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jueves, 2 de octubre de 2025

De panaceas a venenos: así ha cambiado la percepción de algunos elementos químicos a lo largo de la historia

 De sobra se conoce la toxicidad que presenta la exposición a algunos elementos químicos de la tabla periódica, como el radio, mercurio, plomo o el arsénico. No obstante, se ha necesitado mucho tiempo para que el avance de la ciencia fuera evidenciando su verdadero efecto de en nuestra salud. Un impacto que no siempre se percibió como nocivo, sino todo lo contrario.

¿Cuál eran los usos de estos elementos en sociedades antiguas y qué creencias había en torno a ellos? 

Radio: un descubrimiento digno del Premio Nobel

Este elemento radioactivo fue descubierto en 1898 por Marie y Pierre Curie cuando estaban estudiando el uranio y sus propiedades, un hallazgo por el que ambos científicos recibieron el Premio Nobel

El radio es el único metal alcalino-térreo radiactivo, y el más raro. Se forma en pequeñas cantidades cuando átomos de metales más comunes como el uranio o el torio se desintegran. Aunque en la actualidad se sabe que el radio causa, entre otros efectos adversos, anemia, cataratas, fractura de dientes, cáncer y muerte, todavía se desconoce la relación entre la cantidad y el tiempo necesarios para provocarlos. 

Teniendo en cuenta lo dañino que puede llegar a ser este metal, es sorprendente que a principios del siglo XX se usara tan frecuentemente. Entre otros muchos ejemplos, las pinturas luminosas, como las empleadas en las esferas de los relojes que brillaban en la oscuridad, contenían radio, lo que solía hacer enfermar por cáncer a las personas que trabajan con ellas. 

Más llamativo resulta todavía saber que hasta la década de 1940 existía la creencia de que su radiactividad era beneficiosa, haciendo más fuerte a quien lo ingiriera y proporcionándole energía. Por ello, se comercializaban viales con uno de sus compuestos (el cloruro de radio), así como cremas elaboradas con este metal para mejorar la piel. Tal era el desconocimiento sobre sus efectos adversos que a principios del siglo pasado existían los surtidores de radio, que lo añadían al agua con el fin de hacerla más saludable.

Un traguito de mercurio para alcanzar la eternidad

El mercurio (Hg), único metal líquido a temperatura ambiente, es un mineral que puede ser muy dañino para los sistemas nerviosos, digestivo e inmunitario, así como para los pulmones, los riñones, piel y ojos cuando se inhala o ingiere. 

Está clasificado por la OMS como una de las 10 sustancias químicas más peligrosas para la salud pública y, si bien su uso es en la actualidad muy limitado, todavía se sigue usando en algunas pilas y bombillas fluorescentes compactas de bajo consumo.

La intoxicación por este metal líquido puede producir el síndrome del sombrerero loco, un cuadro psicótico o depresivo acompañado de manifestaciones neurológicas (cefaleas, temblores, ataxia cerebelosa, etc.). 

pesar de su toxicidad, en la antigüedad se usaban en tratamientos para enfermedades como la lepra o el estreñimiento, y los alquimistas creían que su consumo incluso podía prolongar la vida hasta hacer alcanzar la inmortalidad. Pero, además de sus aplicaciones en salud, durante los imperios egipcio y romano se usaba como elemento de bisutería y pigmento en cosmética.



Plomo: de la medicina a la guerra

El plomo es un elemento altamente tóxico y acumulativo que afecta principalmente al sistema nervioso de niños y adultos. También puede producir debilidad en los dedos, las muñecas o los tobillos, y anemia tras una exposición prolongada.

A día de hoy tiene un uso muy limitado, dirigido a la fabricación de baterías para vehículos, en blindaje radiológico (gracias a su capacidad para proteger contra radiación), así como cubierta para cables de teléfono, televisión o Internet.

