#TertuliasCiencia os desea Felices Fiestas

Feliz Navidad y prospero Año Nuevo

Pocas cosas se pueden hacer en Navidad mejores que descansar, estar con familia/amigos y leer con tranquilidad (leer cosas que teníamos atrasadas o libros que nos acaban de regalar). Por lo tanto, como es tradición en #TertuliasCiencia, descansamos hasta después de Reyes.

¡Volvemos el fin de semana del 13-14 de enero! Resumirá @2qblog el capítulo 14 "Elementos artísticos"

Y poco más que decir... disfrutad y si os apetece también os podéis poner al día en los debates de #CucharaMenguante

Repetimos: Feliz Navidad y prospero Año Nuevo

La cuchara menguante. 13) Elementos y dinero

¡Ay el vil dinero! Cuantas barbaridades se han hecho en su búsqueda.

Los humanos, como animales sociales y cooperativos, hemos necesitado una forma de intercambiar productos o servicios, y los elementos químicos nos han servido de varias maneras como recurso económico.

El autor empieza con dos historias de engaño no intencionado, en contraste a miles de años de falsificaciones deliberadas.

La primera es la leyenda del rey Midas, que jamás se me ocurrió que estuviera basada en nada histórico, pues resulta que sí, que existió un personaje hacia el 700 a.C. en el Asia Menor, en cuya zona hay abundancia de menas de cinc mezcladas con estaño. Por lo que el bronce (mezcla de estaño y cobre) que se hacía allí era con cinc, dándole el toque dorado del oro del Rey Midas (o del latón, que es realmente lo que era). Por lo que se tiene la teoría que los contemporáneos del rey Midas tenían por oro los cuencos, estatuas y cinturones de bronce, y de aquí la leyenda que se transformó en cuento para niños.

La segunda historia trata de las fiebres del oro, y en concreto de la que tuvo lugar en 1896 en Australia (en Hannan’s Find, actualmente Kalgoorlie). Donde además del oro encontraron un mineral llamado calaverita, el cual es una mezcla de oro y telurio (el único elemento con el que forma enlaces el oro). Este mineral solía ser desechado por los habitantes del lugar, por lo que se utilizó en la construcción de la ciudad (chimeneas, pavimentos, etc.). Hasta que se dieron cuenta que de ese material se podía extraer oro, lo que causó el caos en la ciudad, pues los mineros no tardaron en intentar hacerse con todas las rocas de calaverita que pudieran encontrar, incluidos los pavimentos y parte de las casas.

Seguidamente nos habla sobre temas relacionados con la falsificación del dinero:

Las primeras monedas aparecieron hacia 620 a.C. en Lidia (Asia Menor) y estaban hechas de una aleación de plata y oro llamada eletro u oro blanco. Pero la primera falsificación monetaria de la que se tiene constancia data del año 540 a.C., cuando el rey Polícrates empezó a comprar a sus enemigos de Esparta con monedas falsas de plomo con un baño de oro. Desde entonces los elementos utilizados en la falsificación de monedas (además del plomo) han sido el cobre, el estaño y el hierro.

Moneda de Creso, Lidia (561–545 a.C.) - Wikipedia

En la actualidad la falsificación se considera un fraude, pero durante mucho tiempo se consideró un crimen de alta traición que en la mayoría de los casos se penaba con la muerte.

Una de las mentes más brillantes que han perseguido a los falsificadores fue Isaac Newton, pues años después de sus impresionantes aportaciones a la ciencia y a las matemáticas se convirtió en maestro de la Real Casa de la Moneda de Inglaterra.

Cuando apareció el papel moneda (hacia 1200 en China) también aparecieron nuevas amenazas en forma de billetes falsos. Aunque cuando el Banco de Inglaterra comenzó a emitir billetes, en 1694, fue (entre otras ventajas) por la dificultad de falsificación de los billetes en esa época.

Pero en la era del papel moneda es la química peculiar de metales como el europio la que ayuda a los gobiernos a combatir a los estafadores.

Y aprovechando que nos explica las propiedades del europio, nos enuncia algunos conceptos básicos sobre los átomos:

- Los electrones no pueden escoger cualquier órbita alrededor de un núcleo.

- Las trayectorias de los electrones quedan estrechamente circunscritas.

- Un electrón excitado por la luz o el calor puede saltar de su capa de baja energía a una capa vacía de mayor energía.

- Como un electrón no puede permanecer en un estado de mayor energía durante mucho tiempo, enseguida se desploma hasta el nivel inferior y eso libera energía en forma de luz.

- El color de la luz emitida depende de las alturas relativas de los niveles de energía inicial y final.

- Como las opciones de los electrones acerca de dónde saltar están limitadas a niveles de energía que son números enteros, la luz emitida también está restringida

- Las capas de cada elemento se sitúan a distintas alturas, y por ello cada elemento emite luz en bandas de colores característicos.

- Todas las rarezas que todos hemos oído sobre la mecánica cuántica se derivan de manera directa o indirecta de los saltos discontinuos de los electrones.

El europio (como sus hermanos lantánidos) emiten luz de manera diferente: lo que conocemos como fluorescencia. Esta no implica sólo a los electrones, sino a moléculas enteras. Mientras que los electrones absorben y emiten luz del mismo color, las moléculas fluorescentes absorben luz de alta energía (luz ultravioleta) pero emiten esa energía en forma de luz visible de menor energía.

Esta versatilidad es una pesadilla para los falsificadores, pues se suele utilizar europio en la tinta de los billetes, la cual aparece apagada bajo la luz visible, pero bajo un láser especial es totalmente visible. Y este efecto es extraordinariamente difícil de falsificar.

Finalmente el autor nos explica algunas anécdotas sobre temas económicos relacionados con algunos elementos químicos:

- El escritor y químico Primo Levi en la segunda guerra mundial sobrevivió en un campo de concentración robando varillas de cerio pues sabía que las podía vender como piedra ideal para los encendedores.

- Glenn Seaborg sugirió en cierta ocasión que el plutonio se convertiría en el nuevo oro de las finanzas mundiales, aunque (por suerte) la propuesta no tuvo éxito.

