LA LIOFILIZACIÓN ANDINA

La deshidratación o eliminación del agua es una de las principales formas de solucionar un antiguo e importante problema del hombre: la conservación de alimentos y productos biológicos. La gran mayoría de las reacciones químicas relacionadas con la vida y que originan la descomposición de los alimentos se producen en medio acuoso y, reduciendo la cantidad y actividad del agua, se retardan las reacciones, pudiendo llegar a detenerlas totalmente.

El uso del calor para eliminar el agua de un alimento no es adecuado por la gran cantidad de energía calorífica que requiere vaporizar agua y por los efectos que se producen en el alimento: se descomponen algunos compuestos y se vaporizan otros, perdiéndose parte de los nutrientes, sabor y consistencia.

La liofilización es una técnica que permite realizar la deshidratación al vacío y en frío. Se basa en un fenómeno observado en las altas montañas: el hielo se evapora sin pasar por el estado líquido (se sublima). El desecado de un alimento por sublimación del agua que contiene, tiene la virtud de mantener al máximo sus propiedades organolépticas y nutritivas. El producto obtenido se llama "liófilo" (del griego lio: solvente; y philo: amante o afinidad) que significa "que ama las disoluciones", indicando la facilidad con que puede volverse a hidratar y recuperar su estado original.

En 1928 se descubrió la penicilina pero fracasaron todos los intentos por aislarla del medio acuoso en que se encontraba, porque durante el proceso se perdía la actividad antibiótica (ver Tema 15 de AQV). Su aislamiento se logró mediante la liofilización (técnica novedosa en ese entonces) y recién en 1943 pudo ser industrializada y usada en gran escala. Alrededor de 1960, comenzó a liofilizarse una gran variedad de productos, se fabricaron alimentos para montañistas, astronautas, militares y luego productos farmacéuticos.

La liofilización consiste en introducir el producto a tratar en una cámara hermética y hacerle rápidamente el vacío, lo que provoca una disminución de la temperatura y el congelamiento del agua contenida en el material. Luego se calienta suavemente, manteniendo el vacío, para que el hielo “sublime”.

Las sustancias volátiles o termosensibles (que le otorgan el sabor y olor al alimento) no son afectadas por el proceso, ya que se trabaja a temperaturas y presiones reducidas. Lo más importante es que el porcentaje de humedad del producto final es tan bajo que goza de elevada estabilidad microbiológica y no requiere de refrigeración ni aditivos para su conservación. Como se puede extraer más del 95% del agua del material, se logra también una gran economía en el transporte, ya que se puede cargar mayor cantidad de alimentos sin necesidad de refrigeración.

Al finalizar el proceso, el alimento se convierte en una estructura rígida que conserva la forma y el volumen pero su peso es reducido y, por su fragilidad, requiere ser protegido de una inadecuada manipulación. Al rehidratarlo recuperara la textura, aroma, sabor y características originales.

En la actualidad, se liofilizan alimentos (sopas, café, frutas, verduras, carnes), gran variedad de hierbas aromáticas (eneldo, perejil, etc.). También se utiliza para conservar plasma, sueros, hormonas, leche materna y productos farmacéuticos (antibióticos, vacunas, enzimas, vitaminas, antídotos, etc.). Su única desventaja es que es un proceso caro, por la costosa maquinaria y la mano de obra utilizadas. También se está usando en gastronomía para lograr productos de una apariencia, textura y sabores nunca antes logrados.

Se considera que la liofilización tiene sus orígenes en las zonas andinas del Imperio Inca (a más de 4000 m.s.n.m.), donde las noches son muy frías y el aire es muy seco y enrarecido (la presión atmosférica es baja, lo que equivale a un poco de vacío). Los pobladores de esas zonas elaboran un producto llamado "chuño" que es la papa deshidratada. Las papas, de preferencia pequeñas, son dejadas a la intemperie para que se congelen por las bajas temperaturas de la noche. Al día siguiente, el sol y el viento seco producen la sublimación del agua y al aplastar las papas se extrae más agua. Este proceso de congelación-descongelación-aplastamiento se repite hasta obtener el producto seco.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.alimentosargentinos.gov.ar/contenido/sectores/tecnologia/ficha_03_liofilizados.pdf

http://www.ms.gba.gov.ar/sitios/laboratorio/files/2012/08/LIOFILIZACION.pdf

http://www.imchef.org/que-es-la-liofilizacion/

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

Departamento de Química. U. Nacional Agraria La Molina. PERÚ.

