LAS HUELLAS DEL ALCOHOL

La “fermentación” es un proceso conocido desde hace miles de años y la producción de alcohol etílico o etanol se convirtió en un verdadero arte mucho tiempo antes de que la química fuese conocida. Originalmente se hacía mezclando miel, frutas, bayas, cereales y otras materias vegetales con agua y dejándola al sol. La mezcla se transformaba en un líquido apreciado como alimento, como poción ceremonial o religiosa y como medicina.

El etanol es un producto biológico de la fermentación del azúcar o del almidón y es el constituyente de las bebidas “fermentadas” (cerveza, vino, chicha, etc.). Cuando éstas se someten a un proceso de destilación, se obtienen las bebidas  “destiladas” (pisco, ron, vodka, whisky etc.) que tienen un contenido alcohólico bastante mayor. Dentro de los alcoholes, el etanol es el de menor toxicidad, los otros (metanol, propanol, butanoles, etc.), que también se producen en pequeña cantidad en la fermentación, son mucho más tóxicos.

La absorción del alcohol se inicia en la mucosa bucal, continúa rápidamente en el estómago y en la porción superior del intestino. Luego de absorbido, circula por todo el cuerpo a través de la sangre. En el hígado, por acción de una enzima llamada alcohol deshidrogenasa, se transforma en acetaldehído (un compuesto tóxico) y éste es luego transformado en ácido acético (un componente normal de las células). Posteriormente, el ácido acético se elimina como dióxido de carbono y agua en el hígado o en los tejidos periféricos.

La actividad de la alcohol deshidrogenasa (y la capacidad para metabolizar el alcohol) varía según el género y el grupo étnico de la persona. Por ejemplo, las mujeres no son capaces de procesar alcohol a la misma velocidad que los hombres. Muchas personas de origen asiático y americano carecen de esta enzima y sufren reacciones indeseables al consumirlo.

Estudios realizados en el Hospital de Administración de Veteranos en Houston, USA, demuestran que el alcohol actúa como un depresor moderado que retarda la actividad física y mental. Los estudios están orientados a determinar el riesgo del acetaldehído (formado durante el metabolismo del alcohol) para alterar el metabolismo de la dopamina (que transmite los impulsos nerviosos), y formar compuestos del tipo del opio (principalmente norlaudanosina). De esta manera, el alcohólico crónico pasa a ser un drogadicto por los compuestos generados en su propio organismo.

La respiración no sólo sirve como un suministro de oxígeno, sino que también es una vía para eliminar tóxicos de desecho, entre ellos algunas drogas volátiles como el alcohol. Se ha demostrado que hay una relación directa entre la concentración de alcohol en la sangre y en el aliento de la persona. En base a ello, se han desarrollado métodos sencillos para saber si una persona ha bebido alcohol o no.

Por ejemplo, la prueba de Breathalyzer consiste en una reacción de oxidación-reducción que produce el alcohol (o el acetaldehído) del aliento. El analizador contiene pequeñas cantidades de dicromato de potasio, ácido sulfúrico diluido y nitrato de plata. El dicromato de potasio es un agente oxidante de color anaranjado que es reducido por el alcohol o el acetaldehído transformándose en sulfato de cromo, de color verde azulado. Si la persona ha consumido alcohol, su aliento produce el cambio del color anaranjado al verde azulado.

Los efectos del alcohol en el organismo dependen de su concentración: un 0,05 % de etanol en la sangre cambia el estado de ánimo produce euforia y locuacidad y altera la coordinación de movimientos finos. Al llegar a 0,1 % se presenta torpeza motora, inestabilidad y lentitud de respuestas. Al superar el 0,2 % los síntomas de embriaguez son evidentes y viene la etapa depresiva que puede llegar a la inconsciencia. Si la concentración es mayor al 0,5 % se produce coma alcohólico y la muerte.

BIBLIOGRAFÍA

·     BURKE, B. 1991.  Measuring Breath Alcohol Concentrations. Journal of College Science Teaching  21: 176.

