NPQ 435 by Col·legi Oficial de Químics de Catalunya

editorial

TERCERA ÈPOCA ANY XXXIX NÚM. 435 MARÇ - ABRIL 2007

C2H5OH, UN BON AMIC?

Director en funcions: ANTONI PORTELA Comitè de Redacció: JOAN ASTOR MARTA CALVET JOSEP MANUEL RICART Edita: COL·LEGI OFICIAL DE QUÍMICS DE CATALUNYA Òrgan de difusió de: ASSOCIACIÓ DE QUÍMICS DE CATALUNYA Redacció: Av. Portal de l’Àngel, 24, 1r 08002 Barcelona Tel.: 93 317 92 49 Telefax: 93 317 92 99 e-mail: quimics@quimics.cat web: quimics.cat Maquetació i creació arxiu PDF: Joan Astor Realització gràfica: Editorial Estel Grup EMA - S. L. Equador, 32-34 ent. 1a, 2a 08029 Barcelona Tel. 93 419 33 21 Publicitat: Gecap S. L. - Ricard Piqué Tel. 93 459 33 30 Dipòsit Legal: B-14.622 -1969 ISSN 1577-4600 Nombre d’exemplars: 4.000 NPQ no es responsabilitza de les opinions expressades en els articles signats

na coneguda anècdota referix la història següent: Dos alpinistes perduts en els Alps –valga la redundància–, divisen a la llunyania a un gos de raça Sant Bernat que els ha seguit la pista i porta al coll el típic barril xicotet amb beguda alcohòlica. Un diu: «Ací ve el millor amic de l’home». I l’altre li contesta: «Sí, acompanyat d’un gos». És actualment l’alcohol etílic –etanol– el millor amic de l’home? Crec que no. Si es beu amb moderació està demostrat que existix inclús una dosi terapèutica beneficiosa. Però si s’abusa no és precisament el millor amic de l’home. Com a aliment esta és i serà la situació. Ara bé, l’alcohol etílic té altres aplicacions: dissolvent, combustible, etc. i precisament com a combustible podria arribar a ser un bon amic. A saber: és de rabiosa actualitat –primera pàgina de periòdics– que els presidents de dos importants països d’Amèrica –USA i Brasil– han arribat a l’acord de potenciar l’ús del combustible bioetanol –etanol obtingut per fermentació de sucres d’origen vegetal– com a font energètica renovable, sense producció neta apreciable de gasos d’efecte hivernacle, en contra dels combustibles d’origen fòssil no renovables i que produïxen tals gasos. Crec que quan la premsa ens dóna una notícia química positiva cal ferse ressò i destacar-la en un editorial. S’haurà assabentat la societat que una vegada més els coneixements químics ben utilitzats són bons? Una conocida anécdota refiere la siguiente historia: Dos alpinistas perdidos en los Alpes –valga la redundancia–, divisan a lo lejos a un perro de raza San Bernardo que les ha seguido la pista y lleva al cuello el típico barrilito con bebida alcohólica. Uno dice: «Ahí viene el mejor amigo del hombre». Y el otro le contesta: «Sí, acompañado de un perro». ¿Es actualmente el alcohol etílico –etanol– el mejor amigo del hombre? Creo que no. Si se bebe con moderación está demostrado que existe incluso una dosis terapéutica beneficiosa. Pero si se abusa no es precisamente el mejor amigo del hombre. Como alimento ésta es y será la situación. Ahora bien, el alcohol etílico tiene otras aplicaciones: disolvente, combustible, etc. y precisamente como combustible podría llegar a ser un buen amigo. A saber: es de rabiosa actualidad –primera página de periódicos– que los presidentes de dos importantes países de América –USA y Brasil– han llegado al acuerdo de potenciar el uso del combustible bioetanol –etanol obtenido por fermentación de azúcares de origen vegetal– como fuente energética renovable, sin producción neta apreciable de gases de efecto invernadero, en contra de los combustibles de origen fósil no renovables y que producen dichos gases. Creo que cuando la prensa nos da una noticia química positiva hay que hacerse eco y destacarla en un editorial. ¿Se habrá enterado la sociedad que una vez más los conocimientos químicos bien utilizados son buenos?

PORTADA: Ferran Adrià, Col·legiat d’Honor.