LA ENFERMEDAD 'X' DE LOS PAVOS

La contaminación de alimentos más frecuente se debe a la presencia de hongos y bacterias que producen compuestos tóxicos para el hombre y los animales. Las micotoxinas son sustancias producidas por varios centenares de especies de hongos o mohos consideradas de alto riesgo para la salud por su toxicidad y su resistencia al calor (termoestables). Las principales micotoxinas son producidas por hongos de los géneros Aspergillus, Fusarium y Penicilliun.

Se conocen como "aflatoxinas" a las toxinas producidas por los mohos del género Aspergillus, especialmente por algunas cepas de Aspergillus flavus y por casi todas las de Aspergillus parasiticus. Estos hongos se encuentran en el suelo y las aflatoxinas que producen pueden contaminar los alimentos en el campo de cultivo (antes o después de la cosecha) y durante su transporte y  almacenamiento si no se hacen en condiciones adecuadas.

El término “aflatoxina” fue acuñado en Inglaterra en 1960 cuando unos 100 mil polluelos de pavos murieron a causa de una enfermedad desconocida que se denominó “Enfermedad ‘X’ de los pavos”, que también ataca a patos y faisanes. La investigación reveló que la torta de maní, procedente de Brasil y usada en su alimentación, tenía aflatoxinas de Aspergillus flavus.

El crecimiento y desarrollo de hongos se favorecen cuando la temperatura y actividad de agua son elevados. El rango de temperaturas que favorece la producción de aflatoxinas es de 11ºC a 35ºC. El óptimo es 22ºC y 80-90% de humedad relativa. Los daños físicos (golpes), los ataques de insectos y roedores facilitan la invasión de los hongos en los productos almacenados.

Se han identificado más de 20 aflatoxinas, pero las principales son cuatro: aflatoxina B₁ (AFB₁), aflatoxina B₂ (AFB₂), aflatoxina G₁ (AFG₁) y aflatoxina G₂ (AFG₂). Las letras B y G indican su fluorescencia azul (“blue”) o verde amarillenta (“green”) cuando al son expuestas a la luz ultravioleta (de 365 nm de longitud de onda). También son de gran importancia los productos de su metabolismo: la aflatoxina M₁ (AFM₁) producida cuando se metaboliza AFB₁ y luego se elimina en la leche de las hembras de mamíferos que han ingerido pienso contaminado con AFB₁ (la M es de “milk”) y la aflatoxina M₂ (AFM₂) producto del metabolismo de AFB₂. Por ello, AFM₁ y AFM₂ aparecen en la leche, la orina y las heces. Las aflatoxinas tienen estructuras similares y forman un grupo de compuestos naturales heterocíclicos y altamente oxigenados.

Las aflatoxinas son potentes tóxicos, producen daño hepático y renal, cáncer, malformaciones congénitas (teratogénesis) y otros daños. La AFB₁ es la más tóxica y, desde 1988, la Organización Mundial de la Salud (OMS) la clasifica como “carcinógeno” y la AFM₁ como “posiblemente cancerígena” para el hombre, siendo los niños el grupo más vulnerable. La leche materna puede contener AFM₁ y el bebé sufrir intoxicaciones. La Agencia Internacional para la Investigación en Cáncer (IARC) clasificó a las aflatoxinas en el GRUPO 1 como “sustancias (o mezclas) con alto poder cancerígeno en humanos”.

Las aflotoxinas resisten la molienda, lavado y procesamiento de los alimentos y, al ser termoestables, no las afecta el calor. Solamente el tostado de los frutos secos destruye una pequeña parte de ellas. Son responsables de muchas intoxicaciones humanas masivas y, combinadas con otros factores, de la elevada tasa de cáncer hepático observado en algunas zonas del mundo.