·     HOLUM, H. 2003. Fundamentos de Química General, Orgánica y Bioquímica para Ciencias de la Salud. Tercera Reimpresión. Editorial LIMUSA, S.A. de C.V. Grupo Noriega Editores. México.

Dr. ELVITO VILLEGAS SILVA <elvito @ lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina.

COCINANDO A PRESIÓN

Existe un grupo de propiedades físicas características de cada sustancia y que nos ayudan en su identificación. Dentro de ellas están las temperaturas o puntos de fusión (cambio del estado sólido al líquido) y de ebullición (cambio del estado líquido al gaseoso o de vapor). Por ejemplo, a nivel del mar, el punto de fusión del agua es 0ºC y el de ebullición es 100ºC, mientras que estos puntos para el alcohol etílico son: −114º y 78ºC respectivamente.

Las moléculas de un líquido (y de muchos sólidos como alcanfor y cafeína) tienen la tendencia a escapar de su superficie (aún a temperaturas menores a su punto de ebullición) transformándose en vapor (vaporización). Otras moléculas hacen lo contrario: vuelven del estado gaseoso al líquido (condensación). Cuando ambos procesos (vaporización y condensación) llegan al equilibrio, el vapor ejerce una fuerza o presión llamada “presión de vapor” debido al movimiento de las moléculas (característica del estado gaseoso). La presión de vapor mide la tendencia de las moléculas a vaporizarse y depende de la sustancia y de su temperatura: cuando ésta aumenta, también lo hace la presión de vapor porque se incrementa el número de moléculas que se vaporizan. Una sustancia hierve a la temperatura que su presión de vapor alcanza un valor igual al de la presión externa. A nivel del mar, la presión atmosférica es de 760 mmHg (1 atmósfera) y la presión de vapor del agua alcanza este valor a 100ºC. En cambio, en el Cusco (altitud 3350 msnm), la presión atmosférica es de sólo 530 mmHg y el agua hierve a 91ºC. Por eso en la sierra es difícil cocinar las menestras en una olla tradicional.

Esta situación natural puede alterarse usando una olla a presión, que es un recipiente hermético. Al no permitir el escape del vapor de agua generado al calentar los alimentos, aumenta la presión dentro de la olla y el agua es capaz de sobrepasar los 100ºC sin llegar a hervir. En la gráfica siguiente, se muestra el calentamiento del agua (líquida) a partir de los 20ºC (punto A).

 

La presión ambiental es constante y, en la olla tradicional, el proceso se realiza horizontalmente hacia el punto B y empezará a hervir a 100ºC (punto en que la presión de vapor del agua iguala a la presión atmosférica). A pesar que se sigue calentando, la temperatura no aumenta ya que el calor adicional es consumido en el cambio del estado líquido a vapor (ruta AB, a 1 atmósfera). 

En la olla a presión, el proceso se realiza por la ruta AB’. La presión al interior de la olla será la suma de la presión del vapor de agua y la presión del aire encerrado (ambas se incrementan con la temperatura). El agua no llega a hervir ya que la ebullición se produce cuando se llega a la “línea de cambio de estado” que separa las zonas de líquido y vapor. Los alimentos se cocinan  más rápido en la olla de presión debido a la alta temperatura (superior a 100ºC) y no porque el agua hierva.

La gráfica muestra también lo peligroso que es destapar una olla cuando aún está muy caliente. Si estamos en el punto B’, al destapar la olla provocamos una disminución brusca de la presión, lo que produce la violenta ebullición del agua, con el consiguiente riesgo de sufrir quemaduras por las salpicaduras del líquido caliente o por el propio vapor caliente (proceso B’C). La olla a presión tiene una válvula de seguridad que evita que se sobrepase la presión de funcionamiento en el interior. La válvula se abre y expulsa el exceso de vapor, evitando que la presión aumente hasta valores peligrosos.

El uso de la olla a presión ha permitido un ahorro de tiempo y de energía. Al disminuir el tiempo de cocción, las verduras conservan más vitaminas y más aroma. La clave está en aumentar la temperatura interior para que los alimentos se cocinen más rápidamente. Así se han conseguido ollas que, si bien son más caras que las ollas convencionales, permiten un ahorro de hasta un 70 % en el tiempo de cocción y un 50 % en energía.

