Quimistorias

Felices Fiestas

2010-12-23T15:58:00.001-08:00

Que estas fiestas nos encuentre rodeados de nuestros seres queridos, y que el próximo año traiga salud, paz y más unión entre todos. ¡Salud!

Réaumur

2010-11-26T15:46:00.000-08:00

"... en el cráter los vapores de azufre hirviendo agujereaban nuestra ropa y las manos se agarrotaban a dos grados Réaumur (2,5 grados centígrados). ¡Dios! qué sensación a esa altura (1.500 pies, 3.505,2 m) ..."

Alexander Von Humboldt, en su visita al pico del Teide en Tenerife (Junio 22,1799), primera escala de su viaje a América.

Aunque casi desconocida en la actualidad, la escala Réaumur gozó de gran aceptación en Francia y en la mayor parte de Europa continental durante el s. XVIII. El estudioso y aristócrata francés René Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757) la propuso en 1730, y estuvo vigente hasta comienzos del s. XIX, cuando la escala Celsius fue adoptada oficialmente por Francia como parte del sistema decimal de medidas (1794). Por otro lado, el termómetro y la escala Fahrenheit, ampliamente utilizados en Gran Bretaña y los Países Bajos, fueron ignorados en el resto de países europeos con mayor influencia de la cultura francesa.

Descubramos el por qué del auge y el ocaso de la escala Réaumur a través del siguiente test realizado con el programa EdiLIM,

Referencias

Jaster, A.; Hernández, U. G. "El Comienzo de un largo viaje. Humboldt en Tenerife" Ediciones Baile del Sol, 2010.
Gaussen, M. "Dissertation sur le thermomètre de Réaumur" Académies Roiales ou Sociétés des Sciences de Montpellier, Toulouse, Bordeaux, Stockholm, Upfal & Lausanne, 1789.
Bolton, H. C. "Evolution of the thermometer" The Chemical Publishing Co., 1900, Easton, PA

Imágenes

Rankine

2010-10-13T04:06:00.000-07:00

A diferencia de su colega William Thomson quien basó su escala absoluta en grados Celsius, de una mayor sencillez matemática (para muchos de nosotros) por ser una escala centesimal, William Rankine se inclinó por el uso de la escala Fahrenheit para desarrollar una escala absoluta de temperaturas. Así, a partir de 1849, los artículos de Rankine hacen mención de ella en sus ecuaciones: "...la temperatura: medida desde el cero absoluto (274,6 grados Centígrados debajo del punto de congelación del agua; o 462,28 grados Fahrenheit debajo del cero ordinario en esta escala)".

William John Macquorn Rankine (Edimburgo 1820, Glasgow 1872), ingeniero y físico, trabajó desde joven en toda clase de proyectos de ingeniería civil. En 1855 fue elegido jefe del Departamento de Ingeniería Civil en la Universidad de Glasgow. Allí colaboró con William Thomson, a quien le unía la fascinación por la naturaleza y las propiedades del calor. Fue uno de los primeros en relacionar calor y trabajo en términos de energía, e introducir las nociones de energía cinética (actual/sensible energy), energía potencial (potential/latent energy) y entropía, conceptos que paralelamente estaban siendo estudiados también por Thomson y el físico alemán Rudolf Clausius. Hoy, 160 años más tarde, todos reconocemos que la temperatura de un cuerpo es producto de la energía cinética de sus constituyentes, como lo dice la pequeña de un post anterior; pero en 1850, éste era un concepto audaz que aparecía tímidamente en boca de los físicos teóricos. Su definición en términos energéticos vendría mucho después, luego que el principio de la conservación de la energía fuera totalmente desarrollado.

Hijo de un teniente de la armada británica y él mismo oficial voluntario durante unos años, Rankine tenía un fuerte sentimiento patriótico que reflejó en numerosas piezas humorísticas que él mismo componía e interpretaba tocando el piano en sus horas de ocio. En una de ellas, The Three Foot Rule, defíende la supervivencia del tradicional sistema de medidas británico que en ese entonces ya se veía amenazado por el sistema centesimal, y quién sabe, tal vez sea por esa defensa a ultranza lo que ayudó a que se le diera un justo homenaje dándole su nombre a esta escala de temperatura absoluta. Aquí una traducción libre de un extracto de "The Three Foot Rule":

Cuando era un joven aprendiz, y me esforzaba por usar mis manos,
la gente no hablaba de medidas que venían de países lejanos.
Ahora soy un trabajador británico ya mayor, y al colegio no volveré,
así que ya sea el cincel o la lima lo que sostenga, a mi regla de tres pies me ceñiré.
Algunos hablan de milímetros, y algunos de kilogramos,
y algunos de decilitros, para medir cerveza y tramos;
pero soy un trabajador británico ya mayor, y al colegio no volveré,
así que por libras comeré, y por cuartos beberé, y por mi regla de tres pies trabajando seguiré.

Referencias

Raman, V. V. "William John Macquorn Rankine (1820-1872)", J. Chem. Ed. 1973, 50, 274.
Rankine, J. W. M. "Miscellaneous Scientific Papers", Charles Griffin and Company, London, 1881, http://www.archive.org/details/miscellaneoussci00rank
Rankine, J. W. M. "Songs and Fables", James Maclehose, Glasgow, 1874, http://archive.org/stream/songsandfablesil00rankuoft

Imagen
Generada haciendo uso de Textorizer a partir de una fotografía de W. Rankine y el texto de este post.

Kelvin

2010-02-15T07:44:00.000-08:00

En 1848 William Thomson, un joven profesor de ciencias de la Universidad de Glasgow, se encontraba enfrascado en estudios teóricos sobre las máquinas de calor, desarrollados pocos años antes por el físico francés Sadi Carnot. Según la teoría de Carnot, el rendimiento de una máquina reversible, que transforme calor en trabajo mecánico, está en función únicamente de las dos temperaturas en las que trabaja la máquina. Sin embargo, los cálculos de Thomson tropezaban con las escalas de temperatura conocidas en ese entonces, que requerían el uso de valores negativos para bajas temperaturas y sobretodo porque el punto cero de las escalas estaba definido de forma arbitraria. Thomson resolvió el problema al proponer la primera escala termodinámica de la temperatura en la que tenía en cuenta "el cero absoluto". Estableció su nueva escala partiendo de la premisa que los valores de temperatura son proporcionales a los calores absorbidos y cedidos por una máquina de Carnot. Haciendo uso de la ecuación que define el rendimiento o eficiencia de una máquina de calor, determinó el cero absoluto en su escala.

La máquina de calor alcanza la máxima eficiencia (100%, e = 1), cuando la temperatura es cero, el menor valor posible en esta escala.

Thomson dio a conocer su nueva escala en el artículo "On an Absolute Thermometric Scale": usa la graduación de la escala Celsius, pero estableciendo el "frío infinito" (cero absoluto) como el punto cero de su escala. Como Gay-Lussac en sus estudio de dilatación de los gases, Thomson calculó que el cero absoluto se hallaba a -273 °C.

William Thomson (Belfast, 1824-1907) quedó huérfano de madre a los 6 años y nunca asistió a la escuela, pero desde muy pequeño descubrió las matemáticas de manos de su padre, quien se encargó de su educación. Cuando William contaba con 8 años, su familia se mudó a Glasgow, donde su padre se hizo cargo del Departamento de Matemáticas de la Universidad. Siendo aún muy joven ingresó a la Universidad de Glasgow y luego a la de Harvard, donde estudió matemáticas y ciencia. Posteriormente fue a París para realizar estudios de física, y a los 22 años se convirtió en profesor de ciencias de la Universidad de Glasgow. Thomson desarrolló teorías en termodinámica, magnetismo y electricidad. Llevó a la práctica muchos de sus estudios al diseñar diversos instrumentos, uno de los más famosos es el que permitió instalar el telégrafo transatlántico entre Irlanda y la actual Terranova, Canadá. Su prolífica carrera lo llevó a que lo nombraran Sir a los 34 años y Barón, o Lord como se les llama habitualmente a los Barones, a los 68 años. Fue él mismo quien propuso que su título fuera el de Baron Kelvin of Largs, en recuerdo del río Kelvin que pasa cerca de la Universidad de Glasgow, mientras que Largs hace referencia al lugar donde tenía su casa de campo, cerca del pueblo de Largs, y donde finalmente murió a los 83 años. El nombre Kelvin se emplea hoy en día no sólo para identificar a William Thomson sino también para denominar la unidad de la escala absoluta de temperaturas.
Referencias

The Straight Dope, Why do we have so many temperature scales?, December 28, 2004, http://www.straightdope.com/columns/read/2191/why-do-we-have-so-many-temperature-scales
Escalas de Temperatura, La Enciclopedia-El País, pp. 14792-4, Ed. Salvat, 2003
General Chemistry Online!, Why is the difference between Celsius and Kelvin temperatures 273 units?, http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/measurement/faq/why-273.15-kelvin.shtml
Silvanus P. Thomson, Lord Kelvin biography, IEC, http://www.iec.ch/about/history/articles/lkbio-e.htm
In Depth Info, Lord Kelvin and His Scale, http://www.indepthinfo.com/temperature/kelvin.htm
La Temperatura y su Medida, La Enciclopedia del Estudiante-El País, tomo 12: Física y Química, pp. 28-9Ed. Santillana, 2005.

Imagen

William Thomson, 1st Baron Kelvin
Firma de Kelvin
Wordle creado usando el texto de este post.

Bonne année! Bonne santé!

2010-01-24T15:32:00.000-08:00

Este es el primer saludo que se dan los franceses al verse por primera vez en el nuevo año, y me pareció muy apropiado usarlo para mi primer post del 2010: Feliz año y que la salud les acompañe.

Tres son los buenos propósitos de Quimistorias para el 2010:

Conservar la salud

No perder el optimismo

Luchar contra la desinformación

¡Qué disfruten de un feliz año!

Imagen realizada utilizando wordle

Química y humor gráfico

2009-09-16T14:36:00.000-07:00

Desde que vi la viñeta Environmental Scientists in the Wild West (en la preciosa página A mi me gusta la Ciencia), sobre dos pistoleros en pleno duelo hablando de las propiedades del plomo en las balas, he tenido el gusanillo de usar humor gráfico para transmitir conceptos de química de una forma menos formal y más amena. Las viñetas de mi primer cómic Y el termómetro ¿cómo funciona?, las dibujé usando Paint, con ratón, mucha muñeca y algo de paciencia. Pero no luce del todo bien publicar cada viñeta como imagen. En Cuaderno Intercultural hallé una serie de herramientas para crear cómics que permite utilizar imágenes propias, uno de ellos es Pikistrips, o Comeeko como se describe en el blog wwwhat's new. Es un programa muy fácil de usar, y para mis gráficos el botón Comic en el panel de Image Effects ayudó a acentuar los trazos. Aquí va el resultado.

Existen herramientas que permiten personalizar personajes pre-diseñados por el programa, como Bitstrips. Aunque no es precisamente un cómic, con La temperatura a escala atómica pretendía enunciar un concepto de manera distendida, aunque debo trabajar más en mi personaje.

La temperatura a escala atómica

2009-09-14T15:15:00.000-07:00

Y el termómetro ...¿cómo funciona?

