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Del olor de las rosas al sabor del chocolate: la química detrás de tu día a día

La química, como el amor (o las matemáticas) está por todas partes, aunque haya quien desconfíe de ella o incluso la considere peligrosa. No hay motivo

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La química, como el amor (o las matemáticas) está por todas partes, aunque haya quien desconfíe de ella o incluso la considere peligrosa. No hay motivo para ello. ¿Acaso no nos gusta cómo huelen las rosas? ¿O comer chocolate? Detrás de esos pequeños detalles que hacen nuestra vida más agradable hay también química: elementos y reacciones que los científicos analizan en el laboratorio para mejorar los alimentos y productos que consumimos o por simple afán de conocimiento.

La web Compound Interest, del profesor de química Andy Brunning, recoge muchos de esos momentos cotidianos en forma de compuestos y reacciones y dibuja con ellos gráficos y esquemas para que cualquiera se asome a esta ciencia sin miedo, como estamos a punto de hacer en este artículo.

El color y el aroma de las rosas

Es la flor más regalada, símbolo indiscutible de amor. También están llenas de química, de reacciones y compuestos que les dan color y olor.

El color y el aroma de las rosas (Andy Brunning/Compound Interest)
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El color y el aroma de las rosas (Andy Brunning/Compound Interest)

Aunque las rojas son las más codiciadas, las hay de muchos colores. El tono exacto depende de las moléculas de pigmento que están presentes en sus pétalos. Esas moléculas pueden ser de dos tipos: carotenoides y antocianinas. Los primeros son responsables de dar los tonos amarillos y naranjas. En las rosas se pueden hallar muchos tipos distintos de carotenoides: un estudio analizó 40 variedades distintas y encontró unos 75 tipos de carotenoides distintos, algunos exclusivos de las rosas y otros presentes también en otras plantas o animales.

En el caso de las rosas rojas, el color depende de los segundos compuestos, las antocianinas, que también pueden ser de distintos tipos aunque su variedad es menor que la de los carotenoides. Algunas de las más comunes en los distintos tonos rojos son la cianina y la pelargonina. La interacción con otros compuestos presentes en los pétalos puede también influir en el tono de rojo exacto que percibimos, en un fenómeno conocido como copigmentación.

En cuanto al olor, se debe también a la interacción de varios componentes que se encuentran en pequeñas cantidades y cada uno contribuye solo levemente al aroma, pero que en conjunto conforman el característico olor de las rosas. Uno de ellos es el óxido de rosa, llamado así precisamente por su presencia en esta flor y responsable de la típica fragancia que asociamos con ella.

¿Cómo se hacen las palomitas de maíz?

La química de las palomitas (Andy Brunning/Compound Interest)
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La química de las palomitas (Andy Brunning/Compound Interest)

Aproximadamente un 14% de la masa de un grano de maíz es agua. Cuando se calienta, ese agua se evapora pero sigue atrapada dentro de la cáscara del grano, de forma que, a medida que aumenta la temperatura, aumenta la presión. Llegado un momento, en torno a los 180 grados, la cáscara se raja y el grano termina explotando. A la vez, el almidón que se encuentra dentro del grano de maíz se funde y al abrirse la cáscara escapa rápidamente. Una vez fuera se enfría y solidifica, creando la forma característica una palomita de maíz.

Aquí va otra curiosidad. El sonido que oímos cuando se hacen las palomitas, por el que muchos sabemos cuándo sacar la bolsa del microondas, no proviene de la cáscara que se raja, sino que es consecuencia del vapor de agua a presión que se libera. Al salir, la cavidad interior del grano actúa como una cámara de resonancia que amplifica el sonido y lo hace audible.

¿De qué está hecho cada chocolate?

La química del chocolate (Andy Brunning para Chemical
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La química del chocolate (Andy Brunning para Chemical

Negro, con leche o blanco. Cada uno tiene su favorito, y aunque todos tienen ingredientes provenientes del cacao, la composición varía mucho según el tipo de chocolate.

El chocolate negro tiene al menos un 35% de cacao en polvo, que es lo que queda después de extraer la manteca de los granos del cacao. Estas tabletas tienen teobromina, un alcaloide tóxico para los perros (a partir de 300 miligramos por kilo) y feniletilamina, otro alcaloide relacionado con la sensación de felicidad asociada a comer chocolate.

El chocolate en polvo tiene entre un 20 y un 30% de cacao en polvo. A menudo se le añade vainillina, normalmente en su versión sintética que imita las propiedades del compuesta extraído de la planta de la vainilla, para realzar su sabor, y a menudo ácido butrítico, que le da una nota de sabor más ácido.