- Hasta el siglo XX la mayoría de los países consideraban que el papel moneda era equivalente a una cantidad de oro o plata reales, pero eso cambió, y en cada crisis económica se oyen voces para volver a un estándar de oro o plata.  Y eso es porque los mercados de metales son una de las fuentes de riqueza más estables a largo plazo.

- Charles Hall a lo largo del siglo XIX hizo mucho dinero en poco tiempo gracias al aluminio. La razón de ello es que, a pesar de ser el metal más común de la corteza de la Tierra, el aluminio nunca aparece en menas puras (en general va enlazado al oxígeno), por lo que durante una época fue el elemento más caro del mundo. Pero en 1886, Hall descubrió que la energía eléctrica de la corriente arranca el aluminio de un líquido que contenga compuestos de este elemento disueltos. El proceso es fácil y barato, por lo que hizo caer muchísimo el precio del aluminio. Paul Héroult descubrió el mismo proceso más o menos al mismo tiempo.

Charles Hall - Wikipedia

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Mis conocimientos sobre economía son bastante limitados, y no tengo una opinión completamente formada sobre algunos temas. Uno de los cuales es si una economía basada en un estándar de oro o plata sería más estable y con menos crisis económicas. ¿Alguien lo tiene claro? ¿Sería mejor? ¿O tiene sus ventajas y sus inconvenientes?

Otro tema es el injusto sistema económico en el que vivimos, donde las oportunidades de una persona dependen directamente del dinero que tengan sus padres y de dónde ha nacido. ¿Os parece también injusto? Y si es así ¿cómo lo cambiaríais?

¡Que tengáis una feliz semana!

La cuchara menguante. 12) Elementos políticos

Comenzamos con la Parte IV del libro, “Los elementos del carácter humano”. El primer capítulo de esta parte se titula “Elementos políticos” pero, ¿qué tiene que ver la política con los elementos químicos de la tabla periódica? La razón son dos de las más grandes mujeres científicas que ha dado la historia y la gran familia, también científica de una de ellas.

Cuando a cualquier persona se le pregunta por el nombre de una científica es difícil que nombre a alguien que no sea Marie Skłodowska, también conocida como Marie Curie.

Marie Curie nació en Polonia pero se trasladó a París para perseguir su sueño de convertirse en científica. La historia de Marie es una historia de superación y de recelo (o más bien odio) por parte de los científicos (hombres, todos) de su tiempo. Tras llegar a París comenzó a estudiar y conoció a Pierre Curie, que fue el descubridor de la piezoelectricidad, con quien se casó y juntos estudiaron la radiactividad que había descubierto Henri Becquerel pocos años antes.

Pierre y Marie Curie en el laboratorio (Fuente: Wikipedia)

El estudio de la radiactividad que llevaron a cabo Marie y Pierre (por supuesto, usando los instrumentos de medida basados en la piezoelectricidad descubierta por Pierre) les llevaron a ganar el premio Nobel junto con Becquerel en 1903. Un premio Nobel no exento de controversia ya que (¡cómo no!) el comité Nobel no quería dárselo a Marie. Tuvo que ser Pierre quien amenazara con rechazar ese premio si no incluían a Marie, ya que ella había tenido tanto que ver en los estudios como él.

¿Pero qué tiene que ver todo esto con la política? Los estudios de Pierre y Marie llevaron al descubrimiento de un nuevo elemento de la tabla periódica, un elemento radiactivo. En aquella época era común que los descubridores de un elemento le pusieran nombre y Marie, siendo polaca, le puso el nombre de Polonio en honor a su país. Es curioso, y aquí está el motivo político, que Polonia en aquella época estaba dividida en tres imperios.

Pierre y Marie tuvieron dos hijas, Irène y Ève. A Iréne la volveremos a ver en un momento.

Tras este premio Nobel y sin conocer del todo los efectos de la radiactividad –aunque sí preveían, y de hecho hicieron los primeros experimentos y tratamientos – que podría ser utilizado para curar ciertas enfermedades como el cáncer, siguieron investigando la radiactividad y eso les llevó a descubrir otro elemento radiactivo de la tabla periódica, el radio. Este descubrimiento, llevó a Marie a conseguir su segundo premio Nobel en 1911.

Desgraciadamente, antes de que eso ocurriera, Pierre murió atropellado por un coche de caballos en París mientras cruzaba una calle en un día lluvioso. Se ha especulado mucho sobre su muerte, pero es posible que la exposición a la radiactividad hubiera minado sus sentidos y sus reflejos y eso, unido a las casualidades, fuera lo que provocó que no pudiera evitar el atropello.

Escándalos a parte por culpa de los medios de comunicación de la época cuando Marie inició una relación con otro gran científico, Paul Langevin, tras la muerte de Pierre, Marie siguió dedicando su vida a la ciencia y, al comenzar la Primera Guerra Mundial, se dedicó a aplicar sus conocimientos para tratar a los soldados heridos en la batalla con un aparato de Rayos X que instaló en una furgoneta. De esta manera, Marie podía ayudar a los cirujanos mediante radiografías, que hacía de las heridas, que les ayudaban a identificar mucho mejor dónde operar. Marie fue acompañada en esta tarea por su hija Irène, que por aquel entonces ya era científica. Después de convertiría en una gran científica.

Irène, junto con el también científico, y marido de Irène, Frédéric Joliot-Curie, fueron también unos grandes científicos. Podría decirse que incluso superaron a Marie. Pusieron las bases de física nuclear que conocemos hoy en día al estudiar el núcleo atómico y conseguir sintetizar nuevos elementos radiactivos artificiales. Por este descubrimiento, también recibieron el premio Nobel en 1935.

Frédéric e Irène (Fuente: Wikipedia)

Irène y Frédéric tuvieron la oportunidad de descubrir la fisión nuclear, pero las circunstancias les llevaron a dejar pasar de largo el descubrimiento que recayó en la otra gran científica que mencionábamos al principio. Lise Meitner.

Lise fue una física austriaca judía. Pudiera parecer que la religión de un científico no influye para nada, pero en este caso, de nuevo la política, es importante para conocer la evolución del descubrimiento.