BIBLIOGRAFÍA

·     Castellan, W. Fisicoquímica. 3ª Ed. Addison-Wesley Iberoamericana. 2000.

·     http://www.cobachsonora.net/materiales/s1/quimica1/pdf/QUIMICA%201.pdf

·     http://www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar/v7n1/sanchezguadix.html

http://www.santillana.es/recursos/contenidos/943.pdf

Ing. VÍCTOR CARO-SÁNCHEZ BENÍTEZ <vcaro @ lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina.

HORMONA DEL CRECIMIENTO HUMANO

La hormona del crecimiento humano (HCH), también conocida como somatotropina, es producida por el lóbulo anterior de la glándula hipófisis (o pituitaria) y otros tejidos del cuerpo humano. Fue aislada por primera vez en 1956 y su estructura se conoció en 1972. Hasta mediados de la década de los 80, la única vía de obtenerla era extrayéndola de las glándulas hipófisis de cadáveres humanos.

En 1981 se pudo extraer 4 a 6 miligramos de hormona de la hipófisis de un cadáver, necesitándose de unas 40 hipófisis humanas para obtener la cantidad de hormona requerida para el tratamiento de un niño durante un año. El tratamiento es muy caro por el costo de la hormona y porque suele durar varios años.

Su molécula está formada por 191 aminoácidos y tiene 2 enlaces disulfuro. Tiene efectos sobre casi todos los órganos, tejidos y especialmente sobre músculos y huesos. Esta hormona estimula el crecimiento durante la infancia y continúa jugando un papel metabólico importante en la edad adulta. Se libera principalmente durante las primeras fases del sueño.

La deficiencia de esta hormona es la causa del “enanismo hipofisiario” y la producción en exceso causa el gigantismo o acromegalia. Representa la única posibilidad terapéutica para los que padecen enanismo hipofisiario.

Como sucede con muchas hormonas (estrógenos, progesterona, etc.) los niveles de HCH disminuyen con la edad. Los síntomas de la deficiencia de somatotropina, habitual en gente mayor de setenta años, incluyen la pérdida de masa corporal, aumento de grasa, fatiga, movilidad física disminuida, menor capacidad de curación, mayores riesgos de enfermedad cardiovascular y disminución de las expectativas de vida.

Además de las dificultades para conseguir la hormona en las cantidades requeridas, el otro problema es su heterogeneidad. La hormona es una mezcla de diferentes formas: unas tienen un peso molecular de alrededor de 22 000, otras están formadas por la unión de 2 moléculas originales y algunas son fragmentos producidos por rupturas (proteolisis) de la misma. Esta heterogeneidad es responsable de que un 30% de pacientes produzcan anticuerpos que neutralizan la actividad de la hormona.

En 1978 investigadores de la empresa norteamericana Genentech aislaron una cepa de Escherichia coli (una bacteria) capaz de sintetizar la hormona después de haberle introducido el gen correspondiente. Desde 1982 se produce la hormona a escala industrial mediante técnicas de la ingeniería genética que usan bacterias con genoma modificado. Esta hormona biosintética es idéntica a la hormona natural y presenta ventajas evidentes: mayores cantidades disponibles y pureza bioquímica.

La hormona de crecimiento (HCH) se utiliza en el tratamiento de enfermedades muy diversas tanto en niños como adultos.  Está indicada para pacientes que no producen niveles adecuados de hormona de crecimiento.

La HCH se ha usado en el tratamiento de niños que sufren de enfermedades como el Síndrome de Turner, el crecimiento lento de sus huesos a causa de fallas renales y ha sido estudiada por los médicos para tratar el síndrome de fatiga crónica y la reconstrucción muscular.

El tratamiento con HCH de adultos con deficiencia de ella, puede ayudarles a normalizar su peso, la distribución de grasa corporal, la masa muscular, la densidad mineral ósea, lo que producirá una mejora de la sensación de bienestar general.

