Ciencia para impacientes

lunes, junio 18, 2007

Mendeléiev: Un breve homenaje en el centenario de su muerte

Capítulo 1. De Siberia a San Petersburgo

Tobolsk en 1910Dimitri Ivanovich Mendeléiev (Tobolsk, 8 de febrero de 1834 – San Petersburgo, 2 de febrero de 1907), con su imagen venerable y su vida llena de pasiones, es para muchos uno de las figuras más atractivas de la Historia de la Ciencia. Parece adecuado, pues, ahora que se cumplen cien años de su muerte, recordarle.

Mendeléiev luchó toda su vida contra unas circunstancias ciertamente adversas. Nada hacia pensar que este joven siberiano, que todos conocían en Tobolsk como Mitia, llegaría a ser uno de los grandes científicos de todos los tiempos. Fue el menor de 17 hermanos, su padre, Iván, se quedó ciego al poco de nacer Mitia y murió cuando éste tenía sólo 13 años. Es aquí cuando entra en escena uno de los personas centrales en la vida de Mendeléiev, su madre, María Dimitrievna, sin duda la heroína de esta historia. Imaginad por un momento la escena: una mujer viuda, sola en la Siberia del s. XIX, madre de 17 hijos, cuya fábrica acababa de arder. Pues bien, ante estas circunstancias, María decide vender lo poco que le queda, hacer las maletas y marchar con sus dos hijos pequeños Lisa y Mitia a Moscú, a 2.000 Km de distancia, para que su hijo, pudiera seguir estudiando. Sin duda, María fue la primera en ver la genialidad en los ojos inquietos de su pequeño Mitia.

MendeléievEn aquellos tiempos, Siberia era el lugar al que se enviaba a los represaliados políticos. De hecho, el propio tío de Mendeléiev, Bessargín, que tanto influyó en su interés por la Ciencia, estaba en Siberia por su ideas decembristas. Así que no es de extrañar que los siberianos no fueran bienvenidos en la capital de la Madre Rusia. A pesar de la insistencia de su madre, Mendeléiev no fue admitido en ninguna escuela moscovita. Pero esto no iba a detener a nuestra heroína. La pequeña familia formada por María, Lisa y Mendeléiev continuó su peregrinación académica hasta San Petersburgo, con lo que añadieron 650 Km más a sus espaldas. Allí tampoco tuvieron suerte al principio. Todo cambió cuando María habló con Plenov, director del Instituto Central, y amigo de su marido. Mendeléiev superó los exámenes de ingreso y pudo continuar sus allí sus estudios. La misión estaba cumplida. María, agotada por el enorme esfuerzo, murió a los tres meses de tuberculosis. Lisa, unos meses más tarde. Mendeléiev, con 18 años por entonces, fue el legado de estas extraordinarias mujeres rusas del mitad del s. XIX.

Él fue siempre consciente del enorme amor y sacrificio de su madre. Así lo reconoció en el prólogo de su libro Estudios de las soluciones acuosas según sus pesos específicos, en el que escribía: Me enseñaba con su ejemplo, corregía con amor, y con el fin de que me dedicara a la ciencia salió de Siberia conmigo agotando sus últimos recursos y fuerzas.


Javier García Martínez

Categoría: Historia

viernes, junio 15, 2007

El órdago de Mendeleyev

Siglo XVIII, comienzos del XIX. Sentados a la mesa, el francés Chancourtois, el inglés Newlands, el alemán L. Meyer y el ruso Mendeleyev. Para esta ocasión, las figuras habituales de la baraja ceden el puesto a los elementos químicos. La ciencia europea se juega una de las partidas más importantes en la historia de la química.


A comienzos del siglo XIX habían sido descubiertos la mayoría de los elementos químicos (incluido el wolframio por los logroñeses hermanos d’Elhúyar), se habían estudiado sus propiedades, al igual que las propiedades de sus compuestos. Estos estudios ponían de manifiesto la
existencia de semejanzas entre los compuestos y fueron muchos los intentos que los protagonistas de esta emocionante partida realizaron dirigidos a establecer alguna relación entre dichas propiedades y las variables atómicas conocidas.