Lise estudió con uno de los padres de la física cuántica. De hecho, del principal padre, Max Planck. Dedicó su vida a la investigación en física nuclear junto con Otto Hahn en Berlín, con quien descubrió otro elemento radiactivo de la tabla periódica, el protactinio. Y aquí es donde entra el carácter político y la religión de Lise. Cuando los nazis llegaron al poder y pronunciaron las leyes de Nüremberg que afectaron, con las consecuencias que todos conocemos, a tantos judíos en Alemania, Lise tuvo que exiliarse de Alemania. A pesar de que Otto era alemán y respetaba el régimen de Hitler no denunció a Lise, ya que también respetaba sus investigaciones. Lise, con ayuda del exterior consiguió exiliarse a Suecia donde continuó con su trabajo. Incluso, siguió manteniendo correspondencia con Otto. Estas investigaciones llevaron al descubrimiento de la fisión nuclear.

Lise (Fuente: Wikipedia)

En este caso, también hubo un premio Nobel, pero solo lo recibió Otto en 1966. Lise ni siquiera fue mencionada y, al contrario que la amenaza que hizo Pierre al comité Nobel para que le concedieran también el premio a Marie, Otto no movió un dedo por Lise. De hecho, el trabajo que llevó al descubrimiento fue principalmente de Lise pero no se llevó el reconocimiento. Este caso está considerado como uno de los más evidentes de los que el comité Noble, como siempre, pasa por alto a la hora de conceder un premio Nobel a una mujer.

Tampoco es de extrañar si alguna vez habéis visto la entrega de los premios Nobel, todos los miembros son unos viejos decrépitos con cara de amargados que viven anclados en el pasado. Probablemente sigan teniendo una mentalidad del siglo XIX.

El capítulo también menciona a György Hevesy, pero he preferido saltarme esa parte por tres razones. La primera, si queréis conocerle no os quedará más remedio que leer el capítulo. La segunda, me parece mucho más importante dar voz a las grandes científicas de este capítulo. La tercera y más personal todavía, soy un gran admirador del trabajo de Curie (toda la familia al completo, incluida Ève aunque se dedicara a las humanidades) y de Meitner.

Para discutir, quiero plantear dos temas, aunque creo que bastante obvias en cuanto a la respuesta.

1. ¿Es el comité Nobel machista? ¿Son los que hacen las nominaciones, que no tienen por qué ser los propios miembros del comité, machistas? ¿Sirven los premios Nobel para algo? ¿Deberían suprimirse los premios Nobel? (Spoiler: mi opinión al respecto de esta última pregunta es que sí)
2. Para eliminar el machismo (en ciencia y en la sociedad en general) la principal solución está en la educación. Me consta que en los colegios e institutos se lucha por ello, pero ¿se hace también en casa? ¿Son los padres tan o más responsables que los profesores? Si se vive en un ambiente machista, ¿puede más la educación de los padres que la de los profesores?

Por último y para completar la información del capítulo algunas referencias (casi todas tienen como origen a una experta en estas científicas, Laura Morrón).

Unos posts:

El diario de Manya

El abuelo Eugène Curie

La alumna Lise Meitner

Unos libros:

Marie Curie y su tiempo – José Manuel Sánchez Ron

Marie Curie y sus hijas: cartas – Marie Curie

Las mujeres de la Luna – Daniel Roberto Altschuler y Fernando J. Ballesteros (en concreto los capítulos dedicados a Marie Curie y Lise Meitner)

¡Muy buena semana a todos!

La cuchara menguante. 11) Cómo nos engañan los elementos

Para acabar con el periplo de aquellos elementos más relacionados con aspectos biológicos, en este capítulo se nos presentan aquellos que son especialmente embaucadores cuando penetran en nuestro organismo. Cuidado que vienen “los trileros de la tabla periódica”. ¡Al turrón!

El hecho de ser un elemento bastante estable y no ser radiactivo, no exime de su peligrosidad. Es el caso del nitrógeno, elemento mayoritario e inerte del aire que respiramos. El autor hace uso de una anécdota sobre el accidente en una prueba rutinaria aeroespacial en la que la NASA perdió a varios hombres  en 1981 cuando ponían a punto la lanzadera Columbia. La entrada de operarios para revisar tanques de oxígeno con altas concentraciones de nitrógeno molecular les produjo la muerte prácticamente sin darse cuenta.

La demanda de gases en el organismo, vital para las células, está regulada entre otras cosas por el pH de la sangre. De forma que, es la acumulación de CO₂ y no la falta de O₂ (como pudiera parecer) lo que hace saltar las alarmas. El autor describe esto como una “chapuza de la evolución” y no estoy muy de acuerdo. Espero vuestras opiniones al respecto ;)

Un exceso de dióxido de carbono acidifica la sangre, resultando tóxico. El nitrógeno difunde a través de los pulmones y las membranas de la misma forma que lo haría el oxígeno, pero su acción es totalmente inerte. Al no activar la alarma del CO₂, el individuo muere sin apenas darse cuenta. El ejemplo contrario es igualmente peligroso. En situaciones de ansiedad en las que hiperventilamos y exhalamos demasiado dióxido de carbono, hay riesgo de sufrir una alcalosis respiratoria, y consecuente desmayo. La solución: respirar dentro de una bolsa impermeable que nos permita respirar nuestro propio dióxido de carbono.

El titanio también aparece junto con la historia de Branemarck, contada de forma somera y, a mi juicio, no haciendo demasiado hincapié en el avance que supuso. No sólo se trata de que el Titanio sea “respetado” por el organismo. El autor cuenta como el oro y la plata tampoco producen rechazo, pero el cuerpo no los “integra”, sino que los aisla, recubriéndolos en una capa de colágeno (“reacción de cuerpo extraño”), que es algo así a decir “tú no me molestes y yo no te molesto”. El titanio no es aislado sino que induce la formación de hueso a su alrededor, generando una adhesión completa de prótesis de todo tipo, hasta entonces inviable.