Antiguamente, era un material mucho más extendido. Por ejemplo, siglos atrás se utilizaba en láminas para escribir, en la antigua Roma servía para fabricar tuberías y en la Edad Media se incorporaba a los revestimientos del armazón de madera de las flechas.

Diversos compuestos con plomo se usaban además como astringentes, en farmacia y medicina, para controlar la secreción de fluidos, así como en pinturas, tintes del cabello e insecticidas.


Leer más: Los científicos somos un poco detectives: el caso de los envenenamientos por arsénico en Arizona


Arsénico: el elixir que tantas enfermedades curaba

El uso del arsénico (As) ha disminuido considerablemente debido a sus propiedades tóxicas, limitándose a la industria para la fabricación de vidrios y componentes electrónicos. Pero, aproximadamente 2 400 años atrás, se empleó en la preparación de productos terapéuticos por médicos griegos tan importantes como Hipócrates y Dioscórides.

La popularidad de este metal como agente terapéutico llegó a su cúspide a principios y mediados del siglo XX, cuando era empleado para tratar patologías diversas, desde enfermedades venéreas como la sífilis, pasando por la diabetes, hasta ser recetados como tónicos (vigorizantes), fortificantes y elixires. Hasta principios del siglo XIX la mezcla de este mineral con oro se molía y se añadía a pinturas; y las puntas de las balas se elaboraban con arsénico fusionado con plomo.

Sabiendo ya algunos detalles del uso de estos cuatro elementos a lo largo de la historia, merece la pena prestar atención a una frase del célebre médico y alquimista del Renacimiento Paracelso, considerado el padre de la toxicología: “todo es tóxico dependiendo de la dosis, la presentación, la vía de exposición y los factores medioambientales”. Una frase que se podría completar añadiendo una puntilla: “y de los avances científicos de la época”.

martes, 23 de enero de 2024

Lo químico no es malo, es natura

 La química es nuestra esencia. Vivimos rodeados de y estamos formados por sustancias químicas. Y sin embargo, no las entendemos. 

En unos casos, la publicidad advierte que los productos “libres de químicos” son “más saludables”, mientras en otros viste sus artículos con ropajes pseudoquímicos para afirmar que aumentan su eficacia. La química tiene fama de peligrosa, pero también de salvar vidas. 

¿Qué es en realidad la química, el problema o la solución?

Sustancias químicas a nuestro alrededor

Empecemos por el principio. Toda la materia existente está formada por sustancias químicas, como las que pueblan nuestras cocinas, donde coexisten el cloruro de sodio (NaC₁), el hidrógenocarbonato de sodio (NaHCO₃) o el ácido etanóico (CH₃-COOH), más conocidos como sal de mesa, bicarbonato y vinagre. Las reacciones entre todas ellas dan lugar a los guisos con que nos alimentamos. 

Nuestro cuerpo es un reactor: en él se producen infinidad de reacciones. Por ejemplo, lloramos al pelar cebollas porque al cortarlas se libera sulfóxido de tiopropanal (C₃H₆OS), una sustancia gaseosa a temperatura ambiente que, cuando alcanza la córnea, irrita las terminaciones nerviosas de la conjuntiva. Éstas, a su vez, envían otras sustancias que estimulan las glándulas lacrimales y producen las lágrimas. 

Todas las sustancias participantes en el proceso han sido producidas en nuestro cuerpo mediante diferentes reacciones químicas en las que los alimentos ingeridos previamente se han transformado en las lágrimas, pero también en uñas, orina, pelo, semen, cera de los oídos, etc. Por ello, parafraseando a Bécquer podríamos decir: 

“¿Qué es la química? ¿Y tú me lo preguntas? Química eres tú.

Sustancias químicas en las emociones

La química también es responsable de las emociones. Cuando nos enamoramos el corazón late más rápido, la tensión arterial aumenta y se generan más glóbulos rojos, que permiten aumentar la oxigenación. La causante de todos estos efectos es la feniletilamina, de fórmula C₈H₁₁N, una droga natural, semejante a las anfetaminas, producida por el cerebro y que actúa como neurotransmisor. 