Aunque pueden encontrarse en muchos productos agrícolas, los mayores casos de contaminación se han producido en semillas de algodón y maíz, en cacahuetes (maní), nueces, avellanas y otros frutos secos, también en leche y sus derivados y en especias. Las condiciones climáticas de las zonas tropicales favorecen la formación de aflatoxinas, pero también pueden producirse en zonas más templadas. El maíz es probablemente el producto de mayor preocupación mundial, ya que crece en climas favorables al desarrollo de hongos. Los piensos a base de maíz y semilla de algodón, usados en raciones de vacas lecheras, pueden dar leche y productos contaminados con AFM_1.

Es recomendable adquirir los alimentos de fuentes responsables, conocidas y que se pueda comprobar su frescura y adecuada manipulación. Además, la preparación y conservación de los alimentos deben hacerse con buenas prácticas de higiene y manipulación para evitar su contaminación ya que, una vez que se desarrolla el hongo, sus toxinas no serán destruidas por la cocción ni la refrigeración. No se recomienda guardar granos y frutos secos durante largos períodos y se deben almacenar en ambientes secos y fríos (el freezer).

BIBLIOGRAFÍA

www.minsal.gob.cl/portal/.../72fd6274dad8792ee04001011f0109e4.pdf‎

http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/toxico/micotoxinas.html

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

Departamento de Química. Universidad Nac. Agraria La Molina. PERÚ.

EL BISFENOL-A

Desde hace muchos años, el bisfenol A o 2,2-bis-(4-hidroxifenil)propano o BPA (por sus sigla del inglés), es un componente básico en la fabricación de uno de los plásticos más utilizados en la actualidad: el policarbonato, un plástico claro, muy ligero, duro y resistente al calor y la electricidad. 

El BPA también se emplea como aditivo para endurecer y estabilizar muchos plásticos (resinas epoxi, alquilfenoles, poliéster-estirenos y otros), que son usados habitualmente en la fabricación de envases para alimentos, biberones, envases retornables de jugos (zumos), bebidas gasificadas, leche y agua, en los recubrimientos interiores de latas e incluso contenedores para microondas y utensilios de cocina, porque evita la proliferación de bacterias y la oxidación de las latas.

Existen numerosos estudios que asocian al BPA con anormalidades genéticas o cromosómicas. En experimentos realizados con ratones, se ha demostrado que bastan concentraciones muy pequeñas (prácticamente indetectables en análisis convencionales) durante 5 a 7 días para que los embriones de ratones de laboratorio presenten una anormalidad poco común llamada aneuploidía. En esencia, un error en el mecanismo natural de división celular que se traduce en alteraciones cromosómicas asociadas a anormalidades en el feto o a enfermedades como el Síndrome de Down o varias formas de cáncer.

Los efectos del BPA en embriones de ratones de laboratorio fueron descubiertos de una manera casual por Patricia Hunt (Universidad Case Western Reserve, USA) cuando observó, en sus ratones de laboratorio, un inusual incremento del número de anormalidades cromosómicas sin una causa aparente que las provocara. Al revisar el procedimiento empleado, encontró como única explicación posible de esta anormalidad, el uso inapropiado de un fuerte detergente para limpiar los contenedores de plástico donde tomaban agua los ratones. Descartado el propio detergente, ella y su colega Terry Hassold, llegaron a la conclusión que debía tratarse del material (policarbonatos plásticos) con que se había elaborado el recipiente.

Tras diversos estudios, Hunt y Hassold concluyeron que el detergente había provocado la migración de pequeñas cantidades de BPA y que la exposición a bajísimas dosis y durante pocos días era suficiente para provocar un aumento de casos de aneuploidía. Dicho de otro modo, que pequeñísimas cantidades de BPA habían pasado del plástico al agua de bebida de los ratones y ello había alterado el desarrollo de sus embriones. A pesar de haber constatado la evidente relación causa-efecto, Hunt se muestra cauta en sus conclusiones. Hunt y Hassold continúan actualmente sus investigaciones en la Washington State University.

