miércoles, 17 de enero de 2018

Yo quiero ser Química - Mª Mercedes Pastor Blas

Y yo quiero ser...Química
(Por Mª Mercedes Pastor Blas)


Escucha música mientras lees, vete al final.

¡Me encanta la Química!; me quedo con la boca abierta cuando mi profe hace experimentos en clase y nos dice que Química es todo lo que nos rodea. Cuando le digo a mis amigos que quiero ser química, algunos me preguntan que eso para qué sirve, que si tiene futuro, que si hay trabajo…Otros ponen una cara horrorosa y me cuentan que los químicos destruyen el mundo, que fabrican bombas, que sintetizan drogas (Fig. 1).

Fig. 1. Químico malo visto por algunos.

Me preguntan si quiero ser como el protagonista de la serie Breaking Bad, un frustrado profesor de Química de un instituto que cuando le diagnostican un cáncer terminal contacta con un antiguo alumno suyo para fabricar y vender metanfetamina (un potente psicoestimulante) y de ese modo asegurarle el bienestar económico de su familia cuando él muera. Hay otros que me dicen, que ellos sólo consumen productos “libres de químicos”…, porque para ellos la palabra químico es sinónimo de toxinas o de veneno.

Fig. 2. Mi profesora de Química.

Pero yo creo en lo que dice mi profe (Fig. 2), que la química no es ni buena ni mala, y que, como todo, depende del uso que hagamos de ella. Así que un día nos dijo que íbamos a preparar una “bomba de vitaminas” y vino a clase cargada de naranjas y un exprimidor. Le echamos una mano a exprimir naranjas y nos sentamos en el patio a disfrutar de nuestro “almuerzo natural supuestamente libre de químicos”, como nos dijo. Pero de vuelta a clase, nos dibujó en la pizarra una fórmula llena de átomos de carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno(O) y una letra seguida de un número (Fig.3). Nos dijo que esa molécula química se llama ácido ascórbico y que está presente en el zumo de naranja natural que acabábamos de bebernos. Además, el ácido ascórbico está catalogado como E300, que lejos de ser un malvado aditivo, no es sino vitamina C. Precisamente la falta de vitamina C produce una enfermedad conocida como escorbuto, muy común entre los marineros que realizaban largas travesías durante la Edad Media y la Edad Moderna, ya que entonces la obtención de frutas y verduras era muy complicada. Así que, si vemos escrito E300 en la etiqueta de un producto alimenticio, no tenemos que asustarnos.

Fig. 3. Ácido ascórbico, presente en el zumo de naranja.

Aquellos que desarrollan un odio irracional a cualquier producto químico, conocido como quimiofobia, deberían saber que absolutamente todo está compuesto por átomos y moléculas por lo que, como dice mi profe, todo es química. Por ejemplo, cuando echamos vinagre a una ensalada, estamos rociándola con ácido acético, también llamado ácido metilcarboxílico o ácido etanoico (C2H4O2), el queso no sale de la vaca tal cual, sino que sufre un proceso químico llamado fermentación, la sal no es otra cosa que cloruro sódico (NaCl) y el azúcar común es sacarosa (C12H22O11).Por tanto, no podemos hablar de natural o químico, sino de productos químicos naturales y de productos químicos artificiales (o sintéticos).

Mi profe nos contó otro día en clase que la población mundial está creciendo de manera exponencial y que cada vez hay mayor demanda de alimentos, de medicamentos, de agua, de ropa, de combustibles…. Muchos de esos recursos son limitados, los combustibles fósiles se están agotando, en muchos países no hay agua potable y mucha de la ropa que llevamos puesta se fabrica en países donde las condiciones de trabajo no son las adecuadas. Además, el hombre cada vez genera más desechos y éstos necesitan ser tratados antes de arrojarlos al suelo, al aire o al agua. Dice que los químicos podemos hacer mucho por mejorar las condiciones de vida en países subdesarrollados. Entonces nos enseñó una foto de un bebé azul (Fig. 4). Tenía una enfermedad llamada metahemoglobinemia, conocida también como “síndrome del bebé azul”. Se trata de un trastorno de la sangre que, aunque puede ser congénito, también es causado por la exposición a unas toxinas, los nitratos y nitritos, que se encuentran en gran cantidad en acuíferos contaminados debido al uso excesivo de fertilizantes y a los desechos de aditivos alimentarios. Los nitratos y nitritos afectan a la hemoglobina, una hemoproteína de la sangre, que contiene hierro y le da su color rojo característico. La hemoglobina es la encargada de transportar el oxígeno (O2) desde los órganos respiratorios hasta los tejidos. La mayor parte del oxígeno que respiramos se utiliza para obtener energía a partir de los nutrientes mediante el metabolismo. Por ello, la falta de oxígeno es letal, impide la generación de la energía necesaria para mantener vivos nuestros tejidos. El oxígeno que llega a los pulmones se une al hierro de la hemoglobina y lo transporta a través de la sangre hasta las células de los tejidos, donde se libera. Se necesita, por tanto, que la hemoglobina sea capaz tanto de captar como de ceder oxígeno y eso se consigue gracias a que contiene hierro en un estado de oxidación relativamente bajo (Fe2+). Sin embargo, los nitratos y nitritos del agua contaminada oxidan el hierro de la hemoglobina y lo transforman en Fe3+. Este hierro oxidado tiene muchísima más afinidad por el oxígeno, de modo que la hemoglobina que contiene Fe3+, llamada metahemoglobina, puede transportar el oxígeno por la sangre pero no es capaz de cederlo a los tejidos. Esto causa cianosis, que es la coloración azul de la piel. Como los bebés tienen muy bajo peso, y su organismo carece de enzimas capaces de reducir de nuevo el Fe3+ a Fe2+, son especialmente propensos a esta enfermedad, que puede causarles la muerte. Me dio mucha pena ver ese bebé azul… Pero mi profe nos ha dicho que en la universidad hay un grupo de químicas y químicos que están investigando unos materiales poliméricos especiales que conducen la electricidad y que son capaces de reducir a los nitratos (NO3-) y nitritos (NO2-) del agua y convertirlos en nitrógeno, ese mismo nitrógeno (N2) que está en el aire, y que por tanto es benigno [2].