NPQ 435 • març-abril 2007

José Costa Degà CQC President AQC

juntes i sumari

COL·LEGI DE QUÍMICS DE CATALUNYA Degà: José Costa. Vicedegà: Alfredo Vara. Secretari: Agustí Agustí. Vicesecretari: Aureli Calvet. Tresorer: Antoni Tuells. Vocals: Xavier Albort, M. Cruz Anglés, Joan Bertrán, Carme Borés, Francisco José España, Mireia Estrada, Sebastià Estrades, Carmen González, Enrique Julve, Margarita Luria, Claudi Mans, Joan Mata, Juan Carlos Montoro, Roger Palau, Josep Manuel Puente, Josep Manuel Ricart, Marta Rico, Emilio Tijero, Alfred Vara, Josep M. Viñas, Àngel Yagüe.

ASSOCIACIÓ DE QUÍMICS DE CATALUNYA

GRUPS DE TREBALL DEL COL·LEGI I DE L’ASSOCIACIÓ

President: José Costa.

Borsa de Treball: Antoni Portela.

Vicepresident: Alfredo Vara.

Escola de Graduats: Alfredo Vara.

Secretari: Agustí Agustí.

NPQ: Joan Astor.

Vicesecretari: Aureli Calvet.

Olimpíada Química: Carme González.

Tresorer: Antoni Tuells.

COMISSIONS:

Vocals: Joan Astor, Joan Bertrán, Carme Borés, Francisco José España, Mireia Estrada, Jordi Galván, Marta García, Claudi Mans, Pere Molera, Roger Palau, Josep Manuel Ricart, Alfred Vara, Àngel Yagüe.

• Cultura: Carme Borés.

Assembleistes Electes: Victoria Abella, Agustí Agustí, M. Cruz Anglés, Joan Astor, Joan A. Bas, Carme Borés, Aureli Calvet, F. José España, Santiago Esplugas, Roser Fusté, Marta García, Carmen González, Enrique Julve, Margarita Luria, Pere Molera, J. Manuel Ricart, Emilio Tijero, Antoni Tuells, Alfred Vara, Àngel Yagüe. Assembleistes Nats: José Costa, Alfredo Vara.

EDITORIAL C2H5OH, un bon amic? .............................................................. 3

DIA DE LA QUÍMICA

SECCIONS TÈCNIQUES: • • • • • • • • • • • •

Alimentària: Gemma Barceló. Anàlisis Clíniques: Jorge Morancho. Biotecnologia: Jaume Mir. Corrosió: Enrique Julve. Energies alternatives: Carles Hernández. Ensenyament: Roser Fusté. Medi Ambient: Xavier Albort. Metal·lúrgia i Ciència dels Materials: Joan Antoni Bas. Pintures: Carles Olsina. Prevenció de riscos laborals: Ramon Pou. Química Farmacèutica: Sònia Guasch. Química Forense: José Costa. SERVEIS DEL COL·LEGI I DE L’ASSOCIACIÓ

Escola de Graduats Químics de Catalunya • Cursos postgrau. Borsa de Treball

15-N «Dia de la Química» .......................................................... 5

• Rep i cursa peticions laborals per als nostres col·legiats.

Ferran Adrià col·legiat d’honor ................................................. 11

Publicacions

Nou orde del neodimi ............................................................... 12

• NPQ.

COL·LABORACIONS Ciència i tradició a Finlàndia .................................................... 16 In memoriam Manuel Tremoleda Dilmer ................................. 19 Nanociència i nanotecnologia .................................................. 21

INFORMACIÓ

• Química e Industria. Serveis Professionals • Visat de projectes. Certificacions. • Defensa jurídica professional. • Peritatges legals. Serveis d’Assistència • Assessoria jurídica i laboral. • Assistència mèdica. El Col·legi té subscrita una pòlissa amb ARESA. • Assegurances.

Notícies d’interès ...................................................................... 25

– Mutualidad General de Previsión Social de los Químicos Españoles.

ACTIVITATS

– Eurogestió bcn. El Col·legi disposa dels serveis d’una corredoria d’assegurances que pot orientar-vos i subscriure les pòlisses que desitgeu.

Jornada medioambiental organizada por la sección técnica de medio ambiente ......................... 27

Serveis Financers

Jornada sobre el futur de l’ensenyament de la química en els batxillerats ......................................... 29

• Proporcionen als col·legiats avantatges excepcionals en les seves gestions financeres a través de les següents entitats:

I anem cap als 75... de moment .............................................. 30

– Santander Central Hispano. – Caixa d’Enginyers.