Los productos que se comercializan para ser usados por niños no siempre son seguros, especialmente para los más pequeños, sobre todo en la etapa crítica de desarrollo. El BPA es uno de los químicos tóxicos que se encuentra en algunos productos, incluyendo varias marcas conocidas de biberones. Los científicos han relacionado muy pequeñas dosis de exposición a BPA con cáncer, afecciones en las funciones inmunológicas, pubertad precoz, obesidad, diabetes, hiperactividad y otros problemas. Estudios recientes realizados con animales demostraron que aún la exposición a BPA en pequeñas dosis puede tener impactos negativos en la salud.

 

 La preocupación con respecto al uso de BPA en productos para el consumidor, se incrementó con los informes del gobierno norteamericano cuestionando la seguridad del BPA y algunos comerciantes retiraron productos hechos con BPA de sus estantes. Hay discrepancia entre los defensores de la salud pública y la industria del plástico con respecto a la toxicidad del BPA. La fuente principal de la exposición es la ingestión de alimentos. Se ha descubierto que el BPA migra de las botellas,  del revestimiento de las latas y otros envases especialmente cuando éstos son lavados y calentados.

Dentro de los consejos prácticos para reducir la exposición al BPA se tienen: evitar el uso de botellas de agua y biberones de policarbonatos (usar los que no contienen BPA o los de vidrio); evitar calentar comida en envases de plástico (prefiera platos de vidrio o cerámica); evitar el uso de detergentes alcalinos fuertes que aumentan la migración del BPA y reducir el consumo de alimentos o bebidas enlatadas.

BIBLIOGRAFÍA

Loayza, Jorge. Boletín Electrónico Informativo Sobre Productos y Residuos Químicos.- Año 9 Nº 73, Mayo, 2013.

MSc. JORGE E. LOAYZA PÉREZ <jeloayzap@yahoo.es>

Dpto. de Procesos. Fac. de Química e I.Q. Univ. Nacional Mayor de San Marcos. PERÚ

ESTREPTOMICINA Y TUBERCULOSIS

Un antibiótico es un compuesto elaborado por un microorganismo y que es capaz de impedir o inhibir el crecimiento de otros microorganismos. La estreptomicina es un antibiótico producido por Streptomyces griseus, un hongo que se encuentra en el suelo, sus colonias tienen pigmentos grises y amarillos y un típico olor a tierra mojada. Lo Streptomyces viven formando colonias, su aspecto es de hilo enmarañado y, como son inmóviles, segregan antibióticos para poder competir por alimento con bacterias móviles.

La estreptomicina fue el primer compuesto capaz de combatir al Mycobacterium tuberculosis o bacilo de Koch, la bacteria que produce la tuberculosis, infección que no sólo ataca los pulmones, sino que también puede atacar el cerebro, riñón, tracto gastro-intestinal, huesos y ganglios linfáticos. Después del descubrimiento de la penicilina, el mundo quedó impresionado al ver cómo este medicamento pudo salvar millones de vidas pero no era efectivo contra enfermedades como la tuberculosis. 

Selman Abraham Waksman, nació en Ucrania (1888) en el seno de una familia judía. En 1910 se trasladó a Estados Unidos, se matriculó en la Universidad de Rutgers para estudiar agricultura y, tras realizar estudios de bioquímica en la Universidad de California, se doctoró en 1918. Se dedicó al estudio de los microbios del suelo, especialmente los actinomicetales, dentro de los cuales se encuentran el Mycobacterium tuberculosis, que causa la tuberculosis y el Mycobacterium leprae, causante de la lepra. 

En 1943, después de tres años de arduo trabajo, Waksman y colaboradores hallaron la estreptomicina en el Streptomyces griseus y este hallazgo fue publicado en una revista científica figurando como autores él y otras dos personas: Albert Schatz y Elizabeth Bugie. Hasta ese momento todos se interesaban en los microorganismos que eran beneficiosos o perjudiciales para el cultivo de plantas y la cría de animales; pocos se interesaban en los microbios del suelo y ellos estudiaron centenares de estas bacterias.

