Luz

“Los ojos de los seres vivos proyectan rayos de fuego sutil, y la visión se produce por el encuentro de ese fuego interior con la luz exterior.” Homero estaba equivocado, los ojos no emiten, más bien reciben luz, que los científicos aseguran estar formada por unos corpúsculos inmateriales que llaman fotones.
No se requiere materia alguna para que la luz pase de un cuerpo a otro: la luz se transmite como ondas; sí se necesitan los átomos para que emitan o detecten la luz; como los que forman la lava de un volcán o la retina de los ojos. ¿Cómo se las apañan los átomos para generar o detectar los fotones? Los átomos contienen electrones que -imaginamos- se sitúan en varios pisos, cada uno a distinta distancia del núcleo atómico, y cuanto más bajo está el piso menos energía contiene. ¿Cómo se emite la luz? Cuando un electrón de un átomo salta de un nivel superior a uno inferior emite un fotón; averiguamos la energía del fotón, o sea su color, si conocemos la diferencia de energía que existe entre los niveles -los pisos- en los que estaba el electrón saltarín. ¿Cómo se absorbe, se destruye o se detecta la luz? Mediante el proceso inverso a la emisión, cuando, como resultado del choque de un fotón con un electrón de un átomo, se proyecta el electrón de un piso inferior a uno superior y desaparece el fotón.
Al calentar un gas o al pasar por él una corriente eléctrica logramos proporcionar energía a los electrones de los átomos gaseosos, para que cambien de nivel y emitan luz coloreada: amarilla, el sodio; roja, el neón; o violeta, azul y verde, el mercurio; también los rayos y algunos láseres deben su color al mismo mecanismo. La luz que emiten los sólidos y líquidos es diferente a la de los gases, porque mientras que éstos suelen emitir luz de un único color, aquéllos emiten una mezcla de todos los colores; y la radiación emitida es independiente de la composición de la materia pues sólo depende de su temperatura; de tal manera que al calentar un cuerpo -un hierro quizá- su color cambia: de negro a rojo, amarillo, blanco y finalmente azul; por cierto, la misma luz que habitualmente vemos en las estrellas con un buen telescopio. La radiación solar, la luz del fuego y la radiación del filamento metálico de una lámpara incandescente obedecen a este fenómeno. 

Depósitos de nitrógeno

En nuestro sistema solar sólo siete elementos químicos superan el uno por mil de abundancia: en orden decreciente, el hidrógeno, helio, oxígeno, carbono, neón, hierro y nitrógeno; fijémonos en el último, el componente mayoritario de la atmósfera terrestre. El nitrógeno, átomo indispensable con el que están construidos todos los seres vivos, se encuentra en la superficie terrestre de cinco formas que, con el fin de comprenderlas mejor, nos imaginamos como almacenes. Un primer almacén de nitrógeno se halla en forma de moléculas que forman la atmósfera; los tres almacenes siguientes, el nitrito, el nitrato y el amoníaco (debería indicar que el amoníaco se presenta como ión amonio cuando está disuelto en el agua) se ubican en el suelo; los aminoácidos, que forman parte de cualquier ser vivo, constituyen el quinto y último almacén. 
Los cinco almacenes se comunican pues los átomos de nitrógeno pueden pasar de uno a otro mediante reacciones químicas. Ahora bien, la conexión resulta complicada porque no todos los almacenes se comunican entre sí: en algún caso, sólo se permite el intercambio en un sentido, pero no en el sentido contrario. Comencemos por los dos que tienen las conexiones más sencillas: los nitratos sólo pueden convertirse en nitritos y viceversa; los aminoácidos sólo pueden convertirse en amoníaco y viceversa. Los otros tres almacenes: el nitrógeno molecular, el nitrito y el amoníaco tienen conexiones de ida y vuelta excepto el nitrito que puede transformarse en nitrógeno molecular, pero no hacer el camino inverso. No voy a nombrar, aunque podría hacerlo, las bacterias, plantas, hongos o animales que efectúan las conversiones; sí me fijaré, en cambio, en uno de los trasvases, la salida del nitrógeno atmosférico hacia el amoníaco; porque se trata de una transformación esencial: es la única manera que tiene la biosfera de adquirir este átomo imprescindible para formar los seres vivos. Pues bien, sólo las bacterias son capaces de fijar el nitrógeno del aire, bacterias solitarias o bacterias -rizobios- que se encuentran asociadas a las raíces de algunas plantas. Hasta comienzos del siglo XX así se extraía el nitrógeno de la atmósfera; sin embargo, en el siglo XXI, el nitrógeno fijado por las bacterias constituye sólo el sesenta por ciento de la extracción; la humanidad extrae el cuarenta por ciento restante. Hay entonces exceso de nitrógeno en la superficie terrestre; exceso que empeora la calidad del suelo, del agua, y ¡sí! perjudica la salud humana. 