Tras romper con una pareja, algunas personas se sienten mejor si consumen chocolate. La química lo explica: el chocolate es un alimento rico en feniletilamina y el cuerpo ha dejado de producirla. Su ingesta devuelve al cuerpo al nivel al que estaba acostumbrado, ayudando a superar el "mono”.

Las sustancias químicas en la publicidad

El desconocimiento de las leyes de la química provoca que la desinformación generada por una publicidad sesgada nos deje indefensos. Por ejemplo, el creciente interés por la comida sana ha generado una oferta de productos “naturales” o “sanos”, contraponiéndolos a los elaborados en laboratorios, generalizando frases como “las cosas naturales no contienen química” o “no comas eso, que tiene químicos”.

La falacia es doble. Por una parte porque todo lo que comemos, incluso una naranja recién cogida del árbol, está formado por sustancias químicas. Por otra, porque no todo lo natural es saludable, como sucede con el veneno de víbora.

La falsa contraposición natural versus artificial fue superada en 1799 cuando el francés Joseph Louis Proust enunció la ley de las proporciones definidas. Los químicos del momento creían que una sustancia producida en el laboratorio era diferente de la misma sustancia procedente de la naturaleza. Con esta ley, que afirmaba que las propiedades de cada sustancia eran constantes independientemente de su origen, Proust ponía fin a la separación entre ambos mundos, lo que supuso un hito en el avance de la química.

Aspirinas naturales

La salicilina ofrece un ejemplo del interés de esta ley. En el antiguo Egipto se obtenía machacando la corteza del arce y se usaba como analgésico y antipirético. Tras sintetizarla en el laboratorio, su uso se generalizó en la segunda mitad del siglo XIX bajo la marca Aspirina. 

Investigaciones posteriores condujeron al ácido acetilsalicílico, un derivado de la salicilina, que mantiene y mejora sus propiedades, al eliminar su sabor amargo y su acción irritativa sobre el estómago.

Oxígeno ‘activo’ para quitar las manchas

Otras estratagemas publicitarias hacen uso de la química en sentido contrario, pues en lugar de resaltar su supuesta peligrosidad, se apoyan en terminología pseudoquímica para aumentar la credibilidad de los productos ofrecidos. Así, algunos artículos de limpieza aseguran poseer mayor poder limpiador porque contienen “oxígeno activo”. Sin embargo, como nos mostró Proust hace más de dos siglos, el oxígeno, O₂, al igual que cualquier otra sustancia, posee siempre las mismas propiedades, tanto el que se publicita en un limpiador como el que participa del aire que respiramos. 


















Algunos productos de limpieza aseguran poseer mayor poder limpiador porque contienen ‘oxígeno activo’, pero en realidad es agua oxigenada. Maridav/Shutterstock

Además, estos artículos no contienen oxígeno, sino agua oxigenada (H₂O₂), un excelente quitamanchas y blanqueador gracias a su elevada capacidad para reaccionar con numerosas sustancias. Entre los productos formados al reaccionar el agua oxigenada se encuentra el oxígeno (O₂), gas que provoca el burbujeo característico de estos limpiadores. 

Resulta interesante, al respecto, comentar que el poder desinfectante del agua oxigenada proviene de su capacidad de reaccionar con la sangre. El oxígeno producido en esta reacción provoca tanto la oxidación y muerte de los microorganismos como el escozor y las burbujas que aparecen en la herida.

Las sustancias químicas ‘malas’

La sociedad siente temor hacia la química, por considerarla contaminante y peligrosa. Es cierto que existen sustancias nocivas, como los pesticidas. Pero sería necesario debatir si la responsabilidad recae en la química o si hay que achacarla a vertidos de empresarios poco escrupulosos, a consumidores despreocupados de sus desechos o a las autoridades que no dedican suficientes esfuerzos a la prevención y reparación por parte de los causantes de daños ambientales. 