Los resultados de los diferentes estudios han variado en cuanto a la eficacia de la HCH inyectable. En la mayoría de países, la HCH es una droga de venta regulada y su venta en forma de suplemento dietético es ilegal.

BIBLIOGRAFÍA

·     http://www.enplenitud.com/el-auge-de-los-productos-relacionados-con-la-hormona-de-crecimiento-humano-hch.html

·     http://www.novonordisk.com.mx/documents/article_page/document/Crecimiento.asp

Q.F. JUAN J. LEÓN CAM <jjleon @ lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina

PASTEUR: QUÍMICO Y MICROBIÓLOGO (Parte I)

Louis Pasteur, uno de los hombres de ciencia más notables del siglo XIX, nació el 27 de diciembre de 1822, en Dole, ciudad vecina a los Alpes franceses, en el seno de una familia pobre pero honorable. Su padre fue un militar que, al dejar el ejército, puso una curtiduría en la que pasó su infancia el pequeño Luis. Quizás por esta circunstancia, éste eligió la carrera de químico, aunque alcanzó la fama en la Medicina: es citado frecuentemente como uno de los más grandes médicos de la historia, sin serlo. Su fecunda vida fue un ejemplo de laboriosidad. Solía decir que el único secreto de su ciencia estaba en su lema: “trabajar, siempre trabajar”.

Durante sus estudios primarios y secundarios se distinguió por su afición y cualidades de dibujante. A los 16 años, fue enviado a París, porque su padre deseaba que llegara a ser profesor de escuela. Pasteur nunca se acostumbró en la gran ciudad, regresó al suelo natal, se dirigió a Bezancon, donde culminó su bachillerato (con una modesta calificación en Química) y luego siguió sus estudios en Ciencias Físicas en la Escuela Normal Superior de París.

Durante los años 1843-44 siguió los cursos de Química que regentaba el gran Jean Baptiste Dumas, el químico que dio el peso atómico a gran número de elementos y descubrió el alcohol amílico. Por su dedicación, fue nombrado ayudante de Física, al mismo tiempo que consiguió el doctorado en Ciencias y realizó su primer descubrimiento en la química: dependiendo de su forma cristalina, los tartratos (sales del ácido tartárico) podían desviar la luz polarizada hacia la derecha (dextrógiras) o hacia la izquierda (levógiras). Ello contribuyó a establecer las bases de la estereoquímica. Sus contribuciones a la química le valieron la concesión de la Legión de Honor Francesa cuando sólo tenía 26 años.

En un informe presentado por el mineralogista Senarmont a la Academia de Ciencias, Pasteur (31 años) fue presentado como dotado, en grado sumo, de dos cualidades aparentemente contrarias: la facultad de concebir e imaginar, y la sabiduría consciente necesaria para observar y verificar.

Al mismo tiempo que obtuvo la agregación de ciencias físicas (1846) y el doctorado en ciencias (1848), continuó sus investigaciones en los laboratorios (muy pobres y casi improvisados) de las Facultades de Dijon. En 1849, fue nombrado profesor suplente de Química en la Facultad de Ciencias de Estrasburgo, donde conoció a la hija del rector de la Universidad, la señorita Marie Laurent, con quien contrajo matrimonio. En 1854 fue designado como Decano de la Facultad de Ciencias de Lille, facultad que se había creado, en parte, con el propósito de aplicar la ciencia a resolver los problemas prácticos de las industrias de la región, especialmente la fabricación de bebidas alcohólicas: la acidificación del vino y de la cerveza habían constituido un grave problema económico en Francia. De inmediato Pasteur se dedicó a investigar la fermentación y logró demostrar que el alcohol de la fermentación se produce por las levaduras, mientras que las sustancias indeseables (como los ácidos láctico o acético) que agrian el vino, las producen las bacterias.

