxido de sodio en polvo y monóxido de carbono (gas) a 6 - 8 atm de presión y 120 - 130 ºC de temperatura (con rendimiento cuantitativo); el formiato de sodio así formado se hace reaccionar con ácido sulfúrico anhidro y finalmente se procede a una destilación a vacío, siendo el resultado un ácido fórmico prácticamente puro.

Hay también otros procedimientos de laboratorio para sintetizar el ácido fórmico, como: por oxidación del metanol o del formaldehído; o por hidrólisis de cloroformo (CHCl3) con potasa alcohólica.

Y no podemos concluir esta breve introducción al ácido de las hormigas, el ácido fórmico, sin mencionar dos curiosidades realmente llamativas e importantes. La primera de ellas es que este ácido carboxílico, el más sencillo de todos los ácidos orgánicos (pues solo tiene un átomo de C), fue hallado en la cola del cometa Hale-Bopp y se ha detectado en numerosas nubes interestelares. La segunda, no menos sorprendente, es que el ácido metanoico o fórmico está presente en la troposfera (la capa de nuestra atmósfera en contacto con  la superficie terrestre y donde ocurren los fenómenos meteorológicos que nos afectan) y es responsable en parte de la lluvia ácida (particularmente en regiones forestales boreales y tropicales).