2009-09-14T13:20:00.000-07:00

Coincidencias termométricas

2009-08-17T16:39:00.000-07:00

¿Qué tienen en común los velocistas Usain Bolt y Tyson Gay? Además de ser los hombres más rápidos del planeta al día de hoy, provienen de los dos únicos países en los que la escala Fahrenheit es utilizada de forma habitual por sus ciudadanos: Jamaica y Estados Unidos. El récord impuesto por el jamaicano Bolt (¡9,58 segundos!) es de infarto.

Fotografía
Récord del mundo de Bolt - Foto finish, Foto AFP, http://www.marca.com/albumes/2009/08/16/bolt/index_4.html

Celsius

2009-08-17T13:44:00.000-07:00

Como ya vimos con Fahrenheit, la evolución del termómetro y las escalas de temperatura fueron fruto de la habilidad, el ingenio, y en última instancia del sentido práctico de sus descubridores. La escala Celsius es buen ejemplo de ello.

Anders Celsius (1701-1744) descendía de una familia de científicos y él mismo era un reconocido astrónomo en Suecia. Durante el curso de sus investigaciones, decidió que la escala Fahrenheit podía serle más útil si ésta fuera centesimal, y fue así que en 1742 inventó la escala centígrada, de 0 a 100 grados. Sólo que designó al punto de ebullición del agua como cero (212° F) y al punto de fusión o congelación del agua como 100° (32° F). Es decir, al revés de lo que la conocemos ahora.

Aunque nos parezca algo ilógico, para Celsius su escala tenía mucho sentido. Sus mediciones se limitaban mayormente a condiciones del tiempo, y con su nueva escala podía obtener sólo valores positivos de temperatura. Al parecer los valores negativos no eran muy populares en esos tiempos.

Como con Fahrenheit, la modificación de la escala diseñada por Celsius tuvo lugar después de su muerte, ocurrida por tuberculosis a los 42 años. Fue el afamado botánico sueco Carl Linnaeus (1707-1778), colega de Celsius en la Universidad de Uppsala, quien invirtió la escala. En 1745, Linnaeus se encontraba enfrascado en la restauración del Jardín Botánico de la universidad, cuando advirtió la utilidad de registrar los datos de temperatura de los invernaderos. Fue así que en Diciembre de 1745 aparece por primera vez publicado, como pie de página en un artículo, la descripción de la nueva escala: "... nuestros termómetros muestran 0 en el punto en que el agua se congela y 100 grados a la temperatura de ebullición del agua". Nuevamente, el sentido práctico primaba, para Linnaeus las condiciones biológicas que él medía se reflejaban mejor en esta nueva escala. No le preocupaban los valores negativos de temperatura puesto que las plantas no sobreviven a valores menores de 0° C.

Referencias

InDepthInfo, "Anders Celsius and His Scale", http://www.indepthinfo.com/temperature/celsius.htm
Linné on line, Uppsala University, "Linnaeus' thermometer", http://www.linnaeus.uu.se/online/life/6_32.html

Fahrenheit

2009-08-17T10:46:00.000-07:00

La propiedad de dilatación y contracción de muchos líquidos al ser expuestos al calor y al frío fue utilizada ya desde finales del s. XVI en la fabricación de termómetros. Agua, vino, mercurio o aceite de linaza eran los más usados. Pero estos primeros termómetros tenían poca utilidad por su escasa precisión, en parte debido a que se desconocía cómo se expandían los fluidos, a la baja calidad de las columnas de vidrio que se fabricaban en ese entonces, pero sobretodo a la falta de una escala que permitiera cuantificar las variaciones de temperatura de manera reproducible. Fue en 1714 cuando ocurrió el gran cambio con la invención del termómetro de mercurio por Fahrenheit.

Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), nacido en lo que hoy es Gdansk, fue de profesión comerciante, pero de vocación hombre de ciencias. Su interés por las ciencias naturales lo llevó durante uno de sus viajes (1708) a visitar al astrónomo danés Olaf Rømer, quien años antes había desarrollado una escala termométrica propia que le permitiera ajustar sus mediciones astronómicas para que no difieran con el paso del verano al invierno.

Conocedor de la importancia de contar con instrumentos científicos de gran precisión, Fahrenheit se dedicó a su fabricación una vez establecido en Amsterdam. Su habilidad como soplador de vidrio le permitió construir finas columnas de vidrio de gran regularidad que permitían una mejor graduación. Experimentó primero con agua en sus termómetros, luego en 1709 con alcohol (Rømer empleaba vino mezclado con azafrán), para luego decantarse en 1714 por mercurio, que a diferencia del alcohol podía obtenerse en un alto estado de pureza y tenía un coeficiente de expansión casi lineal. Finalmente, basó su escala de temperaturas en la utilizada por Rømer, que hacía uso de 3 puntos de referencia: cero grados, correspondiente a la temperatura más fría conocida en ese entonces (que Fahrenheit asignó a la que se obtenía al mezclar hielo y agua con sal común); la temperatura de congelación del agua; y, la temperatura corporal como el punto de calibración más alto. Modificó la escala original de Rømer ampliándola (la temperatura corporal pasó de ser 22,5 grados Rømer a 96 grados Fahrenheit), para obtener valores enteros de temperatura, de tal manera que establecía 180° entre la temperatura de fusión y la de ebullición del agua (32° y 212° F). Pulió su escala de temperaturas una y otra vez para hacerla más precisa, hasta convertir su termómetro de mercurio en el primer termómetro comercial de gran aceptación. Aunque la mayor demanda era para observaciones del tiempo (0-96°), Fahrenheit llegó a construir termómetros que llegaban a medir 600°, temperatura a la que ebullía el mercurio en sus termómetros. Su curiosidad lo llevó a comprobar el hecho ya conocido entonces de que el agua hervía a una temperatura fija, por más calor que se le aplicara, para luego descubrir por su cuenta que líquidos puros poseían p.eb. determinados. Dio clases de química en Amsterdam, y en 1724 fue nombrado miembro de la Royal Society, con la que publicó muchos de sus hallazgos.

Aunque muy buena para la época, la escala Fahrenheit no era del todo precisa, su problema radicaba en la elección de sus referencias. Saltan las sospechas cuando describe que el valor cero de su escala, "la mezcla de hielo, agua y cloruro de amonio o inclusive agua de mar", "se obtiene mejor en invierno que en verano"; y que el tercer punto de la escala (96°) se obtenía "al sostener el termómetro en la boca o bajo la axila de un hombre vivo en buena salud ...". El cambio de referencias por las más consistentes temperaturas de fusión y ebullición del agua, y la eliminación del tercer punto de calibración en la escala, solucionó el problema, aunque Fahrenheit no vivió para ver estos cambios.

Referencias

InDepthInfo, "Fahrenheit: The Man and His Scale", http://www.indepthinfo.com/temperature/fahrenheit.htm
Chemistry Enciclopedia, "Fahrenheit, Daniel Gabriel", http://www.chemistryexplained.com/Di-Fa/Fahrenheit-Daniel-Gabriel.html
Sizes, "Fahrenheit temperature scale", http://www.sizes.com/units/temperature_Fahrenheit.htm
Cecil Adams"On the Fahrenheit scale, do 0 and 100 have any special significance?", http://www.straightdope.com/columns/read/1266/on-the-fahrenheit-scale-do-0-and-100-have-any-special-significance
Chemistry Daily, "Fahrenheit", http://www.chemistrydaily.com/chemistry/Fahrenheit
Cecil Adams, "Why do we have so many temperature scales?", http://www.straightdope.com/columns/read/2191/why-do-we-have-so-many-temperature-scales

Marie Curie

2009-03-09T12:57:00.000-07:00

"Dejamos de temer aquello que se ha aprendido a entender"

En homenaje al Día de la Mujer Trabajadora, aquí va un crucigrama sobre la vida y obra de Marie Curie, creado con el programa HotPotatoes.

Referencias

Curie, M. "Radium and Radioactivity", http://www.physics.ucla.edu/~cwp/articles/curie.htm
Fröman, N. "Marie and Pierre Curie and the Discovery of Polonium and Radium" NobelPrize.org, http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/articles/curie/
Strathern, P. (1999) "Curie y la radiactividad" Siglo XXI de España Editores.

Fotografía

Chemists Pierre Curie and wife Marie Curie in their laboratory, Life, http://images.google.com/hosted/life/l?q=chemist+source:life&prev=/images%3Fq%3Dchemist%2Bsource:life%26ndsp%3D20%26hl%3Des%26sa%3DN%26start%3D20&imgurl=1341b0be4f66d704

Compuestos quitanieves

2009-03-06T03:41:00.000-08:00

Recuerdo una noche preciosa en el campus de NC State después de una nevada, con los árboles coronados por nieve y estalactitas de hielo colgando de sus ramas. Todo alrededor parecía brillar. Como si la escena hubiera sido sacada de una película de cine. Mientras me preguntaba por qué no había gente en las calles disfrutando del espectáculo, casi tuve un resbalón, el primero de muchos que sufrí hasta llegar a casa. Y aunque es indudable la belleza que ofrecen el hielo y la nieve, no es posible olvidar sus peligros para el tránsito por calles y carreteras.

Para mantener a raya los resbalones, patinazos, choques y accidentes a causa del hielo y la nieve, se esparcen millones de toneladas de sustancias químicas para retirar el hielo del pavimento. En una típica operación quitanieves, se retira primero la mayor cantidad de nieve de las carreteras con palas o maquinaria adecuada, y luego una mezcla de sal, arena y/o líquido descongelante se esparce sobre la nieve o el hielo que queda en la superficie. Después de transcurrido el tiempo suficiente para que la nieve o el hielo se suavice, se retira el material resultante (una especie de salmuera).

En contacto con el hielo, los compuestos quitanieves se disuelven lentamente, formando una solución cuyas propiedades difieren de manera importante de los del agua pura. Mientras que el agua se congela a O°C, las soluciones acuosas se congelan a menores temperaturas. Una aplicación práctica del descenso del p.f. son los compuestos quitanieves.

Probemos nuestros conocimientos sobre los compuestos quitanieves, contestando el siguiente test creado con HotPotatoes.

El uso a gran escala de las sales (NaCl, MgCl2 y CaCl2) desde los años 60 para el mantenimiento de carreteras ha generado graves efectos secundarios en su entorno:

Acción corrosiva. Mientras que la oxidación del hierro ocurre espontáneamente en ambientes donde tanto el O2 como el H2O se encuentran presentes, la presencia de sales intensifica la reacción de oxidación. Los iones de las sales actúan como electrolitos, asegurando el flujo de electrones como un puente salino en una celda voltaica. La aplicación de sales en las carreteras puede corroer en pocos años vehículos, puentes y guardaraíles. Es por esta razón que el uso de las sales se encuentra prohibido en los aviones y aeropuertos, donde las condiciones de seguridad son mayores.

Daños medioambientales. Una vez derretido el hielo y la nieve de las carreteras, las sustancias quitanieves se depositan en la vegetación y el suelo adyacente para depositarse eventualmente en los ríos y acuíferos locales. Los altos niveles de sal en el suelo inhiben la habilidad de la vegetación para absorber agua y nutrientes, disminuyendo su crecimiento y afectando el habitat de los animales de la zona. Por otro lado, el agua salina que entra a los lagos y acuíferos tiende a acumularse en los fondos al ser mayor su densidad, dificultando la circulación del agua. Para mantener un sistema ecológico saludable es esencial la mezcla de las capas de agua para distribuir el oxígeno y los nutrientes dentro de los lagos.

