Nuevas técnicas de eliminación del dióxido de carbono

Parece ser que se ha desarrollado una nueva técnica para eliminar el CO₂, mucho más eficaz que las que hasta ahora se están utilizando. Consiste en descomponerlo catalíticamente y transformarlo en carbono puro, muy fácil de almacenar y que además tiene usos industriales. La noticia aparece en El Mundo Digital del 27 de febrero, donde puedes leer la noticia entera.

Central térmica de Belchatow en Polonia 

"Un grupo de investigadores en Australia ha desarrollado un método para transformar el dióxido de carbono (CO₂) en un material sólido, similar al carbón, un avance que podría revolucionar el enfoque mundial sobre captura y almacenamiento de este gas de efecto invernadero. La viabilidad de retirar y transformar el CO₂ presente en la atmósfera se ha venido debatiendo durante más de una década en las reuniones internacionales sobre cambio climático y en los círculos académicos, pero no ha sido hasta estos últimos años cuando los primeros ensayos serios están comenzando a materializarse.

Anteriormente el CO₂ sólo se había conseguido convertir a estado sólido a temperaturas extremadamente altas, lo que lo hacía inviable a escala industrial", señala el investigador de la Universidad RMIT de Melbourne Torben Daeneke, coautor del hallazgo cuyos detalles aparecen este martes en Nature Communications. "Pero gracias a los metales líquidos que hemos utilizado como catalizadores, demostramos que también es posible lograrlo a temperatura ambiente, en un proceso que es a la vez eficiente y escalable".

El presidente de la IUPAC y los "productos libres de químicos"

El título tiene dos partes, y en eso estamos. En primer lugar, resulta que el pasado 11 de julio la Asamblea General de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, más conocida por sus siglas en inglés, IUPAC, escogía por primera vez a un español como presidente, el catedrático de Química Inorgánica de la Universidad de Alicante, Javier García Martínez que será el primer español en presidir la IUPAC, la institución científica que gobierna la química a nivel mundial, durante el bieno 2022-2023. ¡Casi nada!

En eldiario.es del 17 de julio se publica una entrevista en la que explica diferentes aspectos relacionados con su campo de investigación como director del Laboratorio de Nanotecnología Molecular de la Universidad de Alicante. Pero, sobre todo, ejerce como divulgador al opinar sobre los supuestos efectos nocivos de la química. Merece la pena leer toda la entrevista, pero aquí destaco tres preguntas y sus respectivas respuestas.

¿Qué opinión le merecen los productos que se anuncian como "libres de químicos"?

Son campañas de empresas que, de forma consciente, alimentan la quimiofobia para vender más. Pero la quimiofobia, como cualquier fobia, es un miedo irracional y manifiesta esencialmente un desconocimiento. Por ejemplo, a veces veo anuncios que dicen: "Vino libre de químicos". Y no lo entiendo, porque el vino es el producto de una reacción química, que es la fermentación de la uva, y todos los compuestos que lo componen, tanto el etanol, como los taninos y el resto de sustancias son productos químicos. Todo es química.

Quizás el problema es que se está identificando producto químico con sustancia tóxica

Pero es que es precisamente la química la que permite que los productos sean seguros. Porque es el cloro el que permite que el agua sea potable y no enfermemos y son los conservantes que se añaden a los alimentos los que permiten que los comamos sin miedo a que estén en mal estado. Volver a un consumo como el de hace 100 años, nos devolvería a una época en la que la gente enfermaba por beber agua no potable o por consumir alimentos mal conservados.

Pero también hemos abusado de algunas sustancias químicas

Sí. Hay varios ejemplos de abuso, como los fertilizantes. Es cierto que han tenido una importancia vital para aumentar la producción alimentaria, pero su abuso ha generado serios problemas medioambientales. Está claro que hay que utilizar las sustancias químicas de una forma responsable y por eso tenemos una normativa muy estricta, con muchos protocolos de seguridad y siempre debemos aplicar el principio de precaución.

Y al hilo de este asunto, aquí va una fotografía de una botella de agua que me sirvieron en un restaurante. Leed lo que pone en castellano al final, que no tiene desperdicio (¿Agua libre de químicos?).

La entropía y la existencia

La tendencia al desorden en el Universo frente a la extrema organización en los organismos vivos. ¿Un contrasentido?

En el artículo publicado en El País Digital el 21 de agosto de 2019 se explica de una forma sencilla y clara; vamos, como para utilizarlo tal cual en la Química de 2º de Bachillerato (lo transcribo literal por si desaparece de la web).

¿La entropía es contraria a la existencia de seres humanos?