También preocupan los explosivos o la energía nuclear. Sin embargo, los primeros son esenciales en construcción, minería o fuegos artificiales, mientras la radiactividad es fundamental en técnicas de diagnóstico y tratamientos de enfermedadesagricultura, exploración espacial o estudio de obras de arte

En definitiva, la química no es beneficiosa ni dañina, sino que la responsabilidad del uso racional de la misma recae en las personas. 

Será todavía más relevante en el futuro porque podrá facilitar soluciones a los graves problemas que afronta la humanidad, como la sostenibilidad, el cambio climático, la erradicación de enfermedades, tanto actuales como desconocidas, o conseguir alimentación para todos los habitantes del planeta, que según cálculos de las Naciones Unidas pasarán de los 8 000 millones actuales a 9 700 millones en 2050.

lunes, 18 de julio de 2022

La humanidad logra por primera vez modificar los enlaces entre átomos de una única molécula

 Un equipo internacional de científicos ha logrado, por primera vez en la historia, modificar moléculas individuales de forma selectiva, rompiendo o formando enlaces entre sus átomos a voluntad. El avance hará posible la creación de moléculas hasta ahora inimaginables, según proclama el químico español Diego Peña, uno de los líderes del grupo. “Esta técnica va a revolucionar la química”, sentencia. Su investigación es portada de la revista Science, referente de la mejor ciencia mundial.

Una molécula es simplemente una agrupación de átomos. El agua —como indica su famosa fórmula química, H₂O— tiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, unidos por los llamados enlaces covalentes, en los que se comparten electrones. En la actualidad, para modificar moléculas, los científicos utilizan un proceso similar a meter trillones de ladrillos de LEGO en una lavadora, esperando que se ensamblen y formen el producto deseado, según una ilustrativa comparación utilizada por el químico ruso Igor Alabugin y su colega chino Chaowei Hu en la propia revista Science. El equipo de Peña, en cambio, ha utilizado un microscopio de última generación, capaz de concentrarse en una única molécula de una millonésima de milímetro y de modificar sus enlaces mediante pulsos eléctricos.

“Podemos ensamblar los átomos de una forma inimaginable”, celebra Peña, del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS), de la Universidad de Santiago de Compostela. El científico, un santiagués a punto de cumplir 48 años, parafrasea una célebre frase de la película Blade Runner: “Yo he visto moléculas que vosotros no creeríais”. Él y sus colegas han creado diferentes estructuras con 18 átomos de carbono y ocho de hidrógeno, formando anillos y otras florituras, de manera reversible. “Si le preguntaras a un químico si es posible sintetizar algunas de estas moléculas, te diría que es imposible, porque reaccionarían con el ambiente y durarían milisegundos”, opina Peña.

Una molécula con 18 átomos de carbono y ocho de hidrógeno, modificada con un microscopio de IBM en Zúrich.
Una molécula con 18 átomos de carbono y ocho de hidrógeno, modificada con un microscopio de IBM en Zúrich.SCIENCE

Los autores han utilizado una versión avanzada del microscopio de efecto túnel, cuyos inventores —el alemán Gerd Binnig y el suizo Heinrich Rohrer, del laboratorio de la empresa IBM en Zúrich (Suiza)— ganaron el Nobel de Física en 1986. Estos instrumentos, que requieren una temperatura de alrededor de 270 grados bajo cero y condiciones de ultraalto vacío para garantizar la estabilidad de las moléculas, son capaces de obtener imágenes de superficies a nivel atómico. El equipo de Peña ya logró ser portada de la revista Science en 2012, tras obtener la primera imagen de enlaces entre átomos de moléculas individuales.