En esos años no había muchas mujeres dedicadas a la ciencia. A Bugie la convencieron a renunciar como codescubridora de la estreptomicina y a sus beneficios porque ella "pronto se casaría, tendría hijos y renunciaría a la investigación y a la reputación científica". Además, Waksman quería que su universidad reciba la mitad de los beneficios de la patente, por lo que en 1946 convenció a Schatz a que donara su parte a ésta. Así lo hizo creyendo que aquél haría lo propio. Más tarde se enteró de que Waksman seguía percibiendo sus beneficios y lo denunció judicialmente. Tras una larga batalla judicial, Waksman fue obligado a reconocer como codescubridor de la estreptomicina a Schatz, a indemnizarle y hacerle partícipe de los derechos de la patente. También tuvo que pagar un porcentaje de los beneficios a todo el equipo de trabajo incluyendo a Elizabeth Bugie. Buena parte de los derechos generados por la patente de la estreptomicina, la neomicina, etc. sirvieron para fundar y financiar el Instituto de Microbiología de la Universidad de Rutgers. 

En 1941 Waksman acuñó el término "antibiótico" y propuso restringir su significado a compuestos de origen microbiano con propiedades antimicrobianas. Junto con las sulfamidas, los antibióticos son un arma poderosa contra las infecciones. En 1944 se administró estreptomicina a un paciente con tuberculosis y mejoró rápidamente. Aunque la estreptomicina causa efectos secundarios como daños en el oído interno, durante unos años fue el mejor medicamento contra la tuberculosis. Después se desarrollaron otros medicamentos contra esta enfermedad (ác. p-amino-salicílico, isoniazida, etc.). En 1949 Waksman halló otro antibiótico, la neomicina y en 1952 fue galardonado con el Premio Nobel de Medicina.

La estreptomicina solamente se usa por vía intramuscular, debido a que no se absorbe en el tracto gastrointestinal. Debe evitarse su uso en niños y durante el embarazo pues atraviesa la placenta y puede producir lesiones irreversibles en el nervio auditivo.

BIBLIOGRAFÍA

http://microbiologiaumh.blogspot.com/2011/05/estreptomicina.html

http://www.historiadelamedicina.org/waksman.html

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

Departamento de Química. U.Nacional Agraria La Molina.

LAS GRASAS TRANS

Las moléculas de todas las grasas comestibles están formadas por 3 ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol o glicerina, por eso también se las llama “glicéridos” o “triglicéridos”. Los ácidos grasos suelen tener de 12 a 18 átomos de carbono y se dice que son “saturados” cuando sólo tienen enlaces simples y son “insaturados” cuando tienen uno o más enlaces dobles.

La presencia de enlaces dobles en sus ácidos grasos disminuye el punto de fusión de la grasa (temperatura a la que se hace líquida o funde) y determina si es líquida a temperatura ambiente (aceite), semi-sólida (manteca) o sólida (sebo). También aumentan su fluidez y disminuyen su resistencia a la rancidez. Las grasas con más enlaces dobles (más insaturadas) tienen menor punto de fusión y se enrancian con mayor rapidez que las saturadas.

A diferencia de los enlaces simples, la zona donde están los enlaces dobles es plana y rígida (los átomos están en el mismo plano y no pueden rotar o girar), lo que origina 2 tipos de enlace doble: es “cis” cuando los átomos similares están para el mismo lado del plano y es “trans” cuando están para lados contrarios. Este factor también altera el punto de fusión. Las grasas naturales casi siempre son “cis” y su punto de fusión es menor. Las grasas “trans” se hallan en pequeña cantidad y se originan principalmente en la hidrogenación.

En 1890 el químico francés Paul Sabatier (compartió con Víctor Grignard el Premio Nobel de Química, 1912), desarrolló el método de “hidrogenación” de los vapores de grasas. En 1901 el químico alemán Wilhelm Normann demostró que los aceites líquidos también pueden ser hidrogenados y patentó el proceso en Alemania (1902) y en Gran Bretaña (1903).