Los cuatro señalaban que las propiedades de los elementos y de sus compuestos dependen de la masa atómica de cada elemento; construyeron sus propuestas ordenando los elementos químicos según su masa atómica. Chancourtois propuso su tornillo telúrico (ver figura). Newlands, que poseía conocimientos de música, sugirió la ley de las octavas (elementos en grupos de ocho).

Lo que supuso un avance de Mendeleyev sobre los intentos anteriores fue el dejar espacios vacíos antes de poner un elemento que no encajara con las propiedades esperadas. Y aunque algo parecido hizo el alemán Meyer por la misma época, el gran mérito de Mendeleyev estuvo, sobre todo, en predecir la existencia e incluso las propiedades de elementos que, aún desconocidos, vendrían a llenar los huecos. Un órdago. El descubrimiento posterior de estos elementos aportó un gran éxito a Mendeleyev y le proporcionó el argumento más contundente a favor de su paternidad de la ley periódica:


“Ni Chancourtois, al que los franceses atribuyen la propiedad del descubrimiento de la ley periódica, ni Newlands, que citan los ingleses, ni L. Meyer, considerado por alemanes como el fundador de la ley periódica, se han arriesgado a predecir las propiedades de elementos aún no descubiertos”

Aprovecho esta entrada para informar a nuestros impacientes de que, en celebración del centenario de la muerte del descubridor de la Tabla Periódica, y dentro de los actos organizados con motivo de la Escuela de Verano sobre Historia de la Química de la Universidad de La Rioja, se ha puesto en marcha el Primer Concurso de Diseño de Tabla Periódica. La participación es libre y en ningún caso supeditada a la inscripción o participación en la Escuela de Verano (puede participar quien quiera sin límite de edad). El concurso esta dotado con tres premios de 250, 125 y 75 euros, respectivamente.

Para los impacientes más dispuestos, recomiendo la visita a la tabla periódica en la web de la Royal Society of Chemistry. Las bases son las siguientes:



Objetivo del Concurso
Con este concurso se pretende difundir y promover la Tabla Periódica y su descubridor, el químico ruso, Dimitri Ivánovich Mendeléiev, en los institutos de bachillerato, universidad y sociedad, dentro de las actividades del Año Mendeléiev.

A quién va dirigido
A todas las personas interesadas, sin límite de edad.

Como participar
Diseña tu propia versión de la Tabla Periódica, ordena los elementos de forma diferente, identifícalos con imágenes o símbolos nuevos. Sé creativo.

Envía tu propia Tabla Periódica antes del 9 de Julio a:
Prof. Elena Lalinde
Coordinadora de Estudios de la Titulación de Química
Facultad de Ciencias, Estudios Agroalimentarios e Informática
Universidad de La Rioja
C/ Madre de Dios, 51
E-26006 Logroño (La Rioja)
o en formato electrónico a:
C-e: elena.lalinde@unirioja.es

Formato
Puedes hacer tu Tabla Periódica en papel, cartón o cartulina. Las dimensiones serán DIN A3 o DIN A4. También puedes hacer tu Tabla Periódica en formato MS Word, Power Point, como imagen (jpg, gif, o tif) o en pdf. Envía tus datos personales (nombre, dirección, teléfono y correo electrónico) por separado.

Jurado
El jurado estará formado por profesores e investigadores de Química y Ciencias. El jurado valorará la creatividad, así como el rigor científico, aspectos artísticos y la originalidad. El fallo del jurado será inapelable.

Premios
Se entregarán tres premios. Primer premio de 250 euros, segundo premio de 125 euros y tercer premio de 75 euros.

Entrega de Premios
Los premios se entregarán el viernes, 13 de julio de 2007, a las 19:00 horas en el Aula Magna de la Facultad de Ciencias, Estudios Agroalimentarios e Informática de la Universidad de La Rioja.



Ignacio Barriobero Neila

Categoría: Ciencia, Historia, Concurso

jueves, junio 14, 2007

¡Camarero, hay acrilamida en mi plato!