En los años 90 se introdujeron sales orgánicas como alternativa a las sales tradicionales. La más usada es el acetato de calcio y magnesio, menos corrosivo y con un menor impacto medioambiental. Sin embargo, tiene también sus desventajas. Aunque el acetato es biodegradable, su descomposición en CO2 y H2O causa una merma del O2 disuelto en el agua, mientras que en el suelo puede producir la precipitación de carbonatos metálicos e incrementar el pH. Además, funde el hielo a menor velocidad que las sales inorgánicas y es más caro.

En el caso de los aviones, se usan compuestos quitanieves líquidos, que actúan con mayor rapidez sobre el hielo y trabajan a menores temperaturas que las sales sólidas. Son por lo general mezclas de etilénglicol y propilénglicol, a los que se les añade un 10-20% de aditivos: inhibidores de corrosión, agentes espesantes, surfactantes, entre otros. La mezcla resultante exhibe una mayor toxicidad que los glicoles en estado puro, y como los compuestos quitanieves orgánicos antes vistos, también tienen efectos adversos en el medio ambiente: contaminan el agua reduciendo el oxígeno disuelto en las corrientes o lagos al degradarse.

Para retirar el hielo de las pistas de aterrizaje en aeropuertos de E.E.U.U. y Canadá, se emplea acetato de potasio, y en menor escala acetato de sodio, formiato de potasio y formiato de sodio. Su elección se basa en que las sales de acetato tienen un menor efecto medioambiental, y son mucho menos tóxicos que los reactivos basados en urea y glicoles. Pero hay que añadir una desventaja más al uso de estos compuestos: deterioran el asfalto.

Todos coincidiremos en que mantener las carreteras libres de hielo y nieve es esencial para nuestra seguridad en inviernos tan fríos como el que nos ha tocado este año. Pero no por eso podemos cerrar los ojos a los daños que causamos a nuestro entorno usando compuestos quitanieves. Es necesario llevar a cabo una mayor investigación para desarrollar compuestos químicos alternativos a los quitanieves hoy conocidos, pero en el corto plazo es posible reducir el daño medioambiental si empleamos la cantidad adecuada y no un exceso de estos compuestos e instalamos sistemas de recuperación para su reciclado y para capturar los aditivos que se añaden a estas sustancias.

Referencias

Castro, C. "Varios países cuestionan la sal 'quitanieves' por su daño ambiental", Sociedad, El País, 16 Ene 2009.
Viadero, R.C. "Roadway Deicing and the Environment", Government Engineering, Jan-Feb 2005, 32-33, http://www.govengr.com/environment/env_0105.pdf
Kotz, J. C.; Joesten, M. D.; Wood, J. L.; Moore, J. W. The Chemical World: Concepts and Applications, Saunders College Publishing, 1994.
Schueler, T. "Snow, Road Salt, and the Chesapeake Bay", Center for Watershed Protection, http://www.cwp.org/Resource_Library/Special_Resource_Management/ColdClimate/snow_roadsalt_chesbay.pdf
Brown, T. L.; LeMay, H. E.; Bursten, B. E.; Burdge, J. R. en Chemistry-The Central Science, Pearson Education, Inc., N.J., 2003.
Senese, F. "Why does salt melt ice?", General Chemistry Online!, http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/solutions/faq/why-salt-melts-ice.shtml
Helmenstine, A.M. "Melting Snow & Ice with Salt", About.com: Chemistry, http://chemistry.about.com/cs/howthingswork/a/aa120703a.htm
Ramakrishna, D. M.; Viraraghavan, T. "Environmental Impact of Chemical Deicers-A Review", Water, Air, and Soil Pollution 2005, 166, 49-63, http://www.springerlink.com/content/q67285l92u757226/?p=604d72fca59f469eb95d913584c05515&pi=4
Ritter, S. "Aircraft Deicers" C&EN 2001, 79, 30, http://pubs.acs.org/cen/whatstuff/stuff/7901scit5.html
Advanced Asphalt Technologies "AATP Project 05-03: Effect of Deicing Chemicals on HMA Airfield Pavements" 2007, http://www.aaptp.us/Report.Interim.05-03.pdf
Posegate, A. "Deicer Dilemma: How to Choose and How to Use" Metro, Washington Post, Jan. 29, 2009, http://voices.washingtonpost.com/capitalweathergang/2009/01/deicer_dilemma.html

Fotografías

Luis Sevillano "Operarios de limpieza echan sal contra las heladas" Sociedad, El País, 16 Ene 2009, http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Varios/paises/cuestionan/sal/quitanieves/dano/ambiental/elpepusoc/20090116elpepisoc_5/Tes
Salinas del Janubio, Lanzarote, http://www.visitacanarias.com/ISLAS/LANZAROTE/SECCIONES/SABOR_MAR/sabor_mar01.html

Hielo

2009-02-11T10:30:00.000-08:00

Muchos recordaremos este invierno como uno de los más fríos de los últimos años. Fuertes vientos, lluvias constantes, mucha nieve, .... Y aunque en Canarias no es frecuente ver estampas nevadas como las que se ven en los bosques de Alemania, finalmente ha sido el último temporal el que nos ha dejado nieve en las cumbres.
Pero si a gran escala la nieve nos proporciona paisajes de gran belleza, a nivel microscópico los cristales de hielo son una obra de arte.
Sorprende saber que los copos de nieve se forman en las nubes sobre partículas de polvo, cuya superficie ayuda a que el vapor de agua se condense para convertirse luego en cristales de hielo. ¿Pero cómo adquieren esas formas simétricas tan espectaculares?

Para entenderlo, necesitamos conocer en primer lugar cómo se ordenan las moléculas de agua en estado sólido, es decir la geometría de su estructura cristalina, la cual se encuentra fuertemente condicionada por la presencia de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua. Son muchas las estructuras cristalinas que se conocen para el hielo, cada una de ella estable sobre un rango de presión y temperatura. En el hielo ordinario, que se forma a cero grados y 1 atm, cada molécula de agua forma cuatro enlaces de hidrógeno a otras cuatro moléculas de agua.

A nivel tridimensional, el hielo forma entonces una estructura de hexágonos arrugados o fruncidos. Cada lado del hexágono consiste de un enlace covalente O-H (ca. 0,98A) y de un enlace de hidrógeno (ca. 2,75A). Como resultado del arreglo hexagonal de las moléculas de H2O en la estructura cristalina, los cristales de nieve muestran una simetría hexagonal.

A tamaños muy pequeños, los cristales de nieve toman la forma de prismas hexagonales, pero a medida que el cristal crece surgen pequeñas ramificaciones desde cada esquina del hexágono, ramificaciones que van creciendo en tamaño al continuar el proceso de cristalización y de las que a su vez brotan nuevas ramificaciones, obteniéndose formas más elaboradas además de únicas. El proceso por el que aparecen estas ramificaciones, así como la complejidad de las mismas, es tema de estudio en el área de física. La forma cómo crecen los cristales de nieve está sujeto a un delicado equilibrio entre hielo y vapor de agua, equilibrio que depende de la temperatura y la humedad del medio. Estos estudios son un buen ejemplo de lo que comúnmente se denomina ciencia básica. El conocimiento de cómo, cuándo y por qué se auto-ensamblan las moléculas de agua en determinadas estructuras, es potencialmente valioso pues podría permitir extrapolarlo a otro tipo de materiales y aplicaciones.

Aparte de las bellas figuras que nos ofrece, la estructura del hielo es responsable de la menor densidad del hielo (0,917 g/mL) respecto al agua líquida (1,000 g/mL). El hielo cristalino contiene una gran cantidad de espacios vacíos en los centros de los anillos hexagonales, lo que resulta en moléculas de H2O más separadas en el hielo que en el agua líquida cerca del punto de fusión, y en consecuencia en una menor densidad. Esta diferencia de densidades tiene consecuencias significativas en la naturaleza, puesto que al flotar el hielo sobre el agua, impide que en climas gélidos los fondos marinos se congelen y que la vida subacuática desaparezca en esas zonas. La menor densidad del hielo implica también un aumento de volumen al congelarse el agua, algo que más de uno habrá notado al intentar enfriar envases de refresco, cerveza o vino en el congelador.

Referencias

Kotz, J. C.; Joesten, M. D.; Wood, J. L.; Moore, J. W. (1994) The Chemical World: Concepts and Applications, Saunders College Publishing
Cotton, F. A.; Wilkinson, G. (1988) Advanced Organic Chemistry, John Wiley & Sons.
SnowCrystals.com, http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/, y referencias allí citadas.
The Crystal Chemistry of Snowflakes, ChemLin-Virtual Chemistry Library, http://www.chemlin.net/news/2006/dec2006/crystal-chemistry.htm

Fotografía

"La fuerte ola de frío se lleva a una anciana en Alemania", Agencia EFE (7/1/2009), publicada en Diario de Avisos, Tenerife.

Recursos virtuales para el profesor de química

2008-12-27T11:17:00.000-08:00

Basado en uno de mis trabajos del curso e-Learning 2.0.
La introducción de las TIC en la enseñanza de la química busca promover un aprendizaje más inquisitivo, descentralizado y participativo. Para ello es fundamental que el profesorado esté capacitado para aprovechar las posibilidades de las nuevas tecnologías, como es el uso interactivo con el material educativo, el desarrollo de proyectos colaborativos, la utilización de materiales multimedia de apoyo, y el uso de nuevos sistemas de autoaprendizaje. En internet se puede encontrar una serie de recursos para la autoformación de los profesores de química, entre ellos:

Tutoriales o cursos virtuales
Herramientas de autor
Portales educativos
Edublogs de química

1. Tutoriales
a) Herramientas web 2.0 para el aula. Muchos de los cursos han sido elaborados por profesores de manera altruista.

b) Software educativo

Aula 21. Para programas como WebQuestions 2.0 y HotPotatoes. Consejos para diseñar WebQuest y Cazas de Tesoros.
Bitácora de Aníbal de la Torre. Cursos sobre Moodle, PowerPoint, etc.

2. Herramientas de Autor
No existen demasiadas aplicaciones buenas y de fácil uso para crear actividades interactivas; entre ellas destacan las siguientes:

Crocodile Chemistry. Software propietario (de pago). Simula un laboratorio de química donde es posible diseñar experimentos y reacciones químicas.
Course Genie. Software propietario. Permite que los materiales desarrollados en Word sean convertidos fácilmente en cursos interactivos basados en páginas web.
eXe. Software de código abierto y gratuito. Permite crear módulos educativos, conteniendo p. ej. objetivos, estudios de caso, actividades de lectura, cuestionarios, etc., y exportarlos de maneras diferentes.
LIM. Software de uso libre. Permite crear actividades de tipo Flash.
HotPotatoes. Software gratuito para educación. Hace posible elaborar cuestionarios y actividades interactivas basadas en páginas web. Permite integrar animaciones Flash.
Reseña de Recursos para Química

3. Portales Educativos
Ofrecen todo tipo de recursos virtuales para el aula. Ejemplos de portales para la enseñanza de química son:

4. Edublogs de química
Redes o comunidades de profesores de química que colaboran en el desarrollo de actividades educativas virtuales. Algunos ejemplos son:

Un último pensamiento antes de acabar con esta serie de posts dedicados a la web social en la educación. Las TIC aplicadas en educación no garantizan por sí mismas la calidad o innovación en la enseñanza. Es el cambio hacia un aprendizaje activo por parte del estudiante (que debe ser enseñado por el profesor) lo que promete conseguir una actitud inquisitiva y una base científica sólida en el alumno.