Branemarck realmente buscaba estudiar la formación de la sangre en conejos. Colocaba separadores de titanio para aislar cavidades que hacía en los huesos y ver qué ocurría. Imagino a Branemarck frustrado al intentar retirar esos separadores y comprobar que estaban totalmente soldados al hueso. También me imagino que la diferencia entre el genio y el “mortal común” es el hecho de llevar esa frustración inicial un paso más allá y pensar “¿qué puedo aprender de este error? ¿Por qué está pasando esto?”. Eso es para mi la serendipia, tan alejada de la simple casualidad.

Izquierda: Radiografía tomada por Per-Ingvar Branemark con el separador de titanio fijado a la tibia y peroné de conejo. Derecha: El titanio induce la formación de hueso a su alrededor, produciendo una unión similar a una soldadura (osteointegración)

Otro de los sistemas biológicos fácilmente engañable por algunos habitantes de la tabla periódica es el sentido del gusto. Un átomo pequeño como el berilio (tóxico en pequeñas dosis) que nada tiene que ver con una molécula cíclica compleja como el azúcar puede generar la misma sensación dulce que esta porque estimula las mismas papilas gustativas. Fermi lo utilizaba para contener las partículas liberadas por la radiactividad del uranio y eso le costó su salud pulmonar y tener que respirar de un tanque de oxígeno desde los 53 años.

También el sentido salado, comunmente excitado por los iones Na⁺ y K⁺, puede ser igualmente estimulado por otros cationes como calcio y magnesio, o incluso por el litio o el amonio. Los iones sodio y potasio, y también calcio, juegan un papel fundamental multitud de procesos biológicos, entre ellos la transmisión del impulso nervioso o la contractilidad muscular, de ahí que el cuerpo tenga la necesidad de reconocerlos. Sin embargo, otras moléculas con carga se aprovechan para “colarse” y generarnos una ligera sensación salada.

Todo esto, junto con la reflexión del nitrógeno, me lleva a plantear la primera gran pregunta de qué pensáis que nos deparará la evolución en el futuro. Evidentemente, la evolución es un proceso inconcluso y, sinceramente, no creo que existan “chapuzas evolutivas” si entendemos la evolución como la mejor opción (la que nos ha hecho sobrevivir) para adaptarnos a nuestro medio.

La última parte del capítulo habla un poco sobre el yodo como el mayor de los trileros, llegando incluso a engañar al propio Mendeleiev por tener menos peso atómico que el telurio (produce fuerte olor a ajo). A pesar de esta anécdota, Mendeleiev lo colocó junto al resto de halógenos por sus propiedades físicas y químicas y simplemente se limitaba a culpar a los químicos que trataban de estimar un peso atómico mayor para el yodo y así salir del atolladero.

La falta de yodo en la dieta puede producir una hipertrofia de la glándula tiroides (bocio) (tuendocrinologo.com). La deficiencia de yodo puede producir "cretinismo", un síndrome caracterizado por un retraso tanto en el desarrollo físico como mental. De ahí viene la reflexión de Russell de que el déficit de yodo puede convertir a un hombre listo en un idiota.

La historia de la sal común en la India, las idas y venidas de la sal yodada, incluída la remembranza de Gandhi sirven para explicar los beneficios de la sal yodada en la prevención de problemas de tiroides y como este tipo de medidas baratas de salud pública tan evidentes, aún son difíciles de implementar en algunas regiones por motivos políticos (ya llegan los elementos políticos, ay ay ayyyy…)

El capítulo culmina con una reflexión muy interesante de Bertrand Russell a la que creo que le podemos sacar muucha punta en los comentarios. Si la falta de yodo convierte a un hombre listo en un idiota, la razón, el intelecto y las emociones no son más que procesos químicos que dependen de la integridad química del cerebro. Entiendo que el autor hace apología de la química con un colofón (“Somos tabla periódica”) que recuerda al “Somos polvo de estrellas” de Harlow Shappley popularizado por Sagan.

Así pues... la lectura de este capítulo me suscita las siguientes preguntas que comparto con vosotr@s: ¿Que diferencia hay entre algo vivo e inerte? ¿Cuál es la frontera de lo vivo? ¿Hay algo en la vida más allá de la química? En definitiva y, como ya preguntó en su momento Schrödinger ¿QUÉ ES LA VIDA?

Un placer resumir este capítulo y espero no haberme pasado de largo.

Referencias:

Kinga T. Surface aspects of titanium dental implants. Biotechnology - Molecular studies and novel applications for improved quality of human life, 2012

La cuchara menguante. 10) Tómese un par de elementos y llámeme por la mañana

Salimos del pasillo de los venenos que hacen daño al cuerpo y nos metemos en los que hacen cosas buenas.

A veces alguno de esos elementos que hacen daño, en función de dosis, pueden ser beneficiosos. Otros, directamente, pueden ser beneficiosos por si mismos y pueden ayudar a encontrar nuevas formas de diagnóstico o tratamiento para diversas enfermedades.

Elementos como el cobre, son perjudiciales para algunas bacterias, alterando su metabolismo, y generan un efecto oligodinámico o autoesterilizante. Explicando de esta manera por qué ciertos utensilios u objetos tienen un recubrimiento de cobre.

Tuberías de cobre

Otros elementos como el vanadio pueden ejercer un efecto espermicida, beneficioso para el hombre pero que, por el contrario, pueden provocar enfermedades en las mujeres. Y es que no es lo mismo que algo funcione en un tubo de ensayo que realmente funcione en el interior del cuerpo humano.

El gadolinio, considerado como un tóxico en algunos casos, se estudia como un potencial aliado contra el cáncer ya que se puede usar como material de contraste en técnicas de imagen por resonancia magnética debido a sus electrones desapareados. También se podría utilizar como método para luchar contra el cáncer al ser irradiado por neutrones, ya que se convertiría en un isótopo radiactivo que al desintegrarse irradiaría los tejidos que se encuentren a su alrededor.