Modelo molecular de acrilamidaLa acrilamida (2-propenamida, C3H5NO) es un compuesto químico inodoro que se encuentra frecuentemente en nuestra dieta actual. En concreto, aparece en casi todos los alimentos cocinados a una temperatura lo suficientemente alta: rebozados, horneados, crujientes y doradas frituras... todo lo que haya sobrepasado la temperatura de cocción del agua (unos 100 °C) es susceptible de contener cantidades variables de acrilamida, tanto más cuanto más intenso haya sido el calentamiento.

El proceso por el que se forma la acrilamida no es sencillo (véase la reacción de Maillard), pero requiere de la presencia de asparagina (un aminoácido que contienen casi todas las proteínas, en cantidades variables) y un azúcar reductor (p. ej., fructosa o glucosa, que se derivan de almidones y harinas). Las ocasiones para esta combinación son muy frecuentes. También el café contiene una importante cantidad de acrilamida, que se forma en el proceso de tostado. Por otro lado, en el humo del tabaco se halla una gran cantidad de la misma.

¿Es peligrosa la acrilamida? Si examinamos las frases R y S (Risk and Safety, riesgo y seguridad) referidas a este compuesto, las advertencias resultan bastante inquietantes:



R: puede causar cáncer. Puede causar alteraciones genéticas hereditarias. Nocivo por inhalación y en contacto con la piel. Tóxico por ingestión. Irrita los ojos y la piel. Posibilidad de sensibilización en contacto con la piel. Tóxico: riesgo de efectos graves para la salud en caso de exposición prolongada por inhalación, contacto con la piel e ingestión. Posible riesgo de perjudicar la fertilidad.


S: evítese la exposición; recábense instrucciones especiales antes del uso. En caso de accidente o malestar, acúdase inmediatamente al médico (si es posible, muéstresele la etiqueta).





En efecto, la acrilamida es una sustancia potencialmente cancerígena, lo que ha despertado la inquietud en los últimos años. Recientemente, en el caso de las patatas fritas que se venden en bolsas como aperitivos, en las que se encontraron altos niveles de acrilamida. Las altas temperaturas empleadas en las frituras industriales, especialmente si se usan siliconas en el aceite (para reducir la formación de espuma), son responsables de la formación de grandes cantidades del cancerígeno. Este hecho ha obligado a los fabricantes de patatas chips a adoptar una serie de medidas para disminuir los niveles de acrilamida en el producto final: los tubérculos han de almacenarse a temperaturas no inferiores a los 8 °C (por debajo de esa temperatura, el contenido en fructosa de las patatas aumenta); se han desarrollado técnicas de fritura en vacío, que reducen la formación de acrilamida; se emplean nuevas variedades de patata que, al final, generan menos acrilamida; etc. Sin embargo, existen muchos otros alimentos que también son sometidos a frituras extremas, sobre los que no existe tanto control como el que se puede ejercer sobre los fabricantes industriales de patatas fritas.


Por otro lado, los estudios clínicos no han podido probar una relación clara entre cáncer y acrilamida, entre otras cosas, por la ubicuidad de la misma en la dieta actual. Lo cierto es que la acrilamida es una molécula muy reactiva desde un punto de vista químico, lo que vale tanto para dañar nuestro organismo como para ser destruida: el ácido del estómago la descompone y, en general, no soporta la acción de ácidos, bases, agentes oxidantes y sales de hierro, entre otras sustancias.


¿Es el momento de alarmarse? Probablemente no, pero quizá la recomendación de una alimentación variada sea aplicable en este contexto también: si los alimentos que contienen acrilamida se acompañan de otros que potencialmente tienen compuestos químicos capaces de destruirla e inhibir su efecto, es posible minimizar los daños producidos. En cualquier caso, el abuso de alimentos ricos en acrilamida, así como el humo del tabaco, del cual es difícil defenderse, puede saturar peligrosamente nuestra capacidad de defensa frente a la acrilamida y aumentar las posibilidades de que desarrollemos un cáncer.