Saludos navideños

2008-12-22T17:18:00.000-08:00

Fotografía: Retablo Ayacuchano expuesta en XVI Muestra Iberoamericana de Artesanía - Tenerife

Solventando los riesgos

2008-12-12T12:15:00.000-08:00

Basado en uno de mis trabajos para el curso e-learning 2.0.
La solución a los retos que plantea la web social en la educación puede resumirse en tres premisas básicas:

compromiso inequívoco por parte de las autoridades educativas para realizar proyectos estratégicos que fomenten y faciliten el uso de las TIC en los centros de enseñanza,
capacitación adecuada del profesorado, y
desarrollo del pensamiento crítico en el alumno.

A continuación se analizará algunas respuestas a los retos planteados con mayor detalle:

1. Mejora de los recursos en las escuelas

Se reduce la división digital entre estudiantes dotando a los centros no solamente de recursos tecnológicos sino, y sobretodo, de recursos pedagógicos que ayuden al alumno a desarrollar las habilidades necesarias de manera efectiva. Los ordenadores de los centros deben renovarse cada pocos años para no quedar desfasados, se debe contar con conexión a Internet de alta velocidad, un servicio técnico que mantenga la infraestructura en buenas condiciones, un coordinador TIC (con tiempo liberado para que cumpla esta función) que sirva de enlace entre el profesorado y las autoridades para la implementación de las iniciativas educativas, formación continua de los profesores, voluntad y compromiso por parte de las autoridades competentes y del profesorado para asumir las ventajas de las nuevas tecnologías y hacer uso de ellas.

2. Mejora del material educativo

Una forma de reducir la injerencia de los intereses del mercado en la información que recibe el alumno, es creando material educativo virtual de calidad al que se pueda tener acceso. Esto es posible conseguirlo con un mayor trabajo cooperativo entre docentes, creando grupos de trabajo interdisciplinares e intercentros, cuyo objetivo final sea formar redes de conocimiento. En esta labor cooperativa de generación de contenidos deben ser incluidos los estudiantes y empresas, cuyas inquietudes y diferente visión de la realidad, ayudarían a enriquecer el material educativo.

3. Enseñando a buscar información en la red

La mejor forma de conseguirlo es usando el propio potencial de la web social. Se les enseña a rastrear información en la red empleando buscadores, recurriendo al uso de las taxonomías (etiquetado), sindicadores (feeds), y marcadores sociales (como del.icio.us). Y de manera inversa, enseñándoles a distribuir su propio material (blogs, wikis, ...) y empleando estas herramientas para que aprendan de primera mano cómo hacerse escuchar dentro de la web. En el futuro la búsqueda de la información podrá ser más rápida si iniciativas como la llamada web semántica (web 3.0) fructifican.

4. Desarrollo del pensamiento crítico

Es uno de los mayores desafíos que conlleva la web social. Una manera de desarrollar esta cualidad es haciendo uso de las actividades como las llamadas webquests (búsquedas en la web), en las que se requiere que el alumno extraiga información de una serie de páginas web (predeterminadas por el profesor), para luego recopilar sus hallazgos en un informe. De esta manera, se expone al estudiante a una variedad de opiniones y lo entrena para formar sus propias ideas y plasmarlas por escrito (con lo que también desarrolla sus habilidades de redacción). La creación de blogs y wikis coordinadas y guiadas por el profesor, en los que el alumno debe generar contenido propio, así como su participación en foros de discusión, lo educa para desarrollar un pensamiento crítico, y diferenciar la información válida del ruido.

5. Inculcando responsabilidad

Una vez más la solución está en "aprender haciendo" (learning by doing). La creación de material virtual como trabajo de clase permite no sólo desarrollar una actitud crítica del alumno con la información que lea, sino también un sentido de responsabilidad con la información que él escriba y publique en la web. Crear contenido relevante, contrastar la información que publique, verificar su autenticidad, defender sus puntos de vista, corregir y enmendar si es necesario, desechar el anonimato e identificarse a la hora de opinar o proporcionar información, y el respeto a la propiedad intelectual.

6. Uso de herramientas de código abierto y material de acceso abierto

Una labor importante es enseñar a los alumnos a tomar decisiones sobre cómo desear compartir el material que publiquen, es decir el tipo de licencias que recogen los derechos de autor. Entre ellos cabe promover las licencias Creative Commons para contenidos y copyleft para software, que promueven la colaboración y el uso común de la propiedad intelectual. Las ventajas de este tipo de licencias en e-learning son muchas al ser los materiales gratuitos y compartidos ampliamente, beneficiando especialmente a las comunidades con pocos recursos que no pueden adquirir software, sistemas operativos, material educativo, etc.

7. Conductas éticas

La mejor forma de educar al alumno en valores es dando ejemplo. El profesorado debe dar ejemplo manteniendo un comportamiento ético intachable en la utilización de las TIC. Por otro lado, elaborar un código de conducta en colaboración con los alumnos puede ser provechoso porque obliga al alumno a reflexionar sobre las prácticas que él usa en la red.

8. Políticas de privacidad

Es el talón de Aquiles de la web social. Las políticas de privacidad de los proveedores de servicios de la web social varían mucho y el riesgo de que nuestros datos puedan ser utilizados para otros fines diferentes a los que inicialmente fueron proporcionados es elevado. Cada vez que se proporciona información personal en una red pública para que otra gente lo vea y posiblemente altere, uno debe hacer balance entre conservar su privacidad y el valor que da al compartir su creación.

9. Formación permanente

El profesorado y el sistema educativo en general, debe ser consciente de la limitación temporal de las herramientas y de los conocimientos ofrecidos por la web, de allí la necesidad de adaptarse a los cambios. La formación permanente es ya una exigencia cuando hablamos del uso de las TIC, para lo cual es necesario mantener centros y cursos de capacitación, así como la creación de estímulos para el profesorado.

La gran mayoría de los que usamos la web, si es que no todos, estaremos de acuerdo en que los beneficios de la web social en la educación sobrepasan los riesgos que ésta conlleva. Pero no podemos negar que éstos existen, y está en manos de la comunidad educativa (y por qué no, de todos los internautas en general) minimizar estos riesgos para que la web sirva de manera eficaz en la educación.

Referencias

C.C. Romaní, H.P. Kublinski, "Planeta Web 2.0, Inteligencia Colectiva o Medios Fast Food", Septiembre 2007, http://www.planetaweb2.net/
The Horizon Report, 2008, http://www.nmc.org/pdf/2008-Horizon-Report.pdf
"Competencias TIC para docentes", Congreso Virtual, Congreso Nacional Internet en el Aula, Junio 2008, http://www.congresointernetenelaula.es/virtual/?q=node/430&espacio=8
"La formación en el uso didáctico de las TIC: un reto donde seguir avanzando", Congreso Virtual, Congreso Nacional Internet en el Aula, Junio 2008, http://www.congresointernetenelaula.es/virtual/?q=foros&c=showthread&ThreadID=124
C.A. Collazos O., L. Guerrero, A. Vergara, "Aprendizaje Colaborativo: un cambio en el rol del profesor", Actas del Tercer Congreso de Educación Superior en Computación, Punta Arenas, Chile, Noviembre 2001, http://www.dcc.uchile.cl/~luguerre/papers/CESC-01.pdf
A. Escobar, "Relación entre ética docente y educación en valores", http://www.monografias.com/trabajos55/etica-en-mundo-complejo/etica-en-mundo-complejo.shtml
T. Guzmán Hernández, "La universidad ante los retos que plantea la sociedad del conocimiento, ante los avances tecnológicos en las TIC, Instituciones bimodales versus presencialidad" Tecnología en Marcha, Vol. 21-1, Enero-Marzo 2008, p. 4-15, http://www.itcr.ac.cr/publicaciones/tecnologia_marcha/pdf/tecnologia_marcha_21-1/4-15.pdf
J. L. Cabello, "¿Qué entendemos por la alfabetización digital?", blog El Camarote, publicado 18 Feb 2008, http://camarotic.es/?p=8
J.L. Cabello, "El Informe McKinsey y las TIC", blog El Camarote, publicado 25 Feb 2008, http://camarotic.es/?p=97
H. Jenkins, "Confronting the Challenges of Participatory Culture: Media Education for the 21st Century", Mac Arthur Foundation, Octubre 2006, http://www.projectnml.org/files/working/NMLWhitePaper.pdf

Riesgos en el uso de la web social

2008-12-12T09:37:00.000-08:00

Basado en uno de mis trabajos para el curso e-learning 2.0.

La web 2.0 está potenciando un conjunto de prácticas sociales, complejas y aún en desarrollo, que puede traer grandes beneficios en la educación de niños y jóvenes, pero que también conlleva serios riesgos. Entre ellos se puede mencionar:

la desigualdad de formación entre estudiantes,
problemas de veracidad y transparencia en la información,
la falta de control en la web,
el desfase de habilidades y conocimientos,
problemas de comunicación.

1. Desigualdad en la formación
El uso práctico de las nuevas herramientas tecnológicas es indispensable para conseguir las habilidades, conociemientos y oportunidades de participación que trae la web social. La falta de acceso igualitario a estos medios plantea una brecha educativa entre alumnos que puede afectar su entrada al mundo laboral o causar un menor aprovechamiento en sus estudios universitarios.

2. Transparencia de la información
Ya es difícil encontrar material idóneo sólo por el hecho de haberse convertido la web en un enorme repositorio de información. Los estudiantes, en su gran mayoría, adolecen de un sentido crítico que les permita distinguir la información interesada o parcial del material válido y contrastado. Existe el peligro que adquiera conocimientos, valores y juicios equivocados. Dos son las causas que afectan la calidad de la información:

Intereses comerciales. Los conceptos, proyectos y prácticas de la web 2.0 viene siendo desarrollado y dirigido por intereses comerciales. Son las reglas del mercado y la práctica de los sponsors los que muchas veces condicionan lo que vemos y lo que no vemos.

Fuentes no contrastadas. Dentro de esta categoría se encuentra aquella información producida por autores no profesionales en la materia (amateurs). No suelen dar referencias en su trabajo, o se escudan en el anonimato para vertir sus opiniones. Una falsa imagen de autoridad en la materia puede llegar a confundir a un lector inexperto.

3. Falta de control en la web
Los mensajes de aprendizaje colaborativo y apertura que pregona la web 2.0 proporcionan a muchos una excusa para la transgresión de normas básicas, como las de violación de la propiedad intelectual (copyright) y la apropiación de datos personales.

Violaciones de copyright. La facilidad de apropiarse de material ajeno en la web se refleja en el "copiar y pegar" para realizar trabajos de clase, en utilizar el e-mule para bajar música y películas, en las copias ilegales de programas de software, etc. El falso concepto de que TODO el conocimiento que hay en la red es de propiedad colectiva y/ gratuito, ha llevado a cuestionar los derechos de autor. Por otro lado, asuntos como la certificación de autoría o la propiedad de un trabajo colaborativo presenta dificultades para ser evaluadas.

Apropiación de datos personales. Hay una apreciación muy baja entre los jóvenes del riesgo que supone depositar en la web datos personales, fotografías, etc. Los datos e información que aportamos tienen mayor exposición pública y entre ellos habrá quienes busquen apropiarse de nuestros datos personales con fines comerciales (empresas), delictivos (atracadores virtuales, depredadores sexuales), intimidatorios (cyberbullying), etc.