El físico alemán Leo Gross, de IBM, es otro de los autores principales de la investigación. “Las reacciones selectivas en una sola molécula pueden permitir la creación de novedosas máquinas moleculares artificiales, más complejas y versátiles”, expone Gross, que imagina un futuro en el que se mejorará la síntesis y la distribución de fármacos. “Estas máquinas moleculares podrían realizar tareas como el transporte de otras moléculas o de nanopartículas, la fabricación y la manipulación de nanoestructuras y la facilitación de transformaciones químicas”, añade el físico. Para llegar a ese futuro, hará falta primero dominar esta nueva técnica, que está todavía “en su infancia”, según reconocen sus autores.

El físico alemán Leo Gross posa con un microscopio de efecto túnel en el laboratorio de IBM en Zúrich.
El físico alemán Leo Gross posa con un microscopio de efecto túnel en el laboratorio de IBM en Zúrich.IBM

Peña, Gross y sus colegas han jugado con esa molécula de 18 átomos de carbono y ocho de hidrógeno, generando tres resultados diferentes mediante pulsos eléctricos de un par de voltios. Con la misma receta, C₁₈H₈, se obtienen tres estructuras tridimensionales distintas. Los investigadores pueden cambiar esas configuraciones una y otra vez, cientos de veces, haciendo que el sistema reaccione o no con otras moléculas. Los químicos Igor Alabugin y Chaowei Hu, de la Universidad del Estado de Florida (EE UU), comparan estas moléculas modificables con “una navaja suiza para la química”.

El laboratorio de IBM en Zúrich desarrolla estos sofisticados microscopios. El grupo de Peña, por su parte, propone endiablados problemas químicos que se pueden resolver con estas máquinas. En los últimos años, los autores se han dedicado, por ejemplo, a analizar moléculas presentes en meteoritos. “Con las técnicas clásicas necesitas que haya unos cuantos millones de moléculas para llegar a detectarlas. Con esta nueva técnica se baja el umbral de detección a niveles ínfimos, de una única molécula”, aplaude Peña.

La portada de la revista 'Science' del 14 de julio, con los resultados del equipo del químico Diego Peña.
La portada de la revista 'Science' del 14 de julio, con los resultados del equipo del químico Diego Peña.REVISTA SCIENCE 

Los químicos de la Universidad de Santiago de Compostela y los físicos de IBM también han investigado la estructura molecular de los asfaltenos, unos componentes sólidos del petróleo que bloquean las tuberías y son conocidos como ”el colesterol de las refinerías”. Cuando forman un tapón, hay que detener la actividad industrial y extraerlo. “Podemos analizar la estructura de los asfaltenos para ayudar a desarrollar aditivos que eviten que esas moléculas se autoensamblen y precipiten en las tuberías”, explica Peña. Su consorcio, en el que también participa la Universidad de Ratisbona (Alemania), recibió hace dos años nueve millones de euros del Consejo Europeo de Investigación.

El químico Diego Peña estuvo el 7 de mayo en Madrid en el concierto de despedida de uno de sus grupos favoritos, Siniestro Total. Los músicos gallegos, conocidos por sus letras irreverentes con guiños científicos, cantaron uno de sus himnos: “¿Qué es el ser? ¿Qué es la esencia? ¿Qué es la nada? ¿Qué es la eternidad? ¿Somos alma? ¿Somos materia?”. Peña reflexiona sobre esa materia de la que están hechos los seres humanos y cualquier cosa. “Es muy importante que la sociedad se dé cuenta del valor de la investigación básica: el conocimiento por el conocimiento. Yo quiero controlar cómo se ensamblan los átomos. ¿Para qué vale eso? Pues para todo, porque todo está formado por moléculas y por átomos”, argumenta. Las aplicaciones, como las futuras moléculas, son inimaginables, pero en cualquier caso habrá que esperar para verlas, recalca Peña: “Evidentemente, no vamos a curar el cáncer mañana”.