Su nombramiento como director científico de la Escuela Normal Superior de París, en 1857, marcó una nueva orientación de sus estudios. Fue el inicio de una serie de estudios que se prolongarían hasta 1876, en los que Pasteur identificó distintos microorganismos responsables de diferentes clases de procesos fermentativos. En base a sus descubiertos, se creó las industrias de la cerveza, el vino y el vinagre. Trabajando sobre los agentes de la fermentación butírica, Pasteur descubrió la presencia de microorganismos que se desarrollan en ausencia de oxígeno, lo que desmentía la creencia de que todas las formas de vida necesitan aire para crecer. Acuñó los términos aerobiosis y anaerobiosis para denominar, respectivamente, a la vida en presencia y en ausencia de oxígeno.

Muchos de los estudios que condujeron a Pasteur a conceptos verdaderamente revolucionarios en su época, fueron debidos a hechos accidentales; descubrió que era posible eliminar las bacterias calentando el líquido que las contiene a 55ºC por algunos minutos, método que propuso para combatir los efectos de la fermentación, postulando que la eliminación de los microorganismos anulaba el fenómeno. Así, la «pasteurización», tuvo una importancia trascendental para la conservación de los productos lácteos y de los vinos y, desde luego, para toda la alimentación humana.

Pasteur estaba dotado de las cualidades más importantes de un buen científico: la capacidad de estudiar todos los datos conocidos y vincularlos con las posibles hipótesis, la paciencia, el control sobre los experimentos y la brillantez para dar con la solución, por lo que impulsó muchas áreas de la ciencia, entre ellas la estereoquímica y la microbiología.

bibliografia

- http://www.historiasdelaciencia.com/?p=293

- http://www.portalplanetasedna.com.ar/pasteur.htm 

- http://www.jaja.cl/?a=529

MSc. CARMEN RODRÍGUEZ BEST <carb @ lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina.

EL TEMIBLE MERCURIO

El mercurio, de símbolo Hg, es el más volátil de todos los metales, siendo el único metal líquido a temperatura ambiente. Puede encontrarse en forma de metal, formando sales inorgánicas o compuestos orgánicos. Su toxicidad depende de la forma en que se encuentre: el mercurio líquido no es tan tóxico y la mayor parte de lo ingerido se excreta; las sales inorgánicas tampoco son muy tóxicas (se eliminan por la orina), pero las formas orgánicas (especialmente el dimetil-mercurio) son las más tóxicas y se absorben por los tejidos, pudiendo permanecer en el organismo durante largos períodos. En el medio ambiente, sus diversas formas se interconvierten: el mercurio líquido se transforma en dimetil-mercurio en los sedimentos fangosos de los ríos y lagos por la intervención de algunos microorganismos.

El mercurio elemental se utiliza en lámparas fluorescentes y lámparas de mercurio, termómetros, barómetros, interruptores eléctricos, bombas de difusión, rectificadores, tacómetros y termostatos. Sus compuestos se usan en la fabricación de pinturas, fungicidas, medicamentos, cosméticos, etc. Muchas aplicaciones aprovechan su capacidad de conducir la electricidad, otras las cualidades antisépticas y conservantes de algunos de sus compuestos. En agricultura y en la industria se han utilizado como fungicidas para reducir las pérdidas a causa del ataque de los hongos.

Además de los volcanes que son una gran fuente de emisión de mercurio, las actividades humanas (fuentes antropogénicas) como la combustión de carbón, petróleo y gasolina contribuyen en forma importante porque, aunque lo contienen en trazas, son de uso masivo. La incineración de residuos municipales (si tienen productos con mercurio, como baterías), la extracción de oro o plata si se hace por la formación de amalgamas, son importantes fuentes de contaminación. Se calcula que por cada gramo de plata producida se vierte alrededor de un gramo de mercurio hacia la atmósfera. También se encuentra en cantidades importantes en las aguas negras, por el uso que hacen muchas personas de compuestos químicos, farmacéuticos y pinturas, que lo contienen en pequeña cantidad.

Las amalgamas son soluciones sólidas o aleaciones formadas con mercurio y casi cualquier otro metal o combinación de ellos. La amalgama dental, usada por los dentistas, se prepara combinando mercurio líquido y una mezcla de plata y estaño. Actualmente se prefiere el uso de resina o porcelana porque las amalgamas recién preparadas liberan algo de mercurio cuando se mastica un alimento; además, la acción de la saliva puede ayudar a liberar mercurio.