Mármol

El Taj Mahal, el Patio de los Leones de la Alhambra, la Venus de Milo y el David de Miguel Ángel son maravillosas obras de arte cuya belleza aún hoy admira el experto y el profano. Tanto el soberbio edificio como las maravillosas estatuas están hechos con el mismo material: mármol, una roca, como roca son el claro granito y el oscuro basalto. Se trata de una roca metamórfica, compuesta por el mineral calcita, cuyos granos pueden ser gruesos o tan pequeños que resultan invisibles para quien los contempla.
Parémonos en comprender el significado de los términos roca metamórfica y calcita. Las rocas metamórficas se forman cuando se producen cambios en los minerales de rocas preexistentes, debido a aumentos de la temperatura (entre cien y seiscientos grados centígrados) o presión (entre mil y diez mil atmósferas) en el interior del planeta; son cambios metamórficos la recristalización y las reacciones químicas entre los minerales en estado sólido, y no lo son los cambios provocados por la atmósfera en la superficie terrestre. En definitiva, se trata de rocas que se forman en condiciones intermedias entre las que permiten la generación de las rocas sedimentarias en la atmósfera, y las que permiten la formación de las rocas ígneas, cuando cristaliza el magma.
La piedra caliza está compuesta fundamentalmente por calcita (carbonato cálcico), el mineral más abundante de las rocas sedimentarias. Muchos organismos y animales marinos tienen carbonato cálcico en sus esqueletos y duros caparazones protectores; si la vida submarina es abundante, en el fondo de los océanos y al cabo de millones de años, pueden formarse grandes depósitos de caparazones de minúsculos foraminíferos, de conchas de los moluscos y de exoesqueletos de los artrópodos que, al consolidarse, forman las rocas calizas, una variedad de rocas sedimentarias. Si bien la mayoría de la calcita proviene de los restos orgánicos pretéritos, una pequeña proporción se ha formado por simple precipitación química del carbonato de calcio que hay en el mar.
Si las calizas se sometan a altas presiones y temperaturas se transforman en mármol que, como es lógico, también está formado por el mineral calcita. Y como la calcita es blanca (aunque puede ser incolora) el mármol puro también es blanco, aunque puede mostrar una amplia variedad de colores debido a sus impurezas. 
Los humanos damos abundante uso al mineral calcita, componente de las calizas y mármoles; con ella fabricamos el imprescindible cemento.