Els pantans del carbó ............................................................... 31

– Tecnocrèdit - Banc Sabadell. Si voleu més informació truqueu a la secretaria del Col·legi

NPQ 435 • març-abril 2007

dia de la química

15-N «DIA DE LA QUÍMICA» Aureli Calvet

El passat 15 de novembre va tenir lloc la quarta edició del Dia de la Química amb la novetat, respecte les anteriors edicions, d’un canvi d’ubicació del ja tradicional estand que cada any munta el Col·legi de Químics de Catalunya per celebrar aquesta diada. Efectivament, en aquesta ocasió no estàvem al cap d’amunt de l’avinguda Portal de l’Àngel, sinó que ens vàrem traslladar a l’avinguda Diagonal, just enfront de la Facultat de Química de la Universitat de Barcelona, un altre lloc emblemàtic de la ciutat, si més no per als químics. La decisió no va estar exempta d’una certa polèmica. Algunes veus manifestaren que si es produïa el trasllat de l’estand, no s’hi aproparien. Potser aquí rau l’explicació d’algunes de les qüestions que diem que més ens preocupen. Ens hem parat a pensar en els motius pels quals els estudiants i llicenciats no s’apropen al Col·legi? De la mateixa manera que hi ha companys que els resulta un trasbals haver-se de desplaçar fins a la Facultat de Química a l’avinguda Diagonal per participar del Dia de la Química, molt probablement als estudiants els resulti un trasbals també haver-se de desplaçar fins al Col·legi a l’avinguda Portal de l’Àngel per tal de gestionar-hi la seva adhesió. La distància del recorregut és la mateixa en un i altre sentit; sembla, però, que cadascú vol que sigui l’altre el que s’apropi sense ell haver-se de desplaçar. Els motius que justifiquen les respectives actituds poden ser ben diferents per ambdós col·lectius;

NPQ 435 • març-abril 2007

malgrat això no es pot, ni continuar mantenint aquesta situació ni ajornant l’actuació que la canviï, rememorant la vella dita «Si la muntanya no ve a Mahoma, Mahoma anirà a la muntanya». El que es fa completament evident és que cal imperativament un immediat apropament als estudiants, si no volem que el Col·legi en pateixi les conseqüències. Així doncs, si bé els destinataris de l’activitat plantejada per a la celebració del Dia de la Química van estar bàsicament els estudiants universitaris, no tan sols de química, sinó també d’arquitectura, telecomunicacions, biologia, dret, econòmiques, física, farmàcia... òbviament també ho van estar els integrants de la resta de la societat que es van voler apropar a l’estand. I el cert és que des de les 10 del matí a les 6 de la tarda, s’hi va apropar un bon nombre de persones, que van participar en la nostra celebració fent-se ressò de la commemoració de l’efemèride escollida enguany i, en definitiva, gaudint amb tots nosaltres d’un dia tan especial com és el Dia de la Química. Novament el Col·legi, atenent a l’esperit de l’Ordre del Ministerio de Ciencia y Tecnología CTE/2893/ 2002, continua duent a terme accions per divulgar la ciència química, sensibilitzant a la societat sobre la seva contribució a la millora de la qualitat de vida. En aquesta oportunitat, tenint en compte que l’editorial de l’NPQ núm. 430, març-abril de 2006, ens indicava la intenció de reconèixer la tasca dels cuiners que

introdueixen la química en les seves creacions gastronòmiques i que l’activitat a desenvolupar quedaria emmarcada en l’onzena edició de la Setmana de la Ciència, que dedicava la seva temàtica principal a l’alimentació del segle XXI, aquesta havia de portar per títol La química i la cuina: Gastronomia molecular. La definició de la química ens indica que és la ciència que estudia la composició íntima de les substàncies i llurs transformacions recíproques, i la definició de cuina ens indica que és l’art de preparar el menjar. L’any 1794, el físic angloamericà Benjamin Thompson, comte de Rumford, proposà aplicar el saber científic a la millora de l’art culinari. D’altra banda, la paraula gastronomia prové d’una obra grega, considerada com el primer llibre de cuina conegut, escrita per Archestratus, un contemporani d’Aristòtil, i fou introduïda en la llengua francesa per Joseph Berchoux l’any 1800. Nicholas Kurti, professor de física de la Universitat d’Oxford en col·laboració amb Hervé This, fisicoquímic de l’INRA a França varen establir el 1988 la definició de la gastronomia molecular, com aquella disciplina de la ciència i tecnologia dels aliments que s’ocupa de l’exploració científica de les transformacions i els fenòmens culinaris, tenint per objectius: • Explorar els mecanismes fisicoquímics inclosos a les receptes de cuina. • Verificar la veracitat, i en el seu cas els motius científics, de les