El mercurio llega al hombre a través de compuestos agrícolas (fungicidas e insecticidas) y de sus fuentes de agua. Las plantas pueden incorporar compuestos de mercurio del suelo y de sus semillas si ellas lo han usado como fungicida. La concentración de mercurio en los peces, usualmente es mucho mayor que la del agua en que viven, porque tiene la capacidad de acumularse en los organismos vivos por largos periodos (“bioacumulación”) y, al ascender en la cadena trófica (“el pez grande se alimenta del chico”), su concentración va aumentando (“biomagnificación”). Muchos organismos acuáticos concentran metales pesados si viven en ambientes contaminados. Por ej. ostras y mejillones pueden contener niveles de mercurio y cadmio unas cien mil veces mayores que las del agua en que viven. En 1961 la FDA prohibió la venta del pez espada, al encontrar altas cantidades de mercurio.

El vapor de mercurio, y en menor grado sus sales, atacan el sistema nervioso central, pero el riñón e hígado son los principales órganos atacados. Los síntomas de la intoxicación dependen de su forma química: mercurio elemental, compuestos inorgánicos o orgánicos. Los principales efectos del mercurio sobre el ser humano son: daño al sistema nervioso, a las funciones del cerebro, reacciones alérgicas, irritación de la piel, cansancio, dolores de cabeza, daños en la esperma, defectos en los recién nacidos y abortos. Una vez liberado al medio ambiente, el mercurio no se descompone de manera inocua y se presenta en la atmósfera, en el agua y en el suelo.

En 1956 se produjo en Minamata, Japón, el caso más emblemático de contaminación humana por una planta de plásticos, que usaba una sal de  mercurio como catalizador y arrojaba sus residuos al mar. El metil-mercurio que se formó se acumuló en los peces a niveles de hasta 100 ppm (partes por millón). Miles de personas sufrieron el envenenamiento por mercurio, varios cientos murieron y se presentaron malformaciones en recién nacidos.

El manejo del mercurio se debe hacer con mucha precaución. La tendencia mundial es su eliminación gradual. En la medida que los esfuerzos continúen, los desechos de mercurio se convertirán en un tema crítico para la mayoría de las naciones. En la actualidad, sólo un número limitado de países tienen la capacidad o las instalaciones adecuadas para manejar sus desechos de manera ecológicamente segura.

BIBLIOGRAFÍA

·     DIGESA (2010). Morales. Exposición sobre el mercurio.

·     http://www.lenntech.es/periodica/elementos/hg.htm

·     MINAM (2010). De la Rosa, Alicia. Exposición sobre el mercurio. Grupo técnico del mercurio.

·     Colin Baird. “Química Ambiental” Ed. Reverté. España 2001.

Ing. LEONOR MÉNDEZ QUINCHO <leo.mendezq @ gmail.com>

ex-docente. Universidad Nacional Agraria La Molina.

QUÍMICA E HISTORIA DEL PERÚ

La ciencia y la civilización van de la mano en un constante proceso de mutua contribución. En este escenario, diversos acontecimientos vinculados a la química, han marcado la historia del Perú. Al mencionar algunos de ellos, sin perjuicio de valor de muchos otros de gran importancia, tal vez el más relevante haya sido la conquista del Imperio Incaico. Esta civilización, que aún deslumbra al mundo, dominaba diversas áreas de la ciencia como la química, agronomía, medicina, sanidad vegetal, astronomía, etc. Conocía no sólo de tecnología química para convertir el oro en piezas delicadas o de lujo, sino que también desarrolló los procesos químicos para convertir las pieles y fibras de auqénidos en prendas de vestir, tejidos y mantos. 

De las semillas, frutos y hojas, obtuvieron extractos medicinales y pigmentos cuyos colores permanecen inalterables hasta el día hoy en diversos tejidos, paredes y cerámicos. Utilizaron  magistralmente las propiedades químicas del agua para convertir bloques de granito en admirables piezas de arquitectura. Además, fueron prodigiosos en el arte y la técnica de la orfebrería, en la extracción, procesamiento, manipulación y aleación de varios metales como oro, plata, cobre, hierro, etc. que convertían en utensilios para uso doméstico, como material quirúrgico o material de guerra.