4. Rápido desfase
El negocio de la era de la información gira en torno al desfase planificado y a la creación constante de productos y aplicaciones. La rápida evolución de las herramientas y aplicaciones informáticas hace difícil generar y mantener contenidos educativos que incorporen los nuevos avances tecnológicos.

5. Problemas de comunicación
Es necesario recordar que la web social es una web esencialmente de lecto-escritura y en consecuencia crea limitaciones a un alumnado que no sepa expresarse con propiedad a través del lenguaje escrito. Estas dificultades se ven reflejadas tanto en su capacidad de transmitir sus dudas sobre la materia en estudio, como de exteriorizar sus emociones (motivación, desconcierto, angustia, ...).

Pero estos riesgos no entrañan problemas totalmente insalvables. Las soluciones están en manos de todos los miembros de la comunidad educativa. En el siguiente post se dará una serie de posibles soluciones a estos retos.

¿Conoces algún otro riesgo que traiga el uso de la web social?

Las referencias consultadas para este post se listan en el post siguiente.

TEMA DEL MES: La Web Social en la Educación

2008-12-06T14:42:00.000-08:00

Así como Noviembre pudo haberse llamado el Mes de la Nutrición, Diciembre de 2008 pasará a ser para Quimistorias el Mes de la Web Social en la Educación. El propósito de este y los próximos posts es exponer los pros y los contras de las nuevas herramientas que proporciona internet en la educación y sus usos en la enseñanza de la química.

Este blog es un ejemplo de las posibilidades que ofrecen las nuevas herramientas tecnológicas, en la que yo como usuaria de la red puedo publicar y compartir información en una variedad de formatos (texto, fotos, videos, sonido) de forma rápida y sencilla. Pero aunque ahora parezca lejano, fue hasta sólo unos años atrás que los usuarios de internet éramos meros participantes pasivos, donde sólo se nos permitía leer (recibir) información.

Lo que hoy se conoce como la web 2.0, web de lecto-escritura, o web social, es un medio bidireccional, activo, basado en la contribución, creación y colaboración, y en la que basta tener acceso a internet y a un navegador. El componente clave de la web social es la facilidad de uso de una serie de nuevas herramientas tecnológicas (software) que promueve la interacción entre usuarios. Escribir un blog, colgar un video en YouTube, subir fotos en Flickr, contribuir en wikis como Wikipedia, o desarrollar una red social en MySpace, están cambiando la forma, y los motivos, de crear información, y estableciendo nuevas maneras de comunicarse.

Como herramienta educativa, la web social proporciona una nueva forma de aprender. El alumno pasa de mero receptor de información a gestor y creador de su propio conocimiento, y el profesor de transmisor de información se convierte en guía, facilitador y organizador del aprendizaje. Por supuesto, el propósito último del uso de internet en el aula y de este cambio metodológico es mejorar la participación, el interés, y por ende, la educación del estudiante.

Pero así como muchas son las luces de la web social, también tiene sus sombras. El carácter abierto de la web social conlleva una serie de riesgos que serán analizados en el siguiente post.

Regalo de risas

2008-11-30T14:58:00.000-08:00

A mis viejos compañeros y amigos de Química en la PUCP.

De los mejores regalos de cumpleaños que he recibido. Fue un espectáculo sencillamente Pero debo rectificarme de un post anterior, en el que identifiqué mal a un miembro de Les Luthiers (me dí cuenta del gran error a mitad del espectáculo). No es Carlos Núñez "el químico" (el primero de la derecha en la imagen), el que nos hizo reír con las historias de Mastropiero, sino Daniel Rabinovich (en el centro), notario de profesión.

Proteínas

2008-11-30T10:40:00.000-08:00

Entre mis nutrientes favoritos, las proteínas están a la cabeza de la lista. Y no sólo porque soy adicta a la leche (fría y sin azúcar), al bistéc recién hecho o a un plato de arroz con arvejitas (guisantes), sino porque a nivel molecular son una maravilla de la naturaleza.

Comencemos por decir que las proteínas son una enorme familia de sustancias que están presentes en todo tipo de células. Tal es así su presencia en nuestro organismo, que alrededor del 50% de nuestro peso en seco es proteína. El cuerpo humano contiene cerca de 100.000 proteínas diferentes. Sirven como componentes estructurales en los tejidos, piel, uñas, músculos y tendones; como catalizadores en síntesis biológicas y reacciones de degradación (enzimas); como hormonas, anticuerpos y neurotransmisores. Transportan oxígeno en la corriente sanguínea, así como también parte de los productos de deshecho del metabolismo. Ningún otro tipo de compuestos tiene tal variedad de funciones en los seres vivos.

Pero, cualquiera que sea su función, todas las proteínas son químicamente similares al estar compuestas por los mismos bloques básicos (building blocks), llamados aminoácidos. La naturaleza del grupo R establece la diferencia entre uno y otro aminoácido.

En las proteínas, los aminoácidos se encuentran unidos unos a otros a través de enlaces amido (enlace peptídico), formando polímeros (polipéptidos) de gran tamaño. Lo que es sorprendente es que todas las proteínas en el cuerpo humano están constituídas por sólo 20 aminoácidos diferentes. Y lo que es aún más sorprendente es la preferencia exclusiva de la naturaleza por sólo el enantiómero L en todos los aminoácidos procedentes de los seres vivos (con la excepción de la glicina, que no es quiral).

La mayoría de las proteínas incluyen, además de moléculas de polipéptidos, pequeñas moléculas orgánicas y/o iones metálicos (grupo prostético), sin cuya presencia la proteína en su conjunto carecería de su función biológica característica.

El arreglo o secuencia de aminoácidos a lo largo de la cadena de una proteína (estructura primaria) le da su identidad única. El cambio en sólo un aminoácido puede alterar las funciones características de la proteína. Por otro lado, la naturaleza de los grupos R determina en gran medida el arreglo tridimensional de las proteínas (caracterizado por sus estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria), determinante para el adecuado funcionamiento de una proteína. Así, la molécuala se dobla o se pliega de tal forma que minimiza el contacto de grupos hidrofóbicos con el medio acuoso y maximiza los contactos de los grupos hidrofílicos con las moléculas de agua. El enlace de hidrógeno, los enlaces puentes disulfuro, y los enlaces iónicos son otros tipos de interacciones que afectan la disposición espacial de las proteínas.

La ingesta de proteínas a través de los alimentos es la forma que tiene el cuerpo de obtener aminoácidos para la síntesis de sus propias proteínas. Nuestros cuerpos pueden sintetizar 10 de estos aminoácidos en cantidades suficientes para cubrir nuestras necesidades. Los otros 10 (algunos hablan sólo hablan de 8, al excluir a la cisteína y la histidina) deben ser ingeridos y se les denomina aminoácidos esenciales porque son componentes necesarios de nuestra dieta. Pero tan importante como la cantidad es la calidad de proteína que se ingiere. Proteínas que no posean o que tengan sólo pequeñas cantidades de algunos aminoácidos se dice que son de bajo valor biológico. Es por ello que se necesitan en cantidades mayores. Muchas proteínas vegetales son pobres en lisina y metionina. Por ejemplo, proteínas de legumbres contienen sólo pequeñas cantidades de metionina, mientras que las proteínas del arroz, trigo y maiz son pobres en lisina, así que una combinación de arroz y arvejas (guisantes) proveerían de los aminoácidos esenciales. Por el contrario, en las proteínas animales, todos los aminoácidos se encuentran en una proporción balanceada. Una dieta que incluya carne, leche, huevos o queso provee de todos los aminoácidos esenciales.

Antoine Lavoisier

2008-11-16T14:05:00.000-08:00

Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) fue un químico francés cuyas cuidadosas mediciones cuantitativas y precisos experimentos, convirtieron la química del siglo XVIII en ciencia. Lavoisier perteneció a la aristocracia parisina, y aunque estudió leyes, dedicó gran parte de su tiempo libre a la química. Sus mayores hallazgos fueron fruto de sus estudios en reacciones de combustión. La inclusión del peso de los gases en el balance de masas durante una reacción, le permitieron elaborar su famoso principio de que "nada se gana ni nada se pierde" en una reacción química. En su libro "Elementos de Química" publicado en 1789, Lavoisier enuncia su ley de la conservación de la masa de la siguiente manera: "Podemos establecer como un axioma incontestable que, en todas las operaciones del arte y la naturaleza, nada se crea; una cantidad igual de materia existe tanto antes como después del experimento".

Lavoisier supo interpretar la investigaciones realizadas por otros científicos, como los de Joseph Priestley y Henry Cavendish, que unidos a sus propios experimentos, lo condujeron a ser el primero en dar a conocer la existencia del gas oxígeno; a demostrar que el agua no era un elemento como se creía en ese entonces, sino que estaba compuesto por oxígeno e hidrógeno; y, a determinar que el aire esta formado principalmete por una mezcla de un gas inerte (ázoe o nitrógeno) y otro activo (oxígeno). Estos hallazgos lo llevarían a probar la participación del oxígeno del aire en la combustión, poniendo fin a la teoría del flogisto.

Sus estudios se extendieron al proceso de respiración de los seres vivos. En colaboración con el matemático Pierre Simon de Laplace, Lavoisier observó que el calor producido por una coballa al exhalar una cantidad determinada de CO2, es similar a la cantidad de calor producido por la combustión de carbón para dar la misma cantidad de CO2. Este resultado les permitió concluir que la respiración era en realidad un proceso de combustión. Aunque no llegaron a entender los detalles del proceso (supusieron que la reacción tenía lugar en los pulmones y no en las venas y arterias, como luego descubriría Magnus en 1837), este fue un paso importante en el desarrollo de la bioquímica.

Asimismo, se le reconoce como uno de los pioneros de la nutrición. Con la ayuda del químico Armand Séguin, Lavoisier midió el calor producido por el cuerpo cuando es sometido a esfuerzo físico y al consumo de diversas cantidades y tipos de alimentos. Un dibujo realizado por Madame Lavoisier, que se ilustra a sí misma tomando notas en una mesa cercana, muestra a Séguin sentado y presionando un pedal, con una máscara de cobre en su rostro que captura el aire expirado. Un médico toma el pulso de Séguin para determinar los efectos del ejercicio físico y el consumo de alimentos.

Sus descubrimientos científicos no lo pudieron proteger de la intolerancia del Reino del Terror de la Revolución Francesa. Su condición de inversionista en una compañia recaudadora de impuestos, le supuso la muerte por guillotina en 1794. A la petición de clemencia por parte de su esposa y sus colegas, alegando lo mucho que Lavoisier había hecho por la Revolución como químico, se les respondió con esta célebre frase: "La Revolución no necesita de científicos".

Nutrición-Desnutrición

2008-11-06T13:50:00.000-08:00

El 16 de Octubre se celebró el Día Mundial de la Alimentación. En un momento en que todos parecemos tener sólo ojos y oídos para la crisis financiera, la prensa ha sido capaz de encontrar un resquicio entre sus titulares para traernos la cruda realidad de más de 900 millones de personas que pasan hambre. Es más, en países como Perú, uno de cada cuatro niños de entre 1 y 5 años sufre desnutrición crónica.