dia de la química

des amb unes breus explicacions. Podeu fer l’enquesta pregunta a pregunta, assenyalant la resposta que penseu que és la més idònia, verificant-la tot seguit en llegir el comentari que hi ha just abans de passar a la següent qüestió. 1. Per fer maionesa necessitem oli i el rovell d’un ou, el qual conté aproximadament un 50 % d’aigua. Com és que obtenim maionesa si l’oli i l’aigua tendeixen a separar-se? • Perquè es produeix un fenomen metafísic en batre l’ou i l’oli, que permet que es mesclin.

dites, proverbis o consells que existeixen en relació a la preparació dels plats de cuina. • Introduir nous instruments, usos, mètodes i ingredients en el treball culinari. • Desenvolupar noves receptes de cuina des del coneixement dels mecanismes fisicoquímics culinaris. • Promocionar el coneixement obtingut per millorar els hàbits culinaris, tant des del punt de vista gastronòmic com de la correcta alimentació. En base a tot l’anterior, calia idear alguna activitat que permetés als participants adonar-se que quan estan cuinant, la química també hi és present, tant en les matèries primeres que utilitzen com en els processos que les transformen en les pròpies creacions culinàries, per senzilles que siguin aquestes, informant-los alhora que els cuiners de més reconegut prestigi s’han distingit gràcies al fet que els seus plats extremadament elaborats tenen molta química. En altres paraules, fent evident que cal perdre-li la por al fet que la química s’ocupi de la cuina, doncs aquesta era la respos-

ta que per en Nicholas Kurti explicava la paradoxa de conèixer millor la temperatura en el centre dels planetes que a l’interior d’un suflé, si bé, en paraules del gastrònom JeanAnthelme Brillat-Savarin, «el descobriment d’un nou plat fa més per la felicitat del gènere humà que el descobriment d’un estel». Així, ens vàrem decidir per presentar un cop més una enquesta en la que tractàvem de plantejar un seguit de possibles situacions quotidianes, en l’àmbit de la cuina i relacionades amb la química, que qualsevol dels participants podria haver experimentat en un o altre moment. Malgrat que com ja s’ha indicat sovint, la finalitat de l’enquesta no és l’avaluació sobre els coneixements dels participants, sinó un motiu per tal que aquests reflexionin i alhora se n’adonin que la química és present en qualsevol àmbit de les seves vides, hem de reconèixer però, que reconforta el fet que mostrin un elevat grau d’interès per l’activitat i tractin de trobar, com en les experiències d’anteriors edicions, les respostes més escaients a les qüestions formulades. Es transcriuen les preguntes de l’enquesta, acompanyades de les corresponents respostes justifica-

• Perquè el rovell conté un emulsionant. • Perquè es produeix un miracle. • Perquè l’aigua de l’ou és diferent de l’aigua corrent i es pot mesclar amb l’oli. Si en un recipient afegim oli i aigua, les dues fases es separen. L’aigua, més pesada, ocupa la part inferior, i l’oli, més lleuger, la superfície. En agitar, algunes gotes d’aigua penetren en l’oli i algunes gotes d’oli es mesclen amb aigua; en el moment però que deixem de batre, les gotes d’oli tornen a pujar i les gotes d’aigua a baixar al fons, això és, les dues fases es separen de nou. S’aconsegueix la mescla d’oli i aigua, afegint molècules intermediàries que presenten alhora afinitat per l’oli i l’aigua. Gràcies a l’acció d’aquestes molècules tensioactives, podem obtenir la maionesa que és una emulsió que té un contingut en oli del 65 %. Aquestes molècules tenen una part hidròfoba que entra en contacte amb la gota d’oli, de manera que la gota així recoberta pot dispersar-se en l’aigua, perquè alhora, la part hidròfila de la molècula tensioactiva entra en contacte amb l’aigua. Els extrems hidròfils estan carregats elèctricament de manera que totes les gotes