 

En la agricultura utilizaron los principios químicos como filtración, lixiviación, salinización, los que, quizás sin el conocimiento de las propiedades químicas de los ácidos húmicos, promovieron el uso racional del agua en los  sistemas de irrigación para cultivos a grandes alturas, manejo de pasturas y aplicación de nutrientes (minerales) para alimentar a sus animales domésticos y de carga. Sabían que con determinados granos podían producir alimentos nutritivos, aunque sin tener el conocimiento de las proteínas, lípidos, vitaminas, carbohidratos y minerales (componentes químicos – nutrientes - de un alimento), necesarios para que sus hijos crezcan sanos o para que sus guerreros puedan recuperar la salud. Utilizaban hojas para promover o mitigar las sensaciones fisiológicas sin tener conocimiento de la química de los alcaloides o glucósidos presentes en esos materiales. También emplearon la ciencia y la tecnología química para obtener fibras (compuestos principalmente de carbohidratos y proteínas) que después de teñidas y sabiamente organizadas en diferentes tamaños y colores (quipus),  constituyeron su propio sistema de escritura.

No obstante que la ciencia y tecnología química del Perú incaico seguirá siendo objeto de muchos estudios, los productos químicos en el Perú colonial, también tuvieron un impacto sobre las civilizaciones, basta recordar no sólo el oro, metales preciosos, granos y hortalizas (el tomate, ahora conocido como la mejor fuente de licopeno), que fueron transportados a Europa y otras materias primas traídas de allá. De esta época se puede recordar el efecto de los fertilizantes en la agricultura (salitre, guano de las islas), compuestos químicos naturales abundantes en el Perú, que fueron explotados hasta la devastación de los ecosistemas marinos y terrestres.

La Amazonía peruana suministró al mundo el látex del árbol del caucho, desarrollándose una industria química con él. La explotación del "caucho" en las poblaciones amazónicas, hizo florecer las civilizaciones y la riqueza de la amazonía peruana, aunque sin establecer la infraestructura necesaria para el mantenimiento sostenible de estas comunidades.


Numerosos hechos históricos en el periodo republicano mostraron al Perú en el escenario mundial, tal es el caso de la industria de harina de pescado que contribuyó eficazmente, desde el transporte de la harina hasta la valorización de sus productos sobre la base del contenido de proteínas y aceite, con la protección de las cadenas de ácidos grasos insaturados del aceite de pescado, sino también y sobre todo en el paradigma de la producción de ese producto. Además del crecimiento de la industria de pescado, el conocimiento del potencial de este recurso, por la presencia de ácidos grasos omega-3, esenciales para el humano, empleados en  muchos productos de las industrias de alimentos, químicas y farmacéuticas.

Por otro lado, la dinámica del petróleo y la petroquímica, no sólo es el resultado de las políticas públicas, sino también de la contribución de la química, los procesos químicos, la ingeniería química y la ingeniería ambiental. Otros sectores de la industria química que merecen atención en el Perú son el procesamiento de algodón (principalmente de fibra larga), la industria de la caña de azúcar, la minería y el gas. Recientemente, la gastronomía molecular ha demandado un mayor conocimiento de las propiedades físico-químicas de las moléculas de los alimentos y de los procesos que los convierten en productos de alto impacto sensorial. El mundo está disfrutando de moléculas presentes en la quinua, kiwicha, el olluco, maíz morado, cuy, ají amarillo, etc. y, en especial, de las especies de peces de la costa peruana. La química ha llegado a los consumidores de alimentos.

Finalmente, la química en la vida cotidiana promueve la revolución en los sistemas de transmisión de datos a través del uso de los átomos y de moléculas que promueven la información.

 Dr. Walter Augusto Ruiz <dqmwar @ furg.br>

Departamento de Química. U. Federal do Rio Grande. BRASIL.