Sabor umami

 
¿Ha disfrutado el sibarita lector con los últimos manjares que ha degustado? Sepa que diez mil papilas gustativas ubicadas en la lengua le han permitido percibir el gusto; y que las células receptoras de las papilas detectan cinco sabores básicos, los cuatro habituales (dulce, ácido, salado y amargo) y un quinto, el umami, típico de la comida asiática, que los europeos y americanos no identificamos en las comidas. Se trata del sabor a carne y se debe al glutamato sódico (GMS), un aminoácido muy abundante que se halla en los alimentos; pero no sólo el glutamato actúa sobre los receptores umami también lo hacen dos nucleótidos que forman parte de los ácidos nucleicos, el inosín monofosfato (IMP) y el guanosín monofosfato (GMP).
Además de constituir un sabor básico, el umami altera la percepción de los otros sabores, la sal parece más salada, el azúcar más dulce: en otras palabras, el umami vuelve más sabrosos a los alimentos. Y no sólo eso, provoca secreción de saliva y aumenta las ganas de comer porque envía señales al cerebro que se procesan como placer. Por esta razón, a las tres sustancias, glutamato, IMP y GMP que se perciben como umami, se las considera potenciadores del sabor.
Degustamos el umami a diario en los alimentos donde el glutamato, y otros aminoácidos están presentes: en la carne, el queso, los pescados, los mariscos y en cualquier alimento vegetal o bebida con alto contenido en aminoácidos. Resulta lógico comprobar que el cocinado largo, que ayuda a hidrolizar proteínas y liberar sus aminoácidos componentes, intensifica este sabor; y que los alimentos deshidratados, curados, asados, tostados y fermentados -entre ellos el vino- tienen sabor umami. También presentan este sabor muchos productos manufacturados, como las patatas, salsas y sopas de sobre, aunque no de forma natural, sino porque sus fabricantes les han añadido el glutamato sódico. 
Comprobados los efectos del GMS como saborizante e inductor de hambre, la industria alimentaria ha explotado sus propiedades usándolo como aditivo en muchos alimentos: no hay más que conocer las cifras de su producción para comprobarlo: hace medio siglo se producían doscientas mil toneladas de glutamato sódico, en la actualidad se fabrican más de tres millones. Cabe añadir, por último, que su consumo no causa perjuicios a la salud: se ha clasificado como aditivo alimentario seguro o sustancia GRAS (Generally Recognized Safe Substance) y no se ha estimado necesario establecer una ingesta diaria admisible (IDA). 

Insecticidas en lagos de montaña

Si algún usurario de un plaguicida concreto desea valorar la peligrosidad del producto que emplea, consulte la Organización Mundial de la Salud (OMS) que, desde el año 2009, clasifica a los plaguicidas como sumamente peligrosos (clase Ia), muy peligrosos (clase Ib), moderadamente peligrosos (clase II), ligeramente peligrosos (clase III), e improbable que causen peligro (clase IV o U). No existen plaguicidas inocuos, pues todos perjudican alguna vida, los menos tóxicos (clase IV) aluden a que es improbable que intoxiquen; en el otro extremo se encuentran los productos de la clase I: tres décimas de gramo de uno de ellos bastarían para matar a una persona de sesenta kilos. Los ligeramente tóxicos -clase III- presentan una toxicidad comparable a la sal común o a una bebida alcohólica, ambas letales a una dosis excesiva; ciento ochenta gramos de sal común para una persona de sesenta kilos o entre ciento veinte y doscientos cuarenta gramos de alcohol (el contenido de treinta y ocho o setenta y cinco centilitros de güisqui) para la misma persona.
Aludiré ahora a dos insecticidas encuadrados en la clase II. Cierre el lector los ojos e imagine un lago de montaña: probablemente lo asociará a naturaleza saludable. Yerra. Algunos lagos pirenaicos presentan toxicidad debido a dos moléculas, el diazinón y la permetrina, insecticidas encuadrados en la clase II e introducidos en los lagos probablemente por el ganado, los perros y los turistas. El diazinón es usado tanto por el agricultor, en sus cosechas de frutas y hortalizas o en baños del ganado, como el urbanita, que lo emplea en sus plantas ornamentales y en sus mascotas, perros o gatos. Se trata de una sustancia que inhibe la colinesterasa, enzima presente en los mamíferos y esencial para la comunicación entre las neuronas y los músculos. La permetrina se utiliza como repelente de insectos, en humanos, perros y ganado, o para el tratamiento de la sarna (ácaros) y los piojos en niños y adultos. Se trata de una sustancia neurotóxica, que actúa sobre unas proteínas neuronales llamadas canales de sodio.
Hagámonos ahora eco de la curva de Kuznets que refleja, según los economistas, un curioso comportamiento humano; a medida que las sociedades se vuelven más ricas, contaminan más, hasta un límite, después comienzan a preocuparse por el ambiente. Sabemos que la autolimpieza de los lagos de montaña sólo puede hacerse si no se introducen más contaminantes. ¿Quiénes son los responsables de su contaminación?