NPQ 435 • març-abril 2007

dia de la química

tenen la mateixa càrrega i per això es repel·leixen. La maionesa en medi àcid s’estabilitza perquè algunes molècules tensioactives tenen una càrrega elèctrica major i es repel·leixen més intensament. Una maionesa es talla perquè flocula, és a dir, les gotes d’oli s’uneixen i es separen de la fase aquosa. Això succeeix quan els ingredients estan massa freds o quan l’emulsió no conté suficient aigua per a la quantitat d’oli afegit. Per solucionar aquest problema és suficient amb afegir una mica d’aigua i agitar ben fort. Una de les principals característiques dels ous és la capacitat emulsionant del rovell, que manté mesclats els olis i les substàncies liposolubles amb una solució preferentment àcida de substàncies hidrosolubles. La lecitina del rovell de l’ou, degut a la seva estructura i polaritat, és l’emulsionant natural de l’oli en aigua.

• Es posa en un recipient en aigua bullint amb sal o vinagre i es retira després d’estar bullint durant deu minuts.

ques no tenen l’oportunitat d’expandir-se poc a poc i s’esquerden. La sal i els àcids afavoreixen la cocció d’una solució de proteïnes a l’aigua, perquè els seus àtoms carregats elèctricament (ions) es col·loquen al voltant dels àtoms que tenen la càrrega elèctrica complementària a les proteïnes. Les proteïnes coagulen a temperatura més baixa en presència de sal o d’àcids. L’addició de sal o vinagre a l’aigua de cocció accelera la coagulació de la part de l’ou que es troba en contacte directe amb l’aigua en ebullició, la part més exterior coagula immediatament i reté la resta de l’ou, que pot anar solidificant sense dispersar-se en l’aigua. En bullir un ou les proteïnes de la clara que són principalment albúmines es fan rígides i coagulen, deixant de ser un líquid aquós per convertir-se en un sòlid opac policondensat que no pot tornar al seu estat original.

La cocció d’un ou és una operació senzilla, que per contra implica complexes reaccions químiques. Sovint la closca es trenca en escalfar l’ou perquè l’aire que conté en el seu interior s’expandeix sense poder, però, escapar amb la suficient rapidesa. Si els ous es treuen directament del frigorífic i es submergeixen en l’aigua bullint, les seves clos-

Quan els ous es couen en excés, les proteïnes de la clara, que contenen àtoms de sofre, alliberen un gas anomenat sulfur d’hidrogen, per la coagulació de les proteïnes, que és el responsable del conegut olor d’ous podrits. Aquest gas reacciona amb el ferro contingut a la superfície del rovell, tenyint-lo de color verd, obtenint-se sulfur de ferro i

2. Com es cuina un ou dur? • Es posa en un recipient amb aigua i es retira després d’estar bullint durant deu minuts. • Es posa en un recipient amb aigua i sucre i es retira després d’estar bullint durant deu minuts. • Es posa en un recipient amb aigua i sal i es retira després d’estar bullint durant deu minuts.

NPQ 435 • març-abril 2007

despreniment d’hidrogen. Per coure correctament el ous s’han de submergir en aigua que ja està bullint i seguidament quan l’aigua torna a bullir s’ha de mantenir la cocció durant deu minuts. Si el refredament és ràpid, la calor s’elimina tan de pressa que no queda energia per tal que tingui lloc la reacció i l’exterior del rovell roman de color groc, a més fa que la closca sigui més fàcil de pelar. 3. Quan s’ha d’afegir la sal a un bullit? • La sal sempre es posa al començament, quan s’hi posa també la carn i la resta d’ingredients. • La sal sempre es posa al final, quan ja ha bullit la carn. • Al començament si volem conservar el gust de la carn o al final si el que volem és enriquir el brou. • S’ha d’afegir a mitja ebullició. La resposta a la qüestió plantejada depèn del tipus de plat que es vol preparar. Si el que es desitja és conservar el gust de la carn, s’ha d’afegir la sal des del principi, a fi d’evitar que per osmosi les sals mi-