La hidrogenación o “endurecimiento” de una grasa consiste en someterla a la acción de hidrógeno gaseoso, a más de 110ºC, a una presión de 3 - 7 kg/cm² y con un catalizador. En estas condiciones, los enlaces dobles son atacados por el hidrógeno y se transforman en enlaces simples. Con ello, un aceite vegetal (insaturado) es convertido en una grasa saturada de mejor textura y mayor estabilidad. Como la reacción desprende calor (es exotérmica) la temperatura tiende a aumentar, pero si supera los 210ºC se forman compuestos nocivos. En este proceso también se producen cambios indeseados: algunos enlaces dobles “cis” se transforman en “trans” y otros cambian de lugar. El punto de fusión de un aceite parcialmente hidrogenado depende del porcentaje de hidrogenación y de la cantidad de grasa “trans” formada.

Hasta 1910 las principales grasas comestibles eran la mantequilla, el sebo de vacuno y la manteca de cerdo. En esos años se empezó a usar la soya como fuente de proteína y el aceite era un sub-producto abundante pero no tenía utilidad, mientras que la mantequilla escaseaba. En 1920, la margarina (obtenida por hidrogenación parcial del aceite de soya) empezó a reemplazar a la mantequilla y a la manteca de cerdo debido a su menor costo y a la idea que la margarina (aún es algo insaturada) era más saludable que la mantequilla.

La grasa “trans” también se forma en otros procesos como la desodorización de aceites (al vacío y calor), en la grasa usada en frituras (sobre todo si es calentada a más de 180ºC y por largos períodos), en productos horneados (galletas, pasteles y dulces) y en alimentos que contienen aceites hidrogenados.

A partir del 2001, numerosos estudios han demostrado que las grasas “trans” elevan el nivel del “colesterol malo” o LDL, reducen el “colesterol bueno” o HDL y elevan los triglicéridos de la sangre, lo que se asocia con la resistencia a la insulina que acompaña a la diabetes, la hipertensión arterial y enfermedades cardiovasculares. Las grasas “trans” también afectan la actividad eléctrica del cerebro y la comunicación entre las neuronas, causando su degeneración, lo que afecta a adultos, niños y hasta a los embriones y fetos antes de nacer. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el consumo de grasas “trans” debe representar menos del 1% de las calorías diarias ingeridas.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.news-medical.net/health/Trans-Fat-History.aspx

http://www.scientificpsychic.com/fitness/aceites-grasas2.html

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

Departamento de Química.- Universidad N. Agraria La Molina. PERÚ.

EL PLOMO: UNA ANTIGUA AMENAZA

El plomo, Pb, es un elemento poco abundante, sólo constituye el 0,00002 % de la corteza terrestre, se encuentra generalmente como sulfuro (PbS) en la galena, mineral de donde es obtenido. Su densidad relativa es 11,4; su temperatura de fusión es una de las más bajas (327 ºC) entre los metales y, por ser bastante flexible y suave, es fácil trabajarlo y darle la forma deseada. Tiene una excelente resistencia a la corrosión, porque se reviste de una capa protectora de óxido. También forma aleaciones útiles con muchos metales.

Los romanos utilizaron el plomo en sus tuberías de agua y utensilios de cocina. La intoxicación por plomo (“saturnismo”) se conoce desde la Grecia antigua. En el siglo II a.C. un médico griego, Dioscórides, afirmó que “el plomo hace que se pierda la cabeza” y describe la intoxicación de niños con pinturas que lo contienen. Algunos historiadores consideran que el envenenamiento por plomo de la clase dirigente contribuyó a la caída del Imperio Romano.

La principal aplicación del plomo metálico es como electrodo en las baterías o acumuladores que usan casi todos los vehículos. Como muchas veces las baterías usadas son recicladas para recuperar el plomo, si en esta operación no se toman los cuidados adecuados, el plomo puede producir intoxicaciones.