Pero a primera vista, no parece lógico que países como la India, Ecuador o Perú sufran problemas de desnutrición cuando son de los mayores productores y exportadores mundiales de algunos alimentos (arroz, plátano y espárragos, respectivamente). Y es que saciar el hambre no implica necesariamente librarse de la desnutrición.

Se define nutrición al proceso mediante el cual el organismo incorpora, transforma y utiliza diversas sustancias (nutrientes) necesarias para el buen funcionamiento del cuerpo. Los alimentos contienen además de los nutrientes, otras sustancias sin valor nutritivo, que pueden condicionar el aspecto físico, textura, olor y gusto del alimento.

Los nutrientes son, entonces, compuestos químicos que participan activamente en las reacciones metabólicas para mantener las funciones del organismo. Todos ellos contribuyen al funcionamiento celular. Hay seis grandes clases de nutrientes: proteínas, carbohidratos, lípidos o grasas, minerales (en los que se incluye el agua), y vitaminas. Las grasas y los carbohidratos son nuestras mayores fuentes de energía. En tiempos de ayuno o hambruna, el cuerpo es también capaz de generar energía a partir de las proteínas. Las membranas que envuelven todas las células de nuestro cuerpo están hechas principalmente de moléculas de lípidos, aunque también están presentes moléculas de proteínas y carbohidratos. Todos los catalizadores celulares (enzimas) son en esencia proteínas, pero muchas de ellas no pueden funcionar sin la presencia de moléculas relativamente pequeñas de vitaminas.

Debido a que no existe un único alimento que contenga todos los nutrientes necesarios, o de tenerlos no están presentes en cantidades suficientes, es indispensable ingerir periódicamente una amplia variedad de alimentos.

Un informe sobre desnutrición materno infantil (2008) realizado por la revista médica The Lancet, alerta sobre la importancia de una nutrición adecuada los dos primeros años de vida. Las consecuencias de la desnutrición infantil, principalmente por deficiencia de hierro y micronutrientes como vitamina C, zinc y calcio, se traducen en menor peso y talla, así como en daños irreversibles en el desarrollo físico, intelectual y emocional.

Las políticas económicas de los años 80 fomentaron la rentabilidad económica de los alimentos, de tal forma que los países en desarrollo "abandonaron los cultivos orientados a la alimentación de la población y se centraron en la producción destinada a la exportación". Para que países como la India, Ecuador o Perú erradiquen el hambre y la desnutrición, es necesario tomar una amplia batería de medidas (e. g. mayor acceso a la asistencia médica, eliminar las barreras del comercio, evitar la especulación con los alimentos, etc.), pero hay una que es indispensable, "el regreso a las políticas agrarias diseñadas en función de las necesidades de la población".

Y para terminar, quisiera incluir una frase dicha por un responsable del Programa Mundial de Alimentos: "si los gobiernos tienen recursos para rescatar sus bancos, seguro que también deben tenerlos para dar de comer a los hambrientos".

De vuelta ...en imágenes

2008-10-18T13:57:00.000-07:00

Pocas oportunidades como las vacaciones para ver lo que nos rodea con nuevos ojos. En mi caso, era detenerme algún tiempo ante paisajes, motivos festivos y hasta carteles, para encontrarles su atractivo desde el punto de vista científico, y por tanto, como material para este blog.
Algunas de estas escenas lúdico-didácticas quedaron grabadas en alguna de mis cámaras fotográficas. Me es todavía difícil reemplazar mi Minolta tradicional, por las modernas cámaras digitales y por los aún más ligeros teléfonos móviles con cámara incorporada, que permiten descargar las imágenes en el ordenador con una facilidad pasmosa, pero la resolución que obtengo con mi vieja cámara compensa las molestias de tener que escanear las fotografías.
Usando el ingenioso widget que proporciona Picwing, del que tengo conocimiento gracias a los consejos de Esperanza Román, puedo publicar en el blog algunas de esas imágenes.

Nombres con gracia

2008-07-01T17:48:00.000-07:00

¿Cuál es el nombre de mi vaca favorita?

¡Feliz verano!

Laboratorio

2008-06-21T11:23:00.000-07:00

Un químico sintético realiza la mayor parte de su trabajo de investigación en un laboratorio, rodeado de reactivos, material de vidrio, equipo electrónico, ... Los hay que tienen ventana al exterior (por lo que te das cuenta si llueve o hace sol, es de día o ya va siendo hora de ir a cenar) y los que son totalmente cerrados. Los que pueden albergar cómodamente a 10 o más investigadores, y otros más pequeños en que no más de 4 pueden trabajar al mismo tiempo. Pero todos ellos cuentan hoy en día con todo tipo de medidas de seguridad.

Por otro lado, una mesa de trabajo (bench, en inglés) puede ser reflejo de la personalidad de un químico. Existen mesas impolutas y ordenadas al finalizar la jornada, con el material limpio y todos los frascos conteniendo los nuevos productos de reacción debidamente etiquetados (por ejemplo: producto #4 impuro, proveniente de purificación por cromatografía (SiO2, hex/AcOEt 4:1); reacción A + B, 3er. intento), y otras donde el orden es más singular y aleatorio, con frascos etiquetados con códigos personales (por ejemplo: A + B (3) - 4, ¡todavía impuro!). La fotografía muestra la que fue mi mesa de laboratorio durante mis últimos días de trabajo doctoral en LSU. Cuando miro hacia atrás, lo único que lamento es no haber tomado más fotografías, aunque claro, sin flash era y es difícil tomar fotos dentro de un laboratorio. Una versión de esta fotografía, remozada con Photoshop (y siguiendo los consejos de Conchi), encabeza el blog.

Cambiar la forma de enseñar la ciencia

2008-06-15T16:12:00.000-07:00

Si es extraño encontrar un químico que sea además poeta, más extraño aún es encontrar a un economista convertido en divulgador de la ciencia. Abogado, economista, ex-político, Eduard Punset (Barcelona, 1936) es en la actualidad profesor de Economía en la Universidad Ramon Llull y presentador del programa de TV de divulgación científica "Redes". Lleva años expresando su firme convicción de que el desarrollo de la sociedad está unido al conocimiento científico de sus ciudadanos, y que para lograrlo es necesario mejorar el sistema educativo. En una entrevista realizada en 2002, Punset habló sin tapujos sobre el estado actual de la educación: "En la educación debería haber una especie de suicidio colectivo: nuestra educación está focalizada, monotematizada, especializada, cuando sabemos que el secreto de lo que viene es la multidisplinariedad, la interconectividad y el unir conocimientos diversos de disciplinas y gentes dispares". En otra entrevista en 2004, reclama un cambio metodológico: "En estos momentos estamos cuestionando no solo la manera de enseñar, sino los propios contenidos. Es necesaria una reforma educativa que vaya mucho más allá de las minucias legales. Sabemos que la enseñanza del futuro no se impartirá sólo en aulas cerradas y aisladas del quehacer económico, industrial y cultural. Las aulas del futuro tendrán algo de museo de la ciencia, algo de talleres de experimentación... no estarán aisladas de la actividad cotidiana. Además será una educación orientada a solucionar problemas, de hacer mucho más que de conocer. Otro punto importante es que no puede haber conocimiento sin interactividad. También será indispensable impartir la enseñanza según las necesidades específicas de cada individuo. Los que damos clase sabemos que, cada vez que cerramos la puerta del aula, lo que hemos enseñado no es útil para la mayoría de las personas que nos estaban escuchando. Sabemos ahora que no podemos dar aspirina a todo el mundo, con la educación ocurre algo similar". Y la educación individualizada ya no es una utopía, es posible obtenerla: "Lo podemos hacer gracias a los avances increíbles en materia de digitalización. Igual que se puede individualizar la oferta audiovisual se podrá diversificar la oferta educativa".
¿No nos recuerda a algunos la esencia del eLearning? No encuentro mejor manera de despedir el curso e-Learning 2.0, que corroborando una vez más el enorme potencial que tiene la enseñanza virtual y la web social en el sistema educativo.
Y volviendo a Eduard Punset, cabe mencionar un par de frases con respecto a su labor divulgativa: "Mi vocación es la de interrelacionar un tipo de investigación con otra y hacerle ver a la gente la relevancia que eso tiene para su vida. Creo que ya hay mucha gente investigando y mucha menos transmitiéndolo". Desde Quimistorias tomamos nota, un saludo.

Agua es vida

2008-06-15T09:46:00.000-07:00

La canción de protesta de Bob Dylan es el himno de la Expo Zaragoza 2008; la estupenda adaptación en español "Llegará la tormenta" la canta el grupo Amaral (video), que inauguró la muestra el 13 de Junio. Pero la Expo más que un homenaje a nuestra fuente de vida, está dirigida a encontrar respuestas a la sostenibilidad del agua, pues es de su existencia de la que depende toda forma de vida conocida en este planeta. No en vano el agua cubre gran parte de la superficie de la tierra (3/4 partes) y representa entre el 50 y 90% de la masa de los seres vivos, un 75% del cuerpo humano. La importancia del agua radica en que casi todos los procesos químicos que suceden en la naturaleza se realizan en medio acuoso.
Son dos las causas que hacen del agua una molécula única: la formación de enlaces de hidrógeno y su gran polaridad. El enlace de hidrógeno (fuerte atracción electrostática que ocurre entre un átomo de hidrógeno enlazado a un átomo electronegativo en una molécula y el par electrónico libre de un átomo electronegativo cercano) es responsable de que los puntos de fusión y ebullición del H2O sean anormalmente altos, y también de su elevado calor específico, su notable calor de vaporización, su gran tensión superficial y su buena conductividad térmica, todos superiores a los de la mayor parte de los líquidos. A esta fortaleza del H2O se le añade su gran polaridad, que la convierte en uno de los mejores disolventes de compuestos iónicos y de compuestos polares, pudiendo romper en muchas ocasiones las moléculas covalentes dando lugar a iones (poder ionizante del agua), que es fundamental para que se realicen muchas reacciones en medio acuoso.
La mala distribución y el desperdicio que se ha hecho del agua la han convertido en un bien escaso. Queda ahora encontrar respuestas rápidas para evitar que en un futuro cercano poblaciones y hasta países enteros no dispongan de este recurso vital.

Vidrio

2008-06-08T15:44:00.000-07:00

Es difícil encontrar un departamento de Química sin un servicio de taller de vidrio, y más difícil aún encontrar un químico que no haya pisado alguna vez uno de estos talleres. Desde la fabricación de material de vidrio nuevo, de las formas más variopintas, hasta las muy socorridas reparaciones, casi todo químico ha visto fundir y moldear vidrio. Pero ¿qué hace al vidrio tan frágil y tan maleable a la vez?
El cuarzo (SiO2) funde a unos 1600ºC, y en el proceso muchos enlaces Si-O se rompen. Cuando al SiO2 líquido se le enfría rápidamente, los enlaces Si-O se vuelven a formar antes que los átomos sean capaces de volverse a arreglar de manera regular. Se forma entonces un sólido amorfo conocido como vidrio de cuarzo. El vidrio común contiene además de SiO2, los óxidos CaO y Na2O, provenientes de la descomposición de sus respectivos carbonatos a altas temperaturas. La estructura del SiO2 se modifica al formarse nuevos enlaces iónicos, CaSiO3 y Na2SiO3, al romperse alguno de los enlaces Si-O y ocupar los iones Ca²⁺ y Na⁺ espacios en la red. Esta estructura es responsable de un menor p.f. y viscosidad, pero a la vez de una mayor fragilidad ante los cambios de temperatura.
La inexistencia de un orden geométrico en el vidrio hace que en vez de un p.f. definido, exista una zona de reblandecimiento, en la que el sólido amorfo se vuelve maleable, con propiedades típicas del estado líquido.
La adición de ciertos óxidos cambian las propiedades del vidrio, como el CoO que tiñe el vidrio de azul; el B2O3 que incrementa el p.f. del vidrio y le da mayor resistencia a los cambios de temperatura (vidrios Pyrex); o el PbO que produce un vidrio más denso con un índice de refracción más alto, por lo que se usa en la decoración al tener el vidrio una apariencia más brillosa.
Hoffmann describe la formación y cualidades del vidrio con una mayor estética en el lenguaje, en su poema DECEPTIVELY LIKE A SOLID, échenle un vistazo.