Alberto Soldevilla

Categoría: Química, Medicina, Nutrición

jueves, junio 07, 2007

La imparable aceleración de la jungla de asfalto

Peatones ansiosos mirando sus relojes, autos que pasan al límite de velocidad, pitos para el despistado que se retrasó un segundo… rutina en cualquier cruce de una gran ciudad. Las urbes imponen un ritmo frenético a sus habitantes y a estos no les queda más remedio que bailar a su son. Y cuanto mayor sea la metrópoli, más rápido deben correr. Una investigación publicada recientemente por la revista científica PNAS y dirigida por el físico norteamericano Geoffrey West cuantifica esta sensación y demuestra que el número de habitantes es una magnitud clave para pronosticar los parámetros económicos y sociales de una ciudad.

El grupo de Geoffrey West del Instituto Santa Fe (Nuevo México) es pionero en el estudio de las causas que hay detrás del escalado biológico, correlación existente en las especies animales entre su masa corporal y características biológicas tan importantes como el tiempo de vida o la velocidad de metabolismo. Sin embargo, West ha variado esta vez el punto de mira aplicando su metodología de trabajo a las ciudades, a las que ha considerado verdaderos superorganismos vivos. Los datos publicados en PNAS parecen dar la razón a su audaz hipótesis científica.

Después de analizar distintos indicadores socioeconómicos en varias ciudades de EE.UU., Alemania y China, se encontró que estos parámetros se pueden agrupar en tres categorías según la manera en que se correlacionan con el número de habitantes de la población, siendo los resultados muy semejantes en los tres países estudiados. Las correlaciones fueron expresadas como indicador = (número de habitantes)n.



Las necesidades diarias –tasa de desempleo o consumo de agua y electricidad por vivienda– se mantienen constantes independientemente de cuantos habitantes tenga la población (n=1). Las infraestructuras –número de estaciones de servicio, longitud de cable eléctrico o superficie de carretera por habitante– decrecen al aumentar el tamaño de la población (alrededor de n=0’8). Por último, los índices de actividad social y económica –número de patentes, gasto en I+D, ingresos bancarios o consumo total de electricidad por habitante­– aumentan cuanto mayor sea la ciudad (n=1’1-1’3). Esta mayor actividad tiene como contrapartida que el número de crímenes y afectados de SIDA crece en similar magnitud. En resumen, las ciudades facilitan el intercambio de ideas, el desarrollo económico y el ahorro en infraestructuras pero exigen un mayor consumo de energía por habitante.

Por tanto, no parece descabellado referirse a la ciudad como un superorganismo vivo aún sabiendo que lo es de una manera muy particular. Mientras en el reino animal las especies de mayor masa corporal poseen una velocidad de metabolismo más lenta y de esta manera se optimiza el consumo de energía, las ciudades se vuelven hiperactivas conforme van creciendo. Así, aunque al aumentar el tamaño de la urbe se mantenga el consumo por vivienda y disminuya la necesidad de infraestructuras per cápita, se incrementa el consumo de energía total por habitante.

Teniendo en cuenta estos resultados, el grupo de West ha desarrollado una ecuación que explica esta hiperactividad progresiva. El crecimiento de las ciudades implica un gasto de energía extra destinado a asimilar a sus nuevos habitantes. Como los recursos disponibles son finitos, la única manera de evitar el colapso es una continua innovación que los optimice, innovación que viene acompañada de un mayor desarrollo económico que a su vez provoca que más personas acudan a la ciudad. Se completa así un ciclo que inicia el siguiente, que deberá transcurrir a un ritmo aún más rápido.

Las ciudades se están convirtiendo en el principal hábitat del ser humano. El 70% de la población en los países desarrollados y el 40% en el tercer mundo viven actualmente en ellas, proporción que se espera siga aumentando en los próximos años. ¿Soportarán los pobladores de la jungla de asfalto su continua aceleración o se quedarán en algún momento sin resuello y no podrán evitar el temido colapso?

David Sucunza Sáenz

Categoría: Ciencia, Biología, Física, Noticias, Innovación