El TMP o tetra-metil-plomo Pb(CH₃)₄ y el TME o tetra-etil-plomo Pb(C₂H₅)₄, son sus principales compuestos y son usados como “antidetonantes” de la gasolina. El plomo eliminado por el tubo de escape del motor forma partículas muy finas (micropartículas) que permanecen en el ambiente durante días y pueden depositarse en el agua, el suelo o las plantas (alimentos) o ser inhaladas por  los seres vivos. En muchos países ya no se usa la gasolina “con plomo” porque, además, el plomo interfiere en el correcto funcionamiento de los convertidores catalíticos que utilizan los vehículos actuales.

Desde hace muchos siglos, se usan varias sales de plomo como pigmentos porque sus colores son estables y brillantes (ver Tema 65 de AQV). Cuando se desprende la pintura de casas antiguas, hay el riesgo que los niños los mordisqueen e ingieran porque el plomo suele tener un sabor dulce.

El vitrificado es un proceso usado desde el Antiguo Egipto y consiste en fundir el óxido de plomo PbO que forma una fina película en la superficie de la cerámica haciéndola impermeable. Mezclado con el estaño forma la soldadura, aleación de bajo punto de fusión utilizada en la electrónica y otras aplicaciones (por ej. los envases de “lata”). También se usa como pantalla protectora de Rayos X y blindaje contra la radiación.

Muchos animales silvestres se intoxican con plomo por ingerir las municiones (perdigones) que quedan en el suelo o en los estanques confundiéndolos con alimento. Las aves predadoras cuando cazan aves acuáticas heridas por disparos de cazadores o que han ingerido municiones, sufren también los efectos tóxicos del plomo. Otros animales silvestres también han sido envenenados por tragar las piezas de plomo utilizadas en la pesca deportiva.

La contaminación por plomo es un problema de salud pública por estar directamente relacionado con el ambiente donde habita el ser humano. El plomo es un elemento tóxico que se acumula en nuestro organismo conforme lo inhalamos del aire o lo ingerimos con los alimentos y el agua. Los daños dependen de la cantidad y frecuencia de exposición al contaminante. 

La mayor parte del plomo del medio ambiente proviene de la gasolina. Una parte entra directamente al organismo al inhalar el aire, otra parte entra con la comida y, en algunos casos, se puede absorber a través de la piel. El plomo va a la sangre, luego a los órganos, se bloquea la síntesis de hemoglobina (produce anemia), se altera el transporte de la sangre y se deposita en los huesos, donde reemplaza al calcio. Afecta principalmente al sistema nervioso, los riñones y la sangre, reduciendo seriamente la capacidad intelectual, la agudeza auditiva, el comportamiento social y puede provocar la muerte.

La absorción de plomo es mucho mayor en niños que en adultos, siendo más sensibles los niños menores y los que están por nacer. El metal atraviesa fácilmente la placenta y pasa al feto. El riesgo principal en niños es su interferencia con el desarrollo normal de sus cerebros, tiene efectos nocivos en su comportamiento y, posiblemente, en su coeficiente intelectual.

BIBLIOGRAFÍA

§      Colin Baird. “Química Ambiental”. Edit. Reverté.- España 2001.

§      http://www.lenntech.es/periodica/elementos/pb.htm

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

Departamento de Química.- Universidad N. Agraria La Molina. PERÚ.

LAS SORPRESAS DEL TEFLÓN

Los “polímeros” (poli = muchas, meros = partes) son moléculas muy grandes formadas por la unión de muchas moléculas pequeñas o “monómeros” (mono = uno). Mediante la polimerización se transforma moléculas pequeñas, gaseosas o líquidas, como etileno, estireno o cloruro de vinilo, en sólidos como poli-etileno, poli-estireno o poli-vinil-cloruro (P.V.C.). Así, un gas llamado “tetra-flúor-etileno” o TFE, cuya molécula tiene sólo 2 átomos de carbono y 4 de flúor se transforma en un sólido, el politetraflúor-etileno (PTFE).

En 1938 el químico norteamericano Roy J. Plunkett, de los laboratorios de investigación de DuPont, preparó el PTFE sin proponérselo. Por esos años, los freones (el TFE es un freón) recién aparecían en el mundo como sustancias de prometedoras propiedades para ser usadas en equipos de refrigeración y se evaluaba el más adecuado para esta finalidad.