La segunda ley de la termodinámica sostiene que todos los procesos que ocurren en el universo se realizan de manera que siempre aumenta el desorden, y por tanto la entropía

Para empezar a responder a tu pregunta debo decirte que los seres humanos no tenemos ninguna característica física o biológica diferente de los otros seres vivos sean bacterias, plantas o animales en lo referente a la entropía. Así que debemos extender tu cuestión a todos ellos y preguntarnos si la entropía pudiera ser contraria a la existencia de los seres vivos en general que, eso sí, es algo que se ha planteado con anterioridad.

Lo primero que debemos hacer es entender el concepto clave en tu pregunta. La entropía de un sistema puede verse como una medida del desorden de sus componentes (por ejemplo de sus moléculas, etc…). La segunda ley de la termodinámica sostiene que todos los procesos que ocurren en el universo se realizan de manera que siempre aumenta el desorden, y por tanto la entropía, a nivel global aunque no necesariamente a nivel local, esto es en un espacio pequeño y/o un intervalo de tiempo pequeño. Es decir, las transformaciones e intercambios energéticos suceden de manera que, a la larga (dentro de un tiempo razonable), siempre aumenta la entropía total del sistema y su entorno. Quédate con este concepto porque es la clave de la respuesta a tu pregunta.

Las transformaciones e intercambios energéticos suceden de manera que, a la larga (dentro de un tiempo razonable), siempre aumenta la entropía total del sistema y su entorno.

Esta segunda ley de la termodinámica podría parecer contradictoria con la existencia de los organismos vivos porque estos están altamente organizados. Y por eso viene el dilema de si con su existencia están contraviniendo ese principio de la termodinámica. Pero la respuesta es que no, no existe ninguna contradicción. Y la explicación está en que todos los organismos vivos, ya sean bacterias, plantas o animales, extraen energía de sus alrededores, por ejemplo, obtienen energía de la combustión de materia orgánica, para aumentar y mantener su compleja organización. Por esta razón en los seres vivos disminuye la entropía, pero ese orden de sus componentes, esa disminución de la entropía, se mantiene aumentando la entropía a su alrededor.

Así que, en resumen: todas las formas de vida, más los productos de desecho de sus metabolismos, tienen un aumento neto de la entropía. Más aun, para sostener la vida hay que aportar energía dentro del ser vivo. Si se deja de hacerlo, el organismo muere pronto y tiende siempre hacia la destrucción del orden que tenía, es decir hacia el desorden o aumento de entropía.

Beatriz Gato Rivera es doctora en Física e investigadora del Instituto de Física Fundamental del CSIC.

La tabla periódica de la abundancia

Aun a riesgo de ser un pelmazo, pongo otra tabla periódica. La verdad es que hay ya unas cuantas, pero todas tienen su puntito curioso. Esta la ha publicado la European Chemical Society con motivo del Año Internacional de la Tabla Periódica y lleva un título sugerente: "Los 90 elementos químicos naturales que lo componen todo. ¿Cuánto queda? ¿Es suficiente?".

La clasificación de abundancia tiene cuatro grados, desde disponible en abundancia hasta grave riesgo en los próximos cien años, además de elementos sintéticos. También se indican los que provienen de minerales en conflicto, como el famoso coltán, y los que se usan en la fabricación de teléfonos móviles (¡te quedas más que sorprendido al contar cuántos son!).

Modelos moleculares para el aula

La construcción de moléculas es una de las actividades más agradecidas de las que se realizan en el aula. Modelos moleculares hay muchos, pero no es fácil saber cuáles son los que tienen mejor relación calidad-precio. 

Desde hace muchos años he trabajado con los modelos ORBIT Cochranes, que son de muy buena calidad, importados de la Gran Bretaña y que en su día resultaban bastante caros.

Pero ahora hay unos bastante parecidos vendidos por Magical Science en Aliexpress que resultan muy económicos, y que además se pueden comprar por unidades de cada uno de los elementos. Eso sí, les encuentro una pega estética: el H por convenio es blanco en todos los modelos, y en este caso es naranja. Por contra, hay una ventaja importante, y es que las bolas de cada elemento son de 0,9 mm de diámetro, mucho mayores, y los modelos quedan mejor.

Hay disponible un listado para comprar piezas sueltas, con un pedido mínimo de 30 dólares. Para hacerse una idea, el átomo de H cuesta 0,026 $, los de C, O, N, etc, 0,036 $, y los tubos de enlace 0,019 o 0,024 $, así que por menos de 30 euros se pueden adquirir sobre 800 piezas.

Como ya me han llegado, solamente decir que son estupendos, muy baratos y que quedan unas estructuras monísimas.