Gadolinio

Como siempre, en los temas de salud, internet es un mal aliado. Frente a los que afirman que el gadolinio ha sido útil en los tratamientos existen los que dicen que ha arruinado su salud. Y esto no es lo peor. Internet, gracias a estos efectos perjudiciales para algunos, ha hecho que aparezcan muchos aprovechados (en España tenemos muchos ejemplos) que dicen que sus terapias naturales y/o alternativas son mucho mejores. Y todavía mucho peor es que se puedan encontrar remedios para autorecetarse basados en principios “supuestamente médicos”. Al final solo se benefician unos cuantos, es decir, los que venden esos remedios/terapias. Es un problema que ya hemos visto en muchas ocasiones en las #TertuliasCiencia.

En cualquier caso, la medicina moderna, no se basa, por mucho que algunos pretendan hacernos ver, en tratamientos con elementos aislados, sino con compuestos químicos complejos que, vuelvo a repetir, no basan únicamente su efecto en algo sucedido en un tubo de ensayo, sino en pruebas controladas en el cuerpo humano. Lo contrario también es cierto, que algo funcione en uno, dos o cincuenta cuerpos humanos, no significa que el tratamiento funcione. Es necesario estudiarlos tanto en laboratorio como en cuerpos humanos (sanos y enfermos) para poder detectar todos sus beneficios y efectos adversos.

A partir de aquí, el capítulo vuelve a centrarse en las anécdotas (algunas interesantes), pero como las llevo criticando desde el comienzo del libro, prefiero dejarlas para que las leáis por vuestra cuenta y deis vuestra opinión sobre casos como el de Domagk.

Para terminar, solo quiero plantear una cuestión para el debate.

Sin caer en el tema de la viabilidad de las pseudociencias, terapias alternativas o productos milagros, ¿creéis que el futuro de la medicina pasa por seguir descubriendo compuestos químicos complejos que puedan curar, o al menos controlar, todas enfermedades?

Un ejemplo de por qué lo pregunto y lo que estoy pensando. No existe tal cosa como la sanación cuántica, eso de que estamos entrelazados y tal…, sobre todo por que quién habla de ello no tiene ni idea de lo que es el entrelazamiento (os recomiendo un par de libros al respecto “Entrelazamiento” de Amir D. Azcel y “El enigma cuántico” de Bruce Rosenblum y Fred Kuttner). Lo que pienso es que usando correctamente el entrelazamiento, a veces pienso que se podría crear un par de partículas (o compuestos, en un futuro muy muy lejano) entrelazados de manera que el paciente tomara uno y el médico, a distancia, provocara algún cambio en una propiedad de su partícula para que el cambio de esa propiedad en la partícula que está en el interior del paciente hiciera su efecto.

Consideradlo una especie de tormenta de ideas para que si algún investigador lee esto en algún momento, tenga algo en que pensar, y quién sabe, al estar en español se convierta en un futuro premio Nobel ;o))

¡Buena semana a todos!

Este fin de semana descansamos

Hola a todos los que os pasáis por #TertuliasCiencia. Lo primero, gracias por acompañarnos.

Hemos pensado que este fin de semana descansamos. Las razonas son varias, pero la fundamental es que muchos de nosotros estamos liados, de hecho cada vez estábamos participando menos en los capítulos (nos íbamos retrasando porque otras obligaciones nos marcan los tiempos).

Por lo tanto, este fin de semana algunos descansamos, pero otros podéis poneros las pilas y "alcanzarnos" (por cierto, el libro permite leer capítulos sueltos, lo decimos porque siempre os podéis animar y uniros a partir de un determinado capítulo).

Y prepararos porque la semana que viene continuamos, estáis todos invitados.

Nota: Recordar que esto es un proyecto abierto a todos, así que si os apetece resumir no lo dudéis: decid él que os apetece resumir y os lo apuntamos... pero no os pidáis ni el capítulo 10 (que lo resumirá @Acc_Science) ni el capítulo 11 (que lo resumirá @hiperionida). Lo dicho, saludos.

La cuchara menguante. 9) El pasillo de los venenos: "Ay, ay"

Cuando me decidí a resumir un capítulo en Tertulias Ciencia, cogí el libro y le eché un vistazo a los títulos de los capítulos, ví la palabra veneno y la palabra cadmio y me dije "este es para mí". El cadmio fue el elemento con el que trabajé en mi proyecto fin de carrera. Cinco meses en un laboratorio viendo como una "mosca" agitaba vigorosamente las distintas disoluciones de este metal. Y mientras buscando información del mismo. Cuando leía el capítulo rememoraba toda aquella información plasmada en el proyecto.

No me enrollo más y paso a resumir el capítulo 9: El pasillo de los venenos: "Ay, ay". 

Los elementos que nos encontramos en este capítulo son el Cadmio, Talio, Bismuto, Torio y Americio.

CADMIO:

El cadmio es el elemento más ligero del pasillo de los venenos. Se hizo popular a partir de los hechos ocurridos en una zona del centro de Japón, las minas de Kamioka.

Estas minas se comenzaron a explotar en el siglo VII , extrayéndose metales preciosos. Siglos más tarde se empezó a extraer oro, plata, cobre y plomo. A principios del siglo XX, comenzó la extracción de cinc, debido a la fuerte demanda de este metal para su utilización en aviones, blindajes y munición en la guerra ruso-japonesa y la primera guerra mundial. El cinc se encuentra íntimamente mezclado con el cadmio en la Tierra. El tratamiento que se le daba al metal extraido de la mina, una tostación seguida de un lavado con ácido sulfúrico, conllevaba que con los lodos producidos en el lavado se encontrara cadmio. Estos fangos se vertían en los ríos o sobre la tierra, desde donde se infiltraba hasta llegar a las aguas freáticas.

En 1912 los médicos observaron que algunos arroceros de aquella zona morían a causa de unas nuevas y horrendas enfermedades. Terribles dolores en las articulaciones y en la médula de los huesos, fallo de los riñones y ablandamiento de huesos, eran los síntomas. La incidencia de esta misteriosa enfermedad se disparó durante las décadas de 1930 y 1940 con la expansión del militarismo japonés. A medida que la enfermedad se extendía de un pueblo a otro, pasó a conocerse como "itai-itai" ("ay-ay", en castellano), por los gritos de dolor que soltaban sus víctimas.