dia de la química

nerals contingudes en la carn passin a la solució i la carn quedi insípida. Si el que es desitja és enriquir el brou, cal afegir la sal al final de la cocció de manera que els sucs de la carn es reparteixin entre els dos components del plat, doncs en cas contrari, el brou es queda sense cos, perquè tots els sucs de la carn romanen en ella. 4. Com es pot aconseguir que la verdura bullida no perdi el color verd? • Cal bullir-la quant més temps millor. • Cal bullir-la en poca aigua, el temps no importa. • Cal bullir-la amb molta aigua i durant poc temps. • Cal bullir-la amb poca aigua, afegint bicarbonat sòdic i durant poc temps. Quan es bull una verdura, algunes de les seves cèl·lules es trenquen alliberant diversos àcids orgànics. Els ions hidrogen d’aquests àcids reaccionen amb les molècules de clorofil·la, que contenen un gran grup químic quadrangular, anomenat porfirina, el centre del qual està ocupat per un àtom de magnesi. Els ions hidrogen tendeixen a ocupar el lloc del magnesi en el grup porfirina, transformant la molècula en feofitina, que absorbeix diferents components de la llum, reflectint una mescla de longituds d’ona que dóna la sensació de veure el color marró. Per tal d’evitar això cal bullir les verdures en grans quantitats d’aigua perquè la concentració d’àcid sigui petita i no escalfar-les durant molt de temps, sinó intensament i sense cobrir el recipient on té lloc la cocció per tal d’evitar que els àcids alliberats s’evaporin al mateix temps que el vapor d’aigua, d’aquesta manera el magnesi romandrà més temps encapsulat dins del grup porfirina. Afe-

gint sal a l’aigua, s’aporten ions que poden ocupar el lloc que ocuparien els ions hidrogen; ara bé, si l’aigua és massa salada les verdures s’endureixen, doncs l’aigua no entra en les cèl·lules per reduir la concentració de sal, sinó tot el contrari, mentre que si no se n’hi afegeix s’inflen, és a dir, l’aigua entra en les cèl·lules vegetals pel fenomen de l’osmosi. 5. Perquè plorem en tallar una ceba? • Perquè ens fa llàstima. • Perquè s’allibera diòxid de sofre que en contacte amb la humitat dels ulls forma àcid sulfurós que ens fa plorar. • Perquè la ceba reacciona químicament amb el metall del ganivet. • Perquè la ceba reacciona químicament amb el nitrogen de l’aire. L’all i la ceba pertanyen a la família liliaceae. L’all conté un enzim, l’aliïnassa, que s’allibera en tallar les parets cel·lulars i que és l’encarregat de catalitzar la formació de l’alaiïna i l’alicina, produint la seva olor característica. En tallar una ceba, el causant de la irritació dels ulls és l’àcid sulfurós obtingut per descomposició d’un compost al·lílic de sofre hidrosoluble que conté el bulb; per tant, per evitar-ho es recomana submergir la ceba en aigua durant quinze minuts per tal d’eliminar la substància penetrant causant de la irritació. 6. Com es couen els llegums secs? • En primer lloc cal rehidratar-los en aigua durant quatre hores per després afegir una mica de bicarbonat sòdic a l’aigua i deixarlos bullir amb poca aigua durant unes quantes hores.

• No cal rehidratar-los, ni tampoc afegir-hi bicarbonat sòdic, tan sols han de bullir durant unes quantes hores. • S’han de rehidratar en aigua durant quatre hores i deixar-los bullir amb molta aigua durant poc temps. • No cal rehidratar-los, sí que cal però afegir-hi bicarbonat sòdic i deixar-los bullir durant poc temps. Els llegums pertanyen a la família leguminosae. En coure els llegums secs, prèviament s’hauran d’haver rehidratat submergint-los unes quatre hores en aigua, el que suposa que augmentaran el doble la seva mida, recuperant aproximadament la que tenien en estat fresc. El remullat dels llegums pretén estovar la seva part externa per facilitar la seva posterior cocció, essent recomanable portar-lo a terme amb aigua temperada millor que freda perquè així s’accelera el procés. En aquestes condicions, el temps de cocció requerit disminuirà considerablement i es faran més digestibles, doncs les parets cel·lulars s’estovaran i el midó es gelificarà, fent-los menys farinosos i més pastosos i agradables al paladar, sempre i quan el medi sigui neutre o lleugerament alcalí. Els àcids tenen l’efecte contrari, endureixen les parets cel·lulars. Els llegums cuits en volums petits d’aigua perden menys nutrients i s’han de bullir durant unes quantes hores, a no ser que s’utilitzi una olla a pressió que permet assolir una temperatura d’ebullició de 120 oC que escurça el temps requerit en un factor de deu. Cal evitar afegir aigua freda quan hi manca aigua de cocció, doncs la brusca discontinuïtat tèrmica faria que la pell dels llegums es trenqués i es perdés el seu contingut en l’aigua de cocció. 7. Com s’ha de conservar el pa?