El chocolate blanco no contiene polvo de cacao, pero sí su manteca junto con agua o azúcar. Esa manteca está compuesta de varias grasas, como el ácido esteárico, utilizado también en la fabricación de velas y cosméticos, y ácido palmítico, abundante también en la carne y en los lácteos.

¿Por qué algunos árboles están verdes todo el año?

¿Por qué algunos árboles siempre están verdes? (Andry Brunning para Chemical & Engineering News)
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¿Por qué algunos árboles siempre están verdes? (Andry Brunning para Chemical & Engineering News)

A muchos árboles se les caen las hojas durante el otoño, pasan el invierno en cueros y vuelven a vestirse en primavera. Otros, en cambio, conservan una densa hojarasca verde todo el año, ¿Cómo lo hacen? Hay varios factores químicos involucrados.

Por un lado está la clorofila, un componente que da a las hojas su color verde y que es esencial para la fotosíntesis, En otoño, cuando bajan los niveles de luz y temperatura, se reduce la producción de clorofila en los árboles de hoja caduca, que termina desintegrándose y dando paso a los pigmentos amarillos, naranjas y rojos (carotenoides y antocianinas), que se hacen visibles antes de que las hojas se caigan.

Las coníferas, en cambio, se mantienen verdes para conservar nutrientes como nitrógeno, potasio, fósforo, calcio o magnesio en sus agujas, algo especialmente importante en entornos con escasez de estos compuestos, que es donde suelen crecer. Al no perder sus agujas y mantenerlas todo el año, pueden seguir generando pequeñas cantidades de energía a través de la fotosíntesis también en invierno.

Un polímero llamado cutina recubre las agujas de estos árboles y evita que pierdan agua. Al comenzar el invierno, el agua pasa de las células del árbol a los espacios entre esas células. En algunas especies expuestas a temperaturas especialmente bajas, las células contienen un compuesto viscoso que se vitrifica (adquiere una estructura similar a la del vidrio) para evitar la congelación y con ello el daño.

Muchas de estas especies tienen su propio sistema anticongelante. Durante el invierno, azúcares como la glucosa se concentran más en las células de las agujas, haciendo bajar el punto de congelación. Además, los árboles generan proteínas anticongelantes de formas hexagonales que se unen a los cristales de hielo de formas puntiagudas, evitando que estos dañen los tejidos del árbol. Elementos como el calcio y hormonas como el etileno y el ácido jasmónico regulan la actividad anticongelante de estos árboles.

¿Por qué la comida no se pega a algunas sartenes?

La historia del teflón (Andy Brunning/Compound Interest)
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La historia del teflón (Andy Brunning/Compound Interest)

El teflón es un compuesto químico que se utiliza en casi todas las sartenes para evitar que la comida se pegue a su superficie al cocinarla. Aunque este es el nombre popular, en realidad se trata de una marca. El nombre general del compuesto es politetrafluoroetileno (PTFE para abreviar).

El PTFE es una larga cadena de átomos de carbono con dos átomos de fluor enlazados en cada uno. Esas uniones entre carbonos y flúores son muy fuertes, y eso causa que el PTFE sea muy poco reactivo: es imposible para las moléculas que forman los alimentos interaccionar con los átomos de carbono y por tanto pegarse a ellos. Lo mismo ocurre con otros materiales o incluso con los animales: se dice a menudo que el teflón es la única superficie a la que los gecos no pueden pegarse.

La pregunta entonces es: ¿cómo consiguen pegarlo en las sartenes? Hay un par de técnicas que vienen en ayuda de los fabricantes de menaje de cocina. En una de ellas se calienta a altas temperaturas y se presiona contra la superficie a revestir, si bien este sistema suele terminar en la superficie pelándose poco tiempo después. En la otra se bombardean las moléculas del polímero iones a gran velocidad para que rompan algunos de los enlaces de los átomos de fúor y convertirlo en ligeramente pegajoso y así poder colocarlo en las sartenes.

El descubrimiento del PTFE ocurrió por accidente. El químico estadounidense Roy Plunkett trabajaba desarrollando refrigerantes que no fuesen tóxicos, y utilizaba para ello un gas llamado tetrafluoroetileno, que almacenaba en pequeños cilindros. Un día, abriendo uno de ellos, se encontró con que el gas se había solidificado dando paso a una sustancia blanca parecida a la cera.

Una de sus primeras aplicaciones fue en el proyecto Manhattan, donde se utilizó para cubrir las válvulas y los sellos de los conductos que contenían uranio altamente radiactivo. No fue hasta 1945 cuando aparecieron las primeras sartenes cubiertas con la sustancia, ya patentada como Teflón. La idea fue de una mujer francesa aunque fue su marido, Marc Grégorie, quien terminó registrando la marca Tefal.

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