Fig. 4. Bebé con metahemoglobinemia [1].

Mi profe también nos cuenta que en los países desarrollados tenemos mucha suerte de disponer de plantas potabilizadoras de agua y de leyes que regulan el vertido de los desechos industriales. Pero en los países subdesarrollados o en vías de desarrollo, eso no es así. Un día nos enseñó una foto del río Tullahan entre Caloocan y Valenzuela, en Filipinas [3]. El agua del río está llena de una espuma teñida por los colorantes que se vierten procedentes de fábricas de papel y textil que se encuentran río arriba.

Fig. 5. Contaminación del río Tullahan entre Caloocan y Valenzuela (Filipinas) [3].

Mi profe nos dijo que los químicos de la universidad están utilizando unos fotocatalizadores basados en dióxido de titanio que aceleran las reacciones de degradación de contaminantes orgánicos, disolventes, pesticidas y colorantes, que son difíciles de descomponer por otros métodos. La energía necesaria la obtienen de una fuente limpia y abundante, el sol. Además, para aprovechar no sólo la radiación más energética, pero a la vez menos abundante del sol, que es la radiación ultravioleta, están dopando esos fotocatalizadores de modo que aprovechen todo el espectro visible del sol. Con su método consiguen destruir las sustancias tóxicas del agua y convertirlas en compuestos totalmente inocuos, como agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). Así que un día nos llevó a visitar los laboratorios de química de la universidad, y allí nos enseñaron unos tubos de ensayo en los que habían introducido agua y colorantes (rodamina G y azul de metileno) y vimos cómo, en presencia de esos materiales híbridos dióxido de titanio/polímero conductor que habían sintetizado [4], el color que teñía el agua desaparecía conforme se degradaba el colorante expuesto al sol (Fig. 6). Todo esto lo analizaban con un espectrómetro ultravioleta-visible, y además tenían un microscopio electrónico con el que podían ver la microestructura de los materiales capaces de limpiar el agua.

Fig. 6. (a) y (b) Degradación de la rodamina G con luz solar; (c) Espectrofotómetro UV-vis.

En la universidad también nos contaron que antes, en las fábricas de calzado aquí en España, se utilizaban tratamientos químicos y colas para los zapatos con disolventes orgánicos muy perjudiciales como el n-hexano, que producían en los trabajadores una enfermedad llamada “parálisis del calzado” [5] porque afectaba al sistema neurológico produciendo parálisis en piernas y brazos.  Las fábricas no tenían ventilación forzada o campanas de extracción como en los laboratorios de la universidad. Pero gracias al desarrollo de tratamientos alternativos para las suelas de zapatos, que en lugar de disolventes nocivos, emplean radiaciones semejantes a las que generan ozono en una tormenta eléctrica [6], y también gracias al desarrollo de adhesivos en base acuosa, se ha mejorado la salud de los trabajadores. Y todo ello se ha conseguido gracias a la investigación de químicos y químicas que se preocupan por la salud y el medio ambiente.

Sin embargo, el desarrollo de la Química no es suficiente para solucionar todos los problemas de contaminación, salud laboral, superpoblación, falta de recursos, búsqueda de nuevos combustibles, tratamiento de desechos industriales…..Es necesario que nuestros dirigentes trabajen e inviertan en políticas que mejoren la calidad de vida, que frenen el calentamiento global y la desertización, que inviertan en investigación.  Y para poder reclamar todo esto como ciudadanos concienciados, hace falta saber mucha química….

Así que, YO QUIERO SER QUÍMICA, porque quiero aportar mi granito de arena y hacer del nuestro un mundo mejor.


Referencias:
[2] M.Jesús García-Fernández, R. Buitrago-Sierra, M. M. Pastor-Blas, A. Sepúlveda Escribano. ”Plasma-assisted preparation of polypyrrole-supported catalysts. Application to nitrate removal in water” en  Recent Advances within the field of Materials Science in Spain” (2015). Secretariado de publicaciones. Universidad de Alicante. ISBN:978-84-9717-346-9.
[4] Víctor Belda Alcázar, “Síntesis y caracterización de materiales híbridos titania/polianilina y titania/polipirrol para la fotodegradación de rodamina 6G y la eliminación de nitrato del agua”, Trabajo de Fin de máster tutorizado por M.M. Pastor Blas. Junio 2015.
[6] M. Mercedes Pastor-Blas. “Los tratamientos superficiales de materiales de caucho en la industria del calzado”. Red Temática VIII.D. CYTED. J.M. Martín-Martínez, Teresa del Pilar Ferrándiz Gómez (Eds.).  Universidad de Alicante, VIATECNIA (2000). ISBN: 84-607-0689-3
Mª Mercedes Pastor Blas
Doctora en Química, Catedrática de Universidad.
Laboratorio de Materiales Avanzados, Departamento de Química Inorgánica e Instituto Universitario de Materiales, Universidad de Alicante



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1 comentario:

  1. Excelente. Sin duda la química está en todo, hasta en las emociones ( serotonina, dopamina, adrenalina...)

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