En 1946, un doctor de la región, Noboru Hagino, comenzó a estudiar la enfermedad. Al principió pensó que se debía a la malnutrición, pero después, con la ayuda de un profesor de sanidad pública elaboró un mapa epidemiológico y un mapa hidrológico que mostraba en qué lugar depositaba su carga el río Jinzu, río que atravesaba las minas y servía para inundar los campos de cultivo. Tras analizar el grano de la zona, Hagino comprendió que el arroz era una esponja para el cadmio.

Pero, ¿cómo actúa el cadmio en el cuerpo?.

El cadmio puede desplazar al azufre y al calcio en el cuerpo, pero no puede realizar las mismas funciones biológicas, lo que explica que afecte a los huesos de los enfermos. La malnutrición también desempeñaba un papel en la enfermedad ya que, al carecerse de elementos esenciales, las células introducían en sus órganos el cadmio a un ritmo más rápido que en una persona bien alimentada.

Hagino hizo público sus resultados en 1961. Tras litigios con la compañía minera legalmente responsable, en 1972, se comenzaron a pagar indemnizaciones a 178 supervivientes.

TALIO:

El Talio es considerado el elemento más mortal de toda la tabla periódica. El motivo es que puede actuar como Tl⁺ o Tl ³⁺ , por lo que puede imitar a muchos elementos y hacerse un hueco en muchos nichos bioquímicos.

En el cuerpo de los animales se cuela a través de los canales iónicos para captar el potasio, a menudo por medio de ósmosis en la piel. Una vez dentro del cuerpo, comienza a descoser enlaces fundamentales de los aminoácidos de las proteínas, inutilizándolas. El problema es que el talio no se para sólo en huesos y riñones, como el cadmio, sino que se mueve por todo el cuerpo, por lo que cada átomo puede producir una cantidad de daños desaforada.

Otra de las razones por las que el talio, al igual que el cadmio, funcione tan bien como veneno, es que se queda en el cuerpo durante mucho tiempo, ya que estos elementos tienen núcleos atómicos que nunca se desintegran radioactivamente.

Anécdota: Durante los años de su obsesión con Cuba, la CIA esbozó un plan para espolvorear los calcetines de Fidel Castro con talco contaminado con talio. A los espías les atraía la idea de que el veneno le provocase la caída del cabello, incluida su famosa barba.

BISMUTO:

El bismuto es un metal blanquecino y ligeramente rosado que al quemarse produce una llama azul y un humo amarillo. Es uno de los poquísimos elementos que se expande al congelarse . Se emplea en pinturas y tintes. El bismuto puede formar unas rocas conocidas como cristales en tolva, con forma de pirámides escalonadas iridiscentes.

El bismuto es un elemento técnicamente radioactivo. Por su posición en la tabla periódica debería ser muy dañino (comparte grupo con el arsénico y el antimonio), y se esconde entre los metales pesados más venenosos. Sin embargo, el bismuto es benigno, incluso medicinal: los médicos lo recetan para aliviar algunas úlceras .

Se puede considerar que el bismuto marca la transición en el pasillo de los venenos entre los venenos convencionales que producen arcadas y profundos dolores y los abrasadores venenos radioactivos.

TORIO + AMERICIO:

David Hahn, joven norteamericano de 16 años, a mediados de la década de 1990, en su deseo por resolver la crisis energética mundial, construyó un reactor nuclear en el cobertizo del jardín de la casa de su madre. Para empezar, aplicó el poco conocimiento que había recabado sobre física nuclear. David había aprendido los tres principales procesos nucleares: fusión, fisión y desintegración radiactiva. Como la fusión necesitaba temperaturas y presiones que no podía reproducir, David se centró en la fisión del uranio y la radiactividad de los neutrones, productos secundarios de la fisión. El uranio estaría rodeado por una envoltura de un elemento más ligero, el torio-232. Su objetivo, perpetuar una reacción en cadena. Tras cada fisión, el torio absorbería un neutrón proveniente de la fisión del uranio convirtiéndose en torio-233. Este isótopo inestable decae por desintegración beta, emitiendo un electrón, convirtiendo después, un neutrón en un protón. Esta adición de un protón lo convierte en el siguiente elemento de la tabla, el protactinio-233, que también es inestable y se transforma en aquello con lo que había comenzado: uranio-233.

De todo el trabajo que hizo , probablemente la parte más sencilla del proyecto fuese conseguir el torio-232. Los compuestos de torio tienen puntos de fusión extremadamente elevados, por lo que las lámparas de torio son comunes en ambientes industriales como las minas.

Pero David no dominaba la física y no contaba con la necesidad de disponer de uranio-235 para irradiar el torio y convertir éste en uranio-233. Inconveniente: el uranio común es sobre todo uranio-238 y el uranio-235 era difícil de conseguir. Por este motivo, instalo un contador Geiger en el salpicadero de su coche, en la búsqueda de este elemento.

Al final decidió abandonar esta estrategia, y construyó una "pistola de neutrones" para irradiar el torio, pero la pistola apenas llegó a funcionar. Para construir su burda pistola empleó americio. El americio es una fuente fiable de partículas alfa. Las partículas alfa hacen saltar neutrones de ciertos elementos.

David, al final, no construyó el reactor, ni siquiera estuvo cerca de conseguirlo.

El resultado de sus experimentos fue una cara salpicada de manchas rojizas , como si sufriera acné agudo.

OTROS VENENOS

Junto con el cadmio, el talio, bismuto, torio y americio, podemos encontrar otros venenos:

• El mercurio, una neurotoxina. A la derecha del mercurio, en la tabla periódica, el plomo.
• Los elementos radioactivos: el polonio, el veneno de la era nuclear. Al igual que el talio, provoca la caída del cabello de los afectados. Como ejemplo de envenenamiento por polonio, el del ex agente del KGB Alexander Litvinenko, que fue envenenado con sushi contaminado con polonio en un restaurante londinense. Más allá del polonio está el radón. Como gas noble que es, el radón es incoloro e inodoro y no reacciona con nada. Pero es un elemento pesado , por lo que desplaza al aire en los pulmones y descarga letales partículas radiactivas que conducen al cáncer de pulmón.