NPQ 435 • març-abril 2007

dia de la química

• Cal emmagatzemar-lo envasat hermèticament dins la nevera. • Cal deixar-lo en contacte amb l’aire. • Cal emmagatzemar-lo envasat hermèticament a temperatura ambient. • Cal posar-lo sense envasar dins la nevera. La farina s’obté a partir de la mòlta de les llavors de cereals i es compon d’un setanta per cent de midó, que està format per amilosa i amilopectina i és parcialment hidrolitzat als sacàrids corresponents per l’acció enzimàtica. En la preparació de la massa hi intervenen diferents grups d’enzims essencials. Les amilasses que ajuden a escindir el midó en maltosa i monosacàrids. Les maltasses que transformen la maltosa en dues molècules de glucosa. Les proteasses que són les encarregades de proporcionar elasticitat a la massa. Les sacarasses que transformen la sacarosa en fructosa i glucosa. Els llevats empren aquests sacàrids com aliment, convertint-los en alcohol etílic i diòxid de carboni, que és el responsable de l’inflat de la massa, obtinguda de fènyer la mescla de farina i aigua. La presència de les proteïnes no hidrosolubles gliadina i glutenina, que juntes formen el gluten, determinen que l’estructura plàstica de la massa sigui suficientment elàstica per permetre que la massa creixi sense trencar-se. La sal, de la que se n’afegeix una petita quantitat a la massa, no només millora el gust sinó que inhibeix en part les activitats dels enzims, que d’altra manera donarien lloc a la formació d’una massa amb un baix contingut en diòxid de carboni. La preparació del pa es porta a terme en tres operacions, el pastat, la fermentació i la cocció. Després de treballar la massa a uns 25 oC

NPQ 435 • març-abril 2007

es deixa reposar durant una mitja hora per tal que aquesta creixi, es talla en porcions deixant-les reposar de nou durant una hora aproximadament i, finalment, es col·loquen en els recipients de cocció on reposaran una altra hora més abans no s’introdueixin al forn preescalfat a la temperatura de 200-220 oC. Durant la cocció l’aire incorporat en els dos pastats i el diòxid de carboni produït pels llevats durant la fermentació s’expandeixen; simultàniament, l’aigua i l’alcohol s’evaporen i l’activitat dels llevats augmenta. La massa comença a créixer més i amb major velocitat, doncs l’augment de temperatura estimula a les cèl·lules de llevat que es fan més actives, produint més diòxid de carboni. El gas ja format s’expandeix en escalfar-lo. Finalment l’aigua de l’interior de la massa s’evapora. Aproximadament després d’un quart d’hora el centre de la massa assoleix la temperatura de 60 oC, de manera que les cèl·lules del llevat moren i la inflor disminueix lentament, mentre el midó comença a gelatinitzar-se. Entre 60-70 oC les proteïnes comencen a coagular, procés en el que part de l’aigua alliberada és segrestada pel midó. Les proteïnes coagulades s’adhereixen a la superfície del midó, com una espècie de coberta elàstica, mantenint a l’interior les bombolles de gas. A temperatures superiors als 60 oC els llevats deixen d’actuar, i a partir de 90 oC comença a formar-se la crosta. En assolir els 100 oC, el vapor es reparteix per l’interior de la massa; el midó gelifica, formant un engrut i passa de l’estat semicristal·lí a un estat amorf i es forma la molla. Les proteïnes del gluten es desnaturalitzen per la calor, coagulen una vegada han perdut la seva aigua d’hidratació i formen l’esquelet rígid de la molla. L’aigua que s’evapora escapa per la superfície de la massa, l’exterior es seca i endureix, formant-se la crosta, el color i sabor de la qual són el resultat de les reaccions de Maillard.