Propulsión a chorro

Para facilitar la comprensión de los principios de la dinámica hay muchos experimentos y vídeos en la web, que visualizan los fenómenos y acercan la formulación matemática a la vida real.

Aquí uno más, pero de producción propia. Se trata de ver el efecto de retroceso en los disparos, es decir, la tercera ley de la dinámica o principio de acción y reacción.

Para ello no hay más que preparar un carrito con muy poco rozamiento, acoplarle con cinta un bote de plástico que se pueda cerrar con un tapón de corcho y aprovechar la reacción entre el bicarbonato de sodio y el vinagre, en la que se produce una gran cantidad de dióxido de carbono para que al producirse el taponazo el carrito retroceda muy apreciablemente (si la mesa es de formica, sale disparado y se mueve bastante hasta detenerse).

Es cuestión de probar dos o tres veces hasta ver la cantidad de bicarbonato y de vinagre necesarios, que dependen del tamaño del bote.

Se puede profundizar variando la masa del bote y la del carrito para ver cómo influyen en lo que se observa.

Construyendo la Tabla Periódica en el Paraninfo

Entre el 16 de septiembre y el 18 de enero está abierta en el Paraninfo de la Universidad de Zaragoza una exposición divulgativa con motivo del 150 aniversario de la tabla periódica de Dimitri Mendeleiev.

Todo está en una única sala, pero la visita merece la pena: hay muestras de casi todos los elementos, una tabla periódica original de 1925, la Tabla 3D está muy bien diseñada, ...

"Esta muestra cuenta con una gran tabla periódica interactiva en la que cada elemento, está representado por un cubo que se puede girar y que en cada una de sus caras muestra información relevante sobre él, como su descubridor, sus usos o detalles notables o curiosos. Además se puede recorrer la historia de los elementos de la tabla periódica y de su construcción a través de un cronograma que nos lleva desde la prehistoria hasta esta misma década, y de un conjunto de vitrinas con muestras de los minerales de los que se obtienen, retratos de los científicos que los descubrieron, ejemplares de sus publicaciones en revistas y libros, muestras de los elementos y objetos fabricados con ellos, representativos de la evolución de la química. También hay ejemplares de tablas periódicas de distintas épocas, algunas parecidas y otras muy distintas a las actuales."

Esta tabla tiene una forma original, con grupos como en la actual, pero sin separar los metales de transición. En la parte inferior derecha están los datos de impresión, de 1925.

Viendo alguno de los libros que hay en la muestra te enteras de cosas curiosas como que el radón se llamó nito durante unos años de la década de 1920.

Por último, un detalle para nuestros amigos de la frontera este de Aragón, esos que hablan de la corona catalanoaragonesa, que afirman sin ningún temor al ridículo que el Aneto es catalán y que Colón nació en Cataluña, renegando de todo lo que huela a español: se fijen, por favor, en el recordatorio de las minas de sal de Suria, en el que se especifica que es abono español y producto nacional, con dirección comercial en Barcelona, y con banderola y todo. ¡Las hemerotecas y los registros fotográficos tienen estas cosillas!

Los coches eléctricos y la "contaminación"

¡Ay, ay, ay, que la cosa se complica!

Durante muchos años se ha estado diciendo por todos lados que los coches de gasoil contaminan menos que los de gasolina, y aunque sen un poco más caros, el combustible es más barato (aunque ahora tienen un coste muy parecido). Y ahora llevamos una buena temporada en la que se está demonizando el gasoil, de forma que cada vez se venden menos coches con ese combustible y más de gasolina.

Pero ahora ha entrado en juego la electricidad como combustible, y se está promocionando el uso de coches eléctricos, incluso con ayudas estatales, con el principal argumento de que no contaminan al no producir CO₂.

¡Dos errores! El primero, el de siempre, ya que el CO₂ no es un contaminante, aunque un incremento incontrolado en el aire contribuye a que el efecto invernadero sea más notorio, con los problemas que eso conlleva.

El segundo es el que resulta llamativo: hay un estudio publicado en libremercado.com en que afirma que los coches eléctricos emiten más CO₂ que los diésel, ya que hay que tener en cuenta el proceso de fabricación de las baterías y no solo el funcionamiento del coche. 

"Un nuevo estudio realizado por científicos alemanes ha dejado una curiosa reflexión: los coches eléctricos emiten más CO₂ que los diésel. Cuando se tiene en consideración las emisiones de CO₂ relacionadas con la producción de baterías y el mix energético alemán, donde el carbón sigue desempeñando un papel importante, los vehículos eléctricos emiten entre un 11% y un 28% más de CO₂ que sus homólogos de combustión con diésel, según el estudio presentado por el Instituto Ifo de Munich.