El TFE, almacenado en balones de 2 libras de peso y en refrigeración, era sacado de su envase para ser evaluado cuando, repentinamente, el flujo de gas se detuvo. Por el peso del balón se descartó una posible fuga del gas, por lo que se procedió a abrir el cilindro y, en su interior, se encontró un polvo blanco de aspecto ceroso y dedujo que era su polímero. Intrigado, Plunkett realizó las pruebas habituales encontrando que se trataba de un material casi indestructible: no lo atacaban los ácidos ni las bases fuertes, tampoco los solventes orgánicos. No le afectaban la humedad ni la luz solar ni la electricidad. Resistía temperaturas muy altas, a las que casi todos los compuestos orgánicos funden (se vuelven líquidos) o se descomponen. Tampoco le afectaba temperaturas muy bajas a las que otros plásticos se vuelven quebradizos. Mantiene inalterables sus propiedades en un amplio rango de temperaturas (−267ºC a +316ºC) y es sumamente resbaladizo.

Por estas insólitas propiedades era un material único y la DuPont lo registró con el nombre comercial de “TEFLON”. A pesar que las evaluaciones técnicas y económicas sobre los costos de producción comercial y de la fabricación de productos útiles eran desalentadoras, en 1941 la empresa lo empezó a producir en pequeña escala.

Durante la II Guerra Mundial, el gobierno norteamericano compró toda la producción de PTFE y mantuvo en secreto su existencia; con éste fabricó algunas piezas de motores de avión, de equipos de radar, etc. En el Proyecto Manhattan, resultó ideal para recubrir válvulas y sellar tubos y tanques que contenían un gas muy tóxico y corrosivo (hexacloruro de uranio) usado en la preparación de uranio enriquecido para fabricar la bomba atómica. En 1946, al finalizar la Guerra, recién se desarrolló todo su potencial comercial, al descubrirse métodos más económicos para producirlo y moldearlo.

El peso molecular del PTFE puede exceder los 30 millones, por lo que se trata de una de las moléculas más grandes conocidas. El enlace C−F es mucho más fuerte que otros enlaces. Los compuestos que, como el PTFE, sólo tienen enlaces C−F y C−C tienen extraordinaria estabilidad, son casi inertes a las reacciones químicas. Sus muchísimos átomos de flúor crean una barrera prácticamente impenetrable al ataque de otras moléculas diferentes. Su superficie es muy resbaladiza, tiene uno de los coeficientes de fricción más bajos y produce una sensación cerosa o grasosa al tacto.

Por sus características es un material muy versátil, de usos múltiples. Es casi ideal para recubrir la superficie de sartenes y planchas antiadherentes y de fácil limpieza. El uso lo desgasta con relativa facilidad pero el inconveniente principal es que a temperaturas muy altas, por encima de 370ºC (rara vez alcanzada en las cocinas domésticas), se degrada y emite varios gases tóxicos.

Por ser un material inerte (no reacciona con sustancias ni tejidos y no es absorbido ni rechazado por el organismo) es usado en medicina para fabricar prótesis, válvulas cardíacas y vasos sanguíneos. En odontología como aislante y en reconstrucciones. Por su gran capacidad aislante se usa en circuitos electrónicos para computación, en el revestimiento de cables, en instrumentos ópticos, en amplificadores de sonido de alta calidad (menor distorsión de audiofrecuencias). También es lubricante (en polvo), se usa en rodamientos de vehículos y naves espaciales (no requiere lubricante), para proteger la pintura acrílica, como revestimiento de tanques para sustancias corrosivas, para sellar juntas y recipientes, en tejidos repelentes al agua y transpirables

Roy J. Plunkett

, etc.

BIBLIOGRAFÍA

§      http://www.bloogie.es/tecnologia/tecnologia-industrial/488-teflon-usos-riesgos-y-caracteristicas

§      http://www.lineaysalud.com/ique-es/406-teflon-dupont.html

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

Departamento de Química. Universidad N. Agraria La Molina. PERÚ.