Fotografía: Un artesano trabaja en la Real Fábrica de Cristales de La Granja, realizada por Andrés Campos, El País-sección El Viajero 07/06/2008.

Química y poesía

2008-06-08T10:42:00.000-07:00

Buscando algún poema que me sirviera para ilustrar que la ciencia no estaba reñida con el arte, y que es posible expresar en bellas y sencillas palabras los conocimientos químicos, descubrí la fascinante historia de Roald Hoffmann, químico y poeta. De familia judía, Hoffmann (1937, Zloezow, antigua Polonia y hoy Ucrania) tuvo una dramática niñez al vivir la ocupación nazi en un campo de concentración. De allí escaparon su madre y él con ayuda de su padre, que luego moriría asesinado (1943). Años después (1949) se establecería en Estados Unidos junto a su madre y su padrastro, donde haría una brillante carrera en Química. En 1964, a los 26 años entabló una fructífera colaboración con el ya afamado R. B. Woodward, 30 años mayor que él y premiado con el Nobel de Química en 1968, buscando soluciones teóricas a problemas experimentales. Abordaron el problema desde la exploración de la estructura electrónica de los estados de transición e intermediarios de las reacciones orgánicas, empleando conceptos de simetría y enlace. Su trabajo fue reconocido con el Premio Nobel de Química en 1981 a los 44 años.
Su pasión por la poesía empezó precisamente por esos años. En la poesía encontró "un entendimiento parcial de problemas sin solución", mientras que "la ciencia está limitada a un conjunto de problemas que tienen solución". Lleva ya publicados 5 libros de poesías. Su trabajo como químico se refleja en muchos de sus poemas. Les animo a leer uno de ellos BONDING, en el que expresa de manera magistral el concepto de enlace químico usando la molécula de agua como ejemplo, en un diálogo entre dos personajes A (presumiblemente un químico) y B (un profano). De carácter más personal y dolorosamente íntimo es otro de sus poemas TWO FATHERS, un relato autobiográfico de este gran investigador.

Fotografía de Gary Hodges.

Filatelia, química y Mendeléiev

2008-06-02T04:16:00.000-07:00

A mi buen amigo Daniel Rabinovich, y a las rosquillas del ruso.
Aficionado desde pequeño a la filatelia, Daniel Rabinovich (profesor en el departamento de Química de la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte, y editor del Philatelia Chimica et Physica) tiene una buena colección de sellos (estampillas) cuya temática gira en torno a la química. Son las historias que cuentan estos sellos, las que avivan su pasión por la filatelia. Uno de estos sellos conmemora el centenario de la muerte de Mendeléiev (1834-1907), y lo conserva junto con un sobre del primer día de emisión. En el sobre se muestra una copia del manuscrito original en el que Mendeléiev escribió su tabla periódica de elementos químicos (1869), y en la que aparecen signos de interrogación en tres de las casillas. ¿Cuál es la historia detrás del sello? El éxito de Mendeléiev para organizar los elementos químicos, cuando tantos otros fallaron en el intento. Mendeléiev dejó espacios vacíos para los elementos que todavía no habían sido descubiertos, demostrando un gran ingenio a la vez que osadía. El dejó los espacios para mantener el raciocinio de un arreglo ordenado basado en la recurrencia periódica de propiedades químicas y físicas similares. Unos años después, con el descubrimiento del galio (1875), escandio (1879), y germanio (1886) se confirmaron sus predicciones y su tabla periódica adquirió un amplio reconocimiento.
Otro sello conmemorativo del centenario de la muerte de Mendeléiev fue emitido por Co rreos (2/2/2007), en la que se muestra una moderna y colorida tabla periódica, con los elementos químicos agrupados en función de su configuración electrónica (elementos de los bloques s, p, d, f). En el sello se muestran cuatro casillas en blanco. Aparte del Ga, Sc y Ge, Rabinovich nos cuenta que el cuarto elemento tuvo que esperar siete décadas en ser descubierto. En 1937 el tecnecio fue aislado, siendo el primer elemento artificial encontrado y el único metal de transición radioactivo.
Para terminar con algo de humor, vale la pena mencionar aquí unas frases del entonces ministro del Interior y doctor en Químicas, Alfredo Pérez Rubalcaba, en la presentación de este último sello. Dijo que el hemiciclo del Congreso le recuerda a una tabla periódica, porque "la forma es parecida, como deformada si se observa con una lente, las afinidades políticas están ordenadas por hileras y los diputados más activos son los de arriba".

Foto superior realizada por Bruno Ortiz B., publicado por Vida&Futuro, El Comercio-Perú, 22/052007.
Foto inferior el ministro Pérez Rubalcaba presenta el sello dedicado a la Química en Correos 1/02/2007.

Michael Faraday

2008-06-01T14:09:00.000-07:00

Fue uno de los hombres más influyentes en la historia de la ciencia, con él dieron origen los términos anión, catión, electrodo y electrolito. Faraday (1791-1867) de origen humilde, fue aprendiz de un encuadernador de libros en Londres cuando tenía sólo 13 años. Disfrutaba su trabajo porque así tenía la oportunidad de leer, y fue así como un pequeño libro de química encendió su apetito por la ciencia. Empezó a realizar experimentos sobre electricidad por su cuenta, cuando en 1812 un cliente de la tienda lo invitó a acompañarlo a una conferencia de uno de los químicos más afamados en ese entonces, Sir Humphry Davy. Faraday quedó tan fascinado por la conferencia de Davy que le escribió pidiéndole un puesto de asistente. Faraday fue aceptado y empezó su trabajo en 1813. Su trabajo fue muy fructífero y su talento fue recompensado al asumir el puesto de Director de Laboratorio de la Royal Institution, el puesto de Davy, 12 años más tarde.
Sus contribuciones a la física y a la química fueron enormes, entre ellos,

el concepto de la inducción electromagnética, que condujo al primer transformador y al motor eléctrico
la noción de las leyes de electrólisis, el efecto de la corriente eléctrica en los compuestos químicos
el descubrimiento de las propiedades magnéticas de la materia
el descubrimiento del benceno y otros compuestos químicos
el descubrimiento del "efecto Faraday", la rotación del plano de la luz polarizada por un campo magnético
los conceptos de los campos eléctrico y magnético.

Contó entre sus cualidades el ser un buen conferenciante (algo que hoy en día es casi obligatorio para todo científico), divulgando la ciencia al público en general. Fue consciente de la importancia práctica de sus descubrimientos, a tal punto que cuando William Gladstone, ministro de Economía le preguntó sobre el valor práctico de la electricidad, Faraday le respondió: "Algún día, Señor, podrá cobrar impuestos por ella" (Diario de Avisos, Borrador-Cuaderno Semanal de Ciencia y Arte, 31/05/2008, n. 13, pp. 6-7).

Ernest Rutherford

2008-05-25T11:30:00.000-07:00

Lord Rutherford (1871-1937) es una de las personas más interesantes en la historia de la ciencia. Obtuvo su PhD en física en la Universidad de Cambridge, Inglaterra, en 1895. Con su profesor J. J. Thomson trabajó en un fenómeno recientemente detectado, la radioactividad, descubriendo la radiación alfa y beta. Sería más tarde (1899) en la Universidad McGill en Canadá, donde demostró que la radiación alfa estaba compuesta por núcleos de helio y la radiación beta compuesta de electrones. Con su estudiante Frederick Soddy investigaron un gas radioactivo proveniente del elemento radioactivo torio. Sus experimentos mostraron que el gas emitido era argón, lo que significó la primera observación de la desintegración espontánea de un elemento, uno de los mayores descubrimientos de la física del siglo XX.
En 1903 Rutherford visitó a Pierre y Marie Curie en Paris, con quienes mantenía colaboración, el mismo día que Madame Curie recibía el doctorado en física. Durante la celebración en casa de los Curie, el grupo salió al jardín a tomar el fresco y allí Pierre sacó del bolsillo de su chaqueta un pequeño tubo cubierto con ZnS (un compuesto con propiedades fosforescentes), que en su interior contenía una solución de radio. El tubo se iluminó en medio de la oscuridad por la radiación emitida por el radio. Rutherford diría más tarde que la luz era tan brillante que pudo ver claramente las manos de Pierre Curie muy inflamadas y con un penoso aspecto debido a la continua exposición a los rayos de radio. En ese entonces no se conocía los nocivos efectos de la radioactividad en la salud, y los científicos no tomaban precaución alguna a la hora de manejar estos reactivos.
En 1907 Rutherford fue contratado por la Universidad de Manchester donde desarrolló un nuevo modelo atómico, en el que el núcleo reúne toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo. Finalmente, en 1919 volvió a Cambridge para tomar el puesto que una vez ostentó su profesor J. J. Thomson.
Por sus investigaciones sobre la desintegración de los elementos y la química de las sustancias radioactivas, el físico Ernest Rutherford recibió el Premio Nobel de Química en 1908 y, no menos importante aún, guió el trabajo de no menos de diez futuros Premio Nobel.

Más sobre serendipia

2008-05-23T16:46:00.000-07:00

Un artículo de Philip Ball en la revista Chemistry World (Junio 2006) relata una serie de descubrimientos químicos en los que la serendipia ha jugado un papel importante. Desde la síntesis de los primeros colorantes sintéticos, como el azul de Prusia (hexacianoferrato férrico) y malva o púrpura de Perkin (derivado de anilina), hasta el descubrimiento en años más recientes de novedosos polímeros como el Teflon (politetrafluoroetileno) y los polímeros conductores de electricidad derivados del poliacetileno.
Ball nos remite al año 1754 cuando el escritor inglés Horace Walpole menciona en una carta un cuento de hadas que tenía en mente, en la que tres príncipes de Serendip, un antiguo nombre de Sri Lanka, realizaban continuamente descubrimientos, por accidente y empleando su astucia, de cosas que no habían estado buscando. De allí parece provenir la palabra serendipia, la facultad de hacer descubrimientos afortunados e inesperados por accidente.
Uno de los casos más afamados de serendipia en química es el descubrimiento de la estructura quiral de las moléculas por Louis Pasteur. Una serie de golpes de suerte le ayudaron a separar los enantiómeros del ácido tartárico, como fueron: el estudiar uno de los pocos compuestos orgánicos quirales que se separan espontáneamente en sus dos enantiómeros cuando cristaliza, la formación de cristales de tamaño relativamente grandes para ser diferenciados unos de otros por un microscopio del siglo XIX, y las bajas temperaturas que imperaban cuando Pasteur conducía su estudio en París en los años 1840, y que ayudó a la cristalización del compuesto. "Fortune favours the prepared mind" dijo entonces Pasteur, y es que se necesita una mente preparada para reconocer y sacar provecho de lo inesperado, pues son los experimentos que no siguen las leyes establecidas de la química, las que nos llevan casi invariablemente a nuevos descubrimientos.