PREGUNTAS:

1) No hace falta irnos muy lejos para encontrar un ejemplo del vertido de lodos tóxicos al medio ambiente. En la Región de Murcia tenemos el caso de Portmán, pueblo minero en el que en 1992 cesaron los vertidos al mar de los lodos provenientes del lavado del mineral. Estamos diciendo que cerca del siglo XXI se seguían haciendo vertidos incontrolados en España, teniendo como ejemplo lo ocurrido en las minas de Kamioka. De momento aquí no ha habido ningún caso de enfermedad relacionada con el vertido o quizá si, ¿que pensáis?. ¿Sería útil realizar un mapa epidemiológico con la relación de cáncer en la zona y contrastarla con el resto de España?. ¿Ya está hecho?.

2) He echado de menos en el capítulo a venenos que sólo se nombran como el mercurio y el plomo. Me imagino que saldrán en otros capítulos. La supuesta relación del plomo con el saturnismo y la caída del Imperio Romano, etc. ¿Qué opináis?.

3) Maria Sklodowska y su relación con el polonio. Murió con 67 años, ¿edad tardía para el contacto que tuvo con el material radiactivo?.

Un saludo a todos. Nos leemos en el debate.

La cuchara menguante. 8) De la física a la biología

Quiero empezar agradeciendo a Santos Mondejar su esfuerzo la semana pasada resumiendo en un tiempo récord el capítulo que, en principio, estaba asignado a mi. No estoy siguiendo la lectura del libro como me habría gustado y de ahí mi despiste que, afortunadamente, quedó subsanado por la disponibilidad y buen hacer de Santos. Gracias.

Debo confesar algo más antes de pasar a resumir las historias que se cuentan en este capítulo. Empecé a leer este libro con cierto entusiasmo pero también con cierto recelo. Tuve que abandonarlo por razones que no vienen al caso, y no he podido seguir tampoco los resúmenes y discusiones que han tenido lugar aquí. Así que pido disculpas anticipadas por si abro un debate ya concluido o si mi lectura fraccionada me ha conducido a apreciaciones erróneas que no vengan al caso. Pero mi impresión es que el libro -o al menos este capitulo- transmite una visión, en ocasiones, demasiado dulcificada y dramatizada de una actividad muy compleja. Volveré sobre esto más adelante al hilo del tema central alrededor del cual gira este capítulo.

Bueno, al lío. El capítulo de esta semana es el que abre la tercera parte del libro y que se titula “Confusión periódica: La emergencia de la complejidad”. Y ciertamente en este capítulo se empieza a entrever cómo las cosas/disciplinas se complican. Vemos cómo las líneas divisorias ya no están tan claras y cómo la interpretación de las teorías y de los resultados experimentales, otrora lógicos y clarificadores, empiezan a enmarañarse formando una barroca neblina por la que hasta los más avezados navegantes pueden naufragar. Precisamente es la historia de dos insignes exploradores de la tabla periódica la que repasa este capítulo, de sus éxitos y sus pifias (pero que nadie sufra, cada uno de ellos verá recompensado sus esfuerzos con sendos premios Nobel).

               

Emilio Segré y Carlo Perrier       

El primero de ellos es Emilio Segré. Es conocido, además de por sus logros, por su labor didáctica y su libro Núcleos y Partículas es, aún hoy, una maravilla de claridad (aunque su grosor asuste un poco). Segré fue también un gran aficionado a la fotografía y el archivo fotográfico del Instituto Americano de Física lleva su nombre en su honor. El autor narra con cierto dramatismo sus logros y algunas de las dificultades que encontró a lo largo de su carrera. Empieza por un gran éxito, la evasiva historia del elemento cuarenta y tres que Emilio Segré y Carlo Perrier consiguieron aislar en 1937 gracias a la -en cierto modo- serendípica colaboración de Ernest Lawrence. La clave para poder acorralar a tan esquivo elemento estuvo en la radioactividad. Segré reparó en que la escasez del elemento cuarenta y tres era lo que lo hacía tan difícil de encontrar y achacó esta escasez a que prácticamente todos los átomos existentes de este elemento debían haberse desintegrado radiactivamente. De forma más o menos casual Segré tuvo conocimiento de que el acelerador de partículas desarrollado por Lawrence, el ciclotrón, contaba entre sus elementos con hojas de Molibdeno. Estas piezas quedaban activadas (se transformaban en radiactivas) tras haber transcurrido gran parte de su vida útil expuestas al constante bombardeo de deuterones. El ciclotrón se diseñó con el fin de hacer colisionar partículas a gran velocidad (elevadas energías) lo que tenía entre otras consecuencias la generación de reacciones nucleares y la producción de multitud de isótopos radiactivos. Segré asoció -correctamente- esta activación a la presencia, entre otros, del elemento 43, que se habría creado como consecuencia de reacciones nucleares con el molibdeno y estaría desintegrándose. Lawrence cedió algunas de estas hojas de molibdeno activado a Segré que, en colaboración con Perrier, en la universidad de Palermo, consiguieron extraer de ellas isótopos de fósforo, cobalto, zirconio y, más tarde, el ansiado elemento 43. Tras el descubrimiento Segré escribió emocionado una carta a Lawrence en la que decía “el ciclotrón ha demostrado ser una especie de gallina ponedora de huevos de oro” haciendo referencia a la cantidad de logros científicos que estaba haciendo posible. Ciertamente, se trata de uno de los aparatos más fructíferos de la ciencia del siglo XX (pero esa, como decía Moustache, el camarero de Irma la dulce, la película de Billy Wilder, es otra historia…). Segré y Perrier llamaron a este nuevo elemento, no sin cierta disputa previa con la Universidad por motivos nacionalistas (motivos que al parecer nunca pasan de moda), Tecnecio usando la palabra griega technètos, que significa "artificial", por ser el primer elemento producido de forma artificial.