La minería y el procesamiento del litio, el cobalto y el manganeso que se utilizan para las baterías de los eléctricos consumen una gran cantidad de energía. Una batería Tesla Modelo 3, por ejemplo, representa entre 11 y 15 toneladas de CO₂. Los autores Christoph Buchal, Hans-Dieter Karl y Hans-Werner Sinn señalaron en su estudio que estas baterías tienen una vida útil de 10 años y una capacidad para recorrer 15.000 kilómetros anualmente.

Por todo ello, también aseguran que se debe contabilizar el CO₂ emitido para producir la electricidad que alimenta a estos vehículos. Y concluyen que, cuando se consideran todos estos factores, cada Tesla emite de 156 a 180 gramos de CO₂ por kilómetro, más que un vehículo diésel de las mismas características producido por la compañía alemana Mercedes, por ejemplo.

Por lo tanto, los investigadores alemanes no están de acuerdo con la afirmación de los funcionarios europeos, quienes señalan que estos vehículos eléctricos son de cero emisiones. Señalan, además, que el objetivo de la UE de 59 gramos de CO₂ por km para 2030 corresponde a un consumo "técnicamente poco realista" de 2,2 litros de diésel o 2,6 litros de gas por cada 100 km.

De hecho, estos nuevos límites fijados por la Unión Europea están presionando a las principales empresas automovilísticas a cambiar su modo de producción. Según los investigadores, hubiera sido preferible optar por motores de gas, "cuyas emisiones son un tercio menos que las de los motores diésel".

Tal y como señalan en el portal especializado Autopista, consultorías como Bernstein han elaborado informes en los que se comparan distintos modelos para comprobar cuáles son las emisiones totales de dióxido de carbono (CO₂) durante toda la vida útil del vehículo (o ciclo de vida). Así, Bernstein ha calculado que un BMW 320i (gasolina) arroja a la atmósfera 22,8 toneladas de CO₂, divididas en gasolina consumida (20), extracción y refinamiento del combustible (2,2) y la fabricación (0,6). Por su parte, un Tesla Model 3 eléctrico emitiría 27,1 toneladas de CO₂ (21,3 provocadas durante la fabricación de electricidad, 5,2 de la fabricación de baterías y 0,6 durante el ensamblaje del vehículo)."

Los teléfonos móviles y la Tabla Periódica

Casi con toda seguridad, el artilugio tecnológico que ha revolucionado la sociedad actual es el teléfono móvil. Pues no es extraño, ya que en un móvil hay más elementos químicos diferentes que en el cuerpo humano, la máquina más perfecta: ¡nada menos que 58 frente a 27!

(XL Semanal de 29-septiembre-2019)

InvestigadorAs españolAs

Pues no, no voy a hablar de científicAs investigadorAs españolAs, como Margarita Salas o Maria Josefa Izuel, que llevan muchísmos años en esto, ni tampoco de otras como María Blasco o Montse Calleja, que están en el cénit de sus carreras, sino de las que están comenzando. 

Es el caso de Maitane Alonso, estudiante bilbaína de 2º de Medicina con 18 años de nada, que ha recibido varios premios no solo nacionales sino también internacionales por su máquina para conservar alimentos. El último y más importante, en el certamen más importante del mundo de ciencia y tecnología, organizado por el prestigioso Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y celebrado este año en Phoenix. donde consiguió el primer premio en Sostenibilidad. ¡Incluso la NASA se ha interesado por el prototipo!

La idea del invento consiste en que mediante descargas eléctricas se consigue alterar la composición del aire, de manera que en ese medio no se desarrollan las bacterias que producen la descomposición de los alimentos.

Se dice en el artículo que "mediante descargas eléctricas, el invento disocia moléculas del aire que después se impulsan por encima de los alimentos, de manera que esas moléculas disociadas maten a los microorganismos. Al acabar con estos, se alarga la vida útil del producto." Aquí la cosa se pone oscura, porque ¿qué es eso de moléculas del aire? ¿Las de oxígeno, las de nitrógeno, las dos, otras? ¿Y cuáles son esas moléculas disociadas? Porque lo que queda sería en todo caso átomos. En fin, que el periodista ha dejado poco clara la parte técnica.

Es muy interesante ver la explicación que da Maitane sobre el desarrollo de su investigación, tanto estando todavía en Bachillerato como después en la Universidad. ¡Pura investigación!

En el artículo de La Vanguardia del 22 de septiembre tienes toda la información.