Vivir sin aire

2008-05-18T12:10:00.000-07:00

Los seres humanos podríamos sobrevivir entre 30 y 45 días sin comer, hasta 7 días sin ingerir líquidos, pero no más de un par de minutos sin aire. La mayoría de los organismos vivos realizamos una respiración aeróbica, en la que interviene O2. En nuestras células se produce una importantísima reacción redox por la cual hidratos de carbono (como la glucosa) se oxidan por acción del O2 para producir H2O, CO2 y energía. Pero existen microorganismos en la naturaleza que pueden vivir literalmente sin aire al realizar una respiración anaeróbica. Tiene lugar una reacción redox similar, pero en este caso el agente oxidante no es el O2 sino sustancias como sulfatos, nitratos, algunos iones metálicos, entre otros, y la energía generada en este proceso es menor que en la respiración aeróbica. El deseo expuesto en la preciosa canción de Maná "Vivir sin aire" es pues imposible para los simples mortales, pero soñar y desear no cuestan nada.

¿Quién dijo que los químicos no somos graciosos?

2008-05-18T11:06:00.000-07:00

Esta es una buena oportunidad de darle algo de humor al blog. Muchos conocerán al quinteto cómico argentino Les Luthiers, pero tal vez sean pocos los que sepan que uno de sus miembros es químico. Carlos Núñez Cortés lleva 40 años con Les Luthiers, y es doctor en Química. El grupo es famoso por interpretar parodias musicales, basados principalmente en juegos de palabras. Aquí una muestra con el químico Carlos Núñez en la palestra, que disfruten.

Expocampus 2008

2008-05-16T17:44:00.001-07:00

Expocampus 2008-1
Cargado originalmente por charobenites

Un aparte dentro del hilo principal de Quimistorias.
Coincido con Carlos Casares en que lo mejor de Expocampus (9/5/2008) fue el encuentro con los compañeros del curso. Lo segundo mejor: conocer a los tutores. Creo que era lo que le faltaba a este curso virtual para hacerlo completo, una ocasión para la interacción presencial entre alumnos y profesores. Muchos de nosotros salimos de allí algo mareados de tantos nombres de herramientas y aplicaciones virtuales que ya se encuentran disponibles para los educadores (y las que quedan por salir). Afortunadamente una buena charla alrededor de una cerveza, refresco, café o manzanilla, seguida de una buena cena, nos puso los pies y la cabeza nuevamente en tierra firme. Una fotografía del pequeño grupo que formamos en Expocampus, a la izquierda, de arriba a abajo: Concepción Echazarreta, Marta Vargas, Jorge García. A la derecha, de arriba a abajo: Yolanda Aguilar, Erika Zaragoza, Ma. Dolores Capdet, Carlos Casares.

Burbujas

2008-05-16T08:38:00.000-07:00

Se suele asociar la formación de burbujas o espuma con el poder limpiador de los jabones y detergentes. Sin embargo, su presencia no tiene relación con la formación de micelas (mecanismo por el que el jabón solubiliza las moléculas insolubles en agua, como las grasas), ni son más efectivas en quitar las manchas grasosas. Aún así, la gente espera que los jabones echen espuma, y los químicos en la industria del detergente formulan los productos para que formen espuma durante el lavado y obtener así una mejor aceptación en el mercado. En algunos casos, la espuma puede ser perjudicial, por ejemplo, en lavavajillas y lavadoras que no tienen espacio suficiente para mantener la espuma dentro de la máquina.
La espuma puede también denaturalizar moléculas de proteínas, que desdobla/destruye sus estructuras terciarias a medida que son oprimidas por las burbujas. Es por esta razón que se cuida de no agitar las preparaciones de proteinas, por ejemplo los viales de suspensiones de insulina se mezclan rodando el tubo entre las manos y no agitándolas. Tal vez sea este el motivo por el que James Bond insistiera en que sus martinis fueran shaken not stirred (sacudidas pero no agitadas), ¡para asegurarse que cualquier enzima presente en la bebida no fuera denaturalizada!

Jacques Alexandre Cesar Charles

2008-05-14T15:51:00.000-07:00

El químico francés Jacques Charles (1746-1823) fue famoso en su época por sus experimentos con globos aerostáticos. El primero de estos viajes lo realizaron los hermanos Montgolfier en junio de 1783, usando un gran globo esférico hecho de lino y papel, e inflado con aire caliente. En agosto del mismo año otro grupo bajo la dirección de Charles, basado en sus estudios sobre gases (que más tarde lo llevaría a descubrir que el volumen de una cantidad fija de un gas a presión constante era directamente proporcional a la temperatura), empleó hidrógeno para inflar el globo. Charles usó una bolsa de seda cubierta con una solución de goma para evitar que el hidrógeno se escapara fácilmente. Tomó varios días inflar el globo y fue necesario cerca de 250 kg de ácido y 500 kg de hierrro para generar el gas hidrógeno. El 27 de agosto de 1783, un gran grupo de gente vio como ascendía el balón. Luego de 45 minutos en el aire, el globo viajó 24 km, pero cuando aterrizó finalmente en una villa, la gente del lugar se horrorizó tanto que lo destruyeron totalmente.

Libro ¡Viva la Ciencia!

2008-05-14T15:17:00.000-07:00

Fue una grata sorpresa descubrir la reciente publicación de un libro sobre historia de la ciencia, ¡Viva la Ciencia! Ed. Crítica . En un artículo de ElPaís.com (8/5/2008) aparece una entrevista a los autores José Manuel Sánchez Ron (Madrid 1949, catedrático de Historia de la Ciencia en la U. Autónoma de Madrid) y Antonio Mingote (Zaragoza 1919, dibujante y escritor) que describen su libro como una recopilación de "historias de aventuras científicas, de éxitos, fracasos, peripecias y rivalidades". Sus autores buscan que ¡Viva la Ciencia! permita a un público joven conocer el trabajo de los científicos desde una perspectiva sencilla, divertida, y a la vez rigurosa. Objetivos con los que me identifico completamente.

Serendipia en química

2008-05-04T16:53:00.000-07:00

Las personas ajenas al área científica tienen la imagen de un químico vestido con bata blanca yendo de una hipótesis al experimento para luego establecer nuevas leyes y teorías sin mayor emoción. ¡Nada más lejos de la verdad! Los resultados científicos surgen a menudo por accidente. Se requiere mucha visión y grandes dosis de creatividad para transformar un accidente afortunado en resultados útiles. Ejemplo de ello es el descubrimiento de una droga contra el cáncer por Barnett Rosenberg.
El Dr. Rosenberg y sus colaboradores descubrieron que un compuesto químico conocido hace más de un siglo, cis-platina (cis-diaminodicloroplatino (II)), era efectivo en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer. El descubrimiento de la utilidad de este sencillo compuesto en la terapia contra el cáncer es un ejemplo de serendipia en la ciencia.
La serendipia (serendipity en inglés) se define como "la facultad de hacer descubrimientos afortunados e inesperados por accidente". Rosenberg se encontraba estudiando el efecto de los campos magnéticos en células vivas, pero los resultados del experimento fueron bastante diferentes a lo esperado. El y sus estudiantes habían pasado una suspensión de un cultivo vivo de la bacteria Escherichia coli en agua a través de un campo eléctrico entre electrodos de platino supuestamente inertes. Para su sorpresa encontraron que el crecimiento de las células se vio afectado, la división de las células se había detenido. Después de cuidadosos experimentos, descubrieron que el efecto en la división celular tenía su origen en pequeñísimas cantidades de cis-platina producidas por la reacción del platino con especies químicas eléctricamente cargadas en el agua.
Rosenberg supo reconocer que estos resultados tenían implicaciones en quimioterapia de cáncer, y sucesivos experimentos condujeron a compuestos que son usados por pacientes con cáncer. El uso de la cis-platina ha significado que el cáncer testicular ha pasado de ser una enfermedad que mataba cerca del 80% de los pacientes, a una que es curable en un 95% de los casos.

Acerca de las microondas

2008-05-04T08:18:00.000-07:00

Un video de Robert Krampf nos muestra cómo funcionan los hornos microondas. ¿Quieres saber por qué los alimentos húmedos se cocinan mejor que los alimentos secos? La respuesta en este video.

Hidrógeno

2008-05-04T07:28:00.000-07:00

Hidrógeno (formador de agua) es el elemento más abundante en el universo, y existe una enorme cantidad de él en la superficie terrestre, en su mayoría formando parte del agua en los océanos. No obstante, no fue hasta 1660 que Robert Boyle preparó por primera vez hidrógeno por la reacción de hierro y ácido sulfúrico, y no fue hasta 1766 que Henry Cavendish aisló una muestra pura, llamándolo "aire inflamable".
Cavendish halló que el hidrógeno no se disolvía en agua, tenía una menor densidad que cualquier otro gas, formaba una mezcla explosiva con aire, y producía agua durante su combustión. Cavendish no reclamó haber descubierto un nuevo elemento, pero poco después de que publicara sus experimentos se reconoció al hidrógeno como tal.
Su baja densidad fue su mayor atractivo. En 1783 Jacques Charles llenó con hidrógeno un gran globo y voló sobre los campos franceses montado en una canasta atada al globo. Este uso se trasladó a toda la Primera Guerra Mundial, cuando los globos de hidrógeno transportaban observadores a bordo para informar de los movimientos de tropas en los campos de batalla.
En 1928 Alemania construyó el Graf Zeppelin, una nave aérea más ligera que el aire debido al uso de hidrógeno. Transportó a más de 13.000 personas entre Alemania y los Estados Unidos hasta 1937, cuando fue reemplazado por el Hindenburg. El Hindenburg fue diseñado para utilizar neón, un gas inerte que no presenta peligro de explosión, pero Alemania no contaba en ese entonces con fuentes de helio. Mientras aterrizaba en Lakehurst, New Jersey, en Mayo de 1937, la nave explotó y ardió en llamas, y el gas hidrógeno ganó la reputación de ser una sustancia muy peligrosa.

En la actualidad, con las técnicas apropiadas, el hidrógeno puede ser manejado con seguridad en grandes cantidades. Es el principal combustible en los transbordadores espaciales. Actualmente se utiliza mayoritariamente en la fabricación de amoniaco, usado como fertilizante.

Robert Boyle, "el químico escéptico"

2008-05-04T05:18:00.000-07:00

Robert Boyle (1627-1691) nació en Irlanda, en una casa que todavía sobrevive, como el décimocuarto y último hijo del primer Conde de Cork. Publicó sus primeros estudios sobre los gases en 1660, y su libro, The Sceptical Chymist, en 1680. Aunque fue el primero en definir un elemento químico en términos modernos, retuvo sus ideas medievales acerca de lo que eran los elementos. Por ejemplo, Boyle pensaba que el oro no era un elemento, sino un metal formado por otros metales. Boyle fue también fisiólogo, y el primero en mostrar que el cuerpo humano se mantenía a una temperatura constante. No todos aplaudieron el trabajo de Boyle. Isaac Newton, joven aún cuando Boyle estaba en la cima de su carrera, escribió sobre él, “me pregunto … de qué está hablando“.