Lawrence (con gafas) junto a uno de sus ciclotrones

Curiosamente, la característica que lo hizo tan esquivo, su corta vida, es de gran importancia para su uso en medicina. El Tecnecio (en particular el isótopo 99mTc, la "m" indica que es un isómero nuclear metaestable) es uno de los radioisótopos más utilizados en medicina nuclear. Se utiliza aproximadamente en un 80% de los procedimientos diagnósticos. Su corta vida nos permite inyectarlo a los pacientes sin que estos permanezcan radiactivos más tiempo del estrictamente necesario para el diagnóstico (su período de semidesintegración es de unas 6 horas, es decir, en 24 horas se desintegran unos quince dieciseisavos). Existen hasta una treintena de radiofármacos basados en el 99mTc usados en estudios funcionales del cerebro, el miocardio, la glándula tiroidea, los pulmones, el hígado, la vesícula biliar, los riñones, el esqueleto, la sangre.

Moderno generador de tecnecio

Resulta también curiosos comentar que en la actualidad el 99mTc que se utiliza en los hospitales se genera, de forma análoga al descubierto por Segré y Perrier, a partir de molibdeno en unos dispositivos denominados generadores de tecnecio. Estos generadores tienen en su interior molibdeno-99 que tiene una vida media de unas 66 horas lo que permite que el dispositivo pueda transportarse a los hospitales. Una vez allí el molibdeno va decayendo a 99mTc con una vida media tan corta que es ideal para su uso en pacientes -como ya se ha comentado- pero hace su transporte imposible. El molibdeno-99 puede ser obtenido por activación neutrónica (n,gamma) del molibdeno-98 en reactores de alto flujo de neutrones (de forma similar al extraído por Segré de las viejas piezas activadas del ciclotrón de Lawrence). Sin embargo, el método más utilizado es a través de la fisión del 235U en reactores nucleares.    

Pero, según el autor, en la vida de Segré no faltan también sonados fracasos y desazones. Entre los que se cuenta su pifia en identificar la fisión del uranio cuando trabajaba como asistente del mítico Enrico Fermi y su posterior error al confundir el neptunio transuránico con un producto de la fusión nuclear.

Linus Pauling

El segundo personaje en el que se centra el capítulo es Linus Pauling. De Pauling se cuenta como su autosuficiencia (en el libro petulancia) lo condujo, a pesar de su perspicacia, a quedar fuera del que es considerado uno de los descubrimientos más importantes del siglo XX: la estructura de doble hélice del ADN. Con esta historia se introduce además la importancia de los avances de la química en la comprensión más profunda de la biología que en cierto modo condujo a la inauguración de la biología moderna. Pauling, al parecer, en un golpe de genio (o de suerte) orientó sus revolucionarios logros en el estudio de la mecánica cuántica de los enlaces químicos al estudio de moléculas orgánicas. Esto le llevó a otra revolución: conectó estructura y función en las moléculas orgánicas, transformando, de paso, también la medicina. La conexión entre la química, la física y la biología era algo latente, algo que flotaba en el aire durante la primera mitad del siglo XX. En 1944, el eminente físico Erwin Schrödinger publicó un libro titulado “¿Qué es la vida?” (editado en españa por Tusquets Editores) en el que se exponían muchos puntos clave para el entendimiento moderno de la biología. La importancia de este libro, no obstante, no gozó (ni goza) de una consideración unánime. Pauling se mostró muy crítico con las tesis que allí se planteaban, mientras que, curiosamente, Watson uno de los que acabarían desentrañando la estructura de doble hélice del ADN era un gran entusiasta del mismo y lo citaba como una importante influencia (más aquí). El capítulo termina con una descripción detallada sobre el traspiés de Pauling con el ADN y los trapicheos (creo que no exagero demasiado) que condujeron a Watson y Crick al éxito y la fama planetaria. Una de cal y otra de arena, Linus Pauling fue uno de los pocos científicos ilustres en negarse a trabajar en el proyecto Manhattan para la desarrollo de las primeras bombas atómicas.

Watson y Crick 

Y vuelvo a lo que comentaba al abrir este resumen. La exposición de estas historias que Sam Kean narra tan hábilmente están presentadas con cierto asombro, ¿pero cómo no pudieron darse cuenta semejantes gigantes de la ciencia, eternos candidatos al Nobel, de los errores que cometieron?, ¿pero cómo pudieron estos grandes prohombres presentar, en determinadas ocasiones, un comportamiento tan mezquino? La narración es alucinada, es una historia de “despistes” increíbles, se nos muestran sus desatinos como obra de personalidades excéntricas o ególatras y a mí esto, lo tengo que decir, me parece un error muy grave en un libro de divulgación. La realidad, no sé si triste o felizmente, es que la ciencia es una actividad que es siempre terriblemente complicada. La historia de estos desatinos constituye el día a día de millones de científicos anónimos. Y es sobre estos desatinos sobre lo que acaban cristalizando las grandes ideas y conceptos que son siempre mutables y están sujetos a una revisión permanente. Los científicos, además, son humanos (¡tachán!) por lo que sus reacciones y sus actos están, en muchas ocasiones (me atrevería a decir que la mayor de las veces) sujetos al capricho más arbitrario.

¿La ciencia narrada al estilo de Hollywood?

Una visión épica de la ciencia, que sin duda puede despertar muchas vocaciones, es también la semilla de la frustración y el origen de malentendidos que, paradójicamente, la pueden alejar de la sociedad. De hecho, la anécdota de Pauling, convertido en apóstol de las vitaminas gracias a su prestigio y autoridad resulta terriblemente ilustrativa sobre el doble filo de en entendimiento popular de la ciencia alejado de su realidad y sus complejidades. Pasa como con las malas películas de Hollywood con obligado happy end, pueden ser entretenidas, incluso edificantes, pero presentan una pobre guía para la vida.

¿Qué os ha parecido a vosotros? ¿Creeis que debe presentarse con sorpresa (y hasta con cierto fastidio) el hecho de que la ciencia sea complicada? ¿Nos os parece que en el fondo hay cierta reticencia, o miedo, por parte del autor de presentar las cosas tal y como son?