LOS BIOCOMBUSTIBLES

El siglo XX ha sido llamado el “Siglo del petróleo” por el preponderante papel que éste ha jugado en el mundo. Los procesos de refinación y craqueo permiten obtener muchos combustibles (gas propano, gasolina, kerosene, diésel) que son usados en las cocinas domésticas, en el transporte y en la industria. Además, se ha desarrollado una formidable industria química entorno a sus numerosos sub-productos, para producir plásticos o polímeros, fertilizantes, disolventes, colorantes, etc. Se pensaba que las reservas de petróleo eran inagotables y que siempre iba a ser barato.

Sin embargo, el petróleo es una fuente “no renovable” de energía, por ser producto de la descomposición “anaeróbica” (en ausencia de oxígeno) de animales y plantas durante muchísimos años y por eso sus combustibles son llamados “fósiles”. Últimamente ha surgido la preocupación de que su uso masivo produzca el agotamiento de las reservas; además del preocupante incremento de los contaminantes producidos durante su combustión: el anhidrido carbónico (principal causa del “Calentamiento global” del planeta), el monóxido de carbono (tóxico) y los óxidos de nitrógeno y de azufre (causantes de la “lluvia ácida”).

Aproximadamente un 50% de la energía utilizada por la humanidad viene de fuentes fósiles y más de la mitad de ésta se destina al sector transporte. Una de las alternativas más importantes para disminuir el consumo de petróleo, es el uso de “bio-combustibles” que son de origen vegetal, considerados fuentes “renovables” de energía y su uso no requiere hacer mayores modificaciones en los motores actualmente en uso, a diferencia de otras alternativas como el motor eléctrico o el uso del hidrógeno como combustible.

Los principales bio-combustibles usados para reemplazar total o parcialmente a los derivados del petróleo son: el etanol (en reemplazo de la gasolina) y el bio-diésel (en reemplazo del diésel o “petróleo diésel”).

El etanol se obtiene por fermentación del azúcar de caña o de la remolacha azucarera. También puede obtenerse por fermentación de la glucosa que proviene del almidón (de maíz, arroz, etc.).

El motor diesel, usado en la industria y el transporte público, fue concebido para usar aceites vegetales como combustible. En 1911 su inventor, el ingeniero alemán Rudolph Diesel, afirmó: “El motor diesel puede ser alimentado con aceites vegetales y podrá ayudar considerablemente al desarrollo de la agricultura de los países”. Debido al menor costo y alta disponibilidad del petróleo en esa época, fueron modificados tanto el motor como el combustible en busca de mayor eficiencia y menor costo al punto que, actualmente, ya no puede usar petróleo crudo ni aceites vegetales, sino una fracción del petróleo llamada “petróleo diesel” de mayor viscosidad y mayores puntos de ebullición y de ignición que la gasolina. Las propiedades del “bio-diésel” son similares, con la ventaja de ser un combustible “renovable”, de alto rendimiento energético y cuya combustión genera menores cantidades de CO₂ y otros poluentes (como contaminantes azufrados).

El bio-diésel se obtiene a partir de aceites vegetales mediante un proceso de “trans-esterificación”, que consiste en transformar un éster en otro diferente. Se realiza calentando el aceite vegetal (triglicérido) con un catalizador (hidróxido de sodio o potasio) y metanol o etanol. En la reacción se transforma una molécula de triglicérido (en este caso tri-oleina, de peso molecular 884), en 3 moléculas de oleato de metilo, de peso molecular 296 (casi un tercio), modificándose algunas propiedades y se hace similar al petróleo diesel.

Por eso, el “biodiésel” se define como los “ésteres mono-alquílicos de ácidos grasos de cadena larga, provenientes de fuentes renovables (aceites vegetales o grasas animales), que se utilizan para sustituir los combustibles fósiles en motores del ciclo Diesel”.

BIBLIOGRAFÍA

1.   Quimica Nova Vol. 32, Nº 3, pág. 639-648 (2009).

2. Quimica Nova Vol. 31, Nº 2, pág. 421-426 (2008).

MSc. Mary Flor Césare Coral <mcesare @ lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. U. Nacional Agraria La Molina