Per tal d’obtenir un pa de crosta daurada els flequers afegeixen una mica d’aigua al forn preescalfat abans de coure el pa. Com a resultat de l’elevada temperatura, la superfície de la massa comença a prendre un color marró degut a les reaccions químiques entre els sucres i els aminoàcids (reacció de Maillard). A la temperatura de 200 oC la lactosa i les restes de maltosa, fructosa i glucosa de la superfície de la massa, reaccionen amb les proteïnes i aminoàcids formant les melanoïdines, que són pigments de color marró. En el seu interior el pa no supera els 100 oC perquè l’aigua absorbeix la calor i es transforma en vapor. La major part de l’alcohol produït pel llevat també s’evapora i escapa, les restes que queden contribueixen a la seva aroma. Els sucres de la superfície que no intervenen en la reacció de Maillard, en raó al seu excés, formen caramel. Quan el pa es treu del forn, externament està a una temperatura d’aproximadament 200 oC, internament però no supera els 90-95 oC i malgrat que no conté aigua lliure, encara està humit. Durant el refredament aquestes diferències comencen a igualar-se lentament, la humitat difon a l’exterior i la calor a l’interior i també a l’exterior. En el pa fresc el midó està envoltat de l’aigua que ha condensat en refredar-se la massa. A mesura que el pa s’envelleix es resseca, el midó adopta una estructura microcristal·lina i desplaça l’aigua que eventualment difon vers la superfície on s’evapora. Conservar el pa tancat en un recipient hermètic que el protegeixi del contacte amb l’aire i eviti la pèrdua d’humitat per evaporació ajuda a retardar el procés d’envelliment. El pa envelleix més lentament a temperatura ambient que a temperatures més baixes, per tant el pa no ha de conservar-se en el frigorífic. Una bona pràctica d’emmagatzematge és mantenir el pa envasat hermèticament a temperatura ambient.

dia de la química

Sobre decorat amb una reproducció de Henry Cavendish i el matasegells del Dia de la Química.

Una vegada fet l’esforç, calia recompensar als participants amb alguns presents que els permetessin continuar delectant-se i instruint-se. Vàrem pensar que arran de la bona acollida que va tenir a la passada edició el llibre Converses sobre la Ciència, dels nostres companys Lluís Eek i Mercè Cartanyà, podríem tornar a regalar-lo, junt amb unes postals informant sobre la química i els productes químics que trobem a la cuina. D’altra banda i tenint en compte que es commemorava el dos-cents setanta cinquè aniversari del naixement del químic Henry Cavendish, es preparà un punt de llibre amb una imatge seva de cos sencer i una breu biografia que lliuràvem també als enquestats. Us la transcrivim, per a vosaltres. Henry Cavendish nasqué el 10 d’octubre de 1731 a Niça (França) i morí el 24 de febrer de 1810 a Clapham Common (Anglaterra). El seu pare fou Lord Charles Cavendish, fill del segon duc de Devonshire i la seva mare Lady Anne Gray, filla del duc de Kent, que morí el 1733 després del naixement del seu segon fill, Frederick Cavendish. A l’edat d’onze anys (1742) entrà al seminari d’Hackney a prop de Londres. Als divuit anys (1749) entrà al St. Peter’s College (Universitat de Cambridge), on estudià fins

el 1753, sense arribar però a llicenciar-se, possiblement perquè ell s’oposà a la requerida declaració d’adhesió a l’Església d’Anglaterra. Després de recórrer Europa amb el seu germà, va viure frugalment al Soho (Londres) amb el seu pare i fins a la mort d’aquest el 1783. Fou durant aquest període que ell va portar a terme les seves investigacions sobre la química i l’electricitat, començant com assistent del seu pare. En complir els quaranta, Henry Cavendish esdevingué milionari en rebre una herència que el convertí en el més ric de tots el homes erudits, i molt probablement també en el més erudit de tots els rics. Es traslladà a Clapham Common on es féu amb un laboratori i una biblioteca ben proveïts. Excepte en les trobades de companys científics, ell mai apareixia en públic, fins i tot es comunicava amb les dones del seu servei domèstic a través de notes, evitant tot contacte fins i tot el visual amb les mateixes. El 1760 acceptà esdevenir membre de la Royal Society i va ser escollit com un dels vuit membres estrangers associats a l’Institut de França (1803). A partir de 1766 començà a publicar a la Royal Society les seves investigacions relacionades amb les propietats de l’hidrogen, identificant-

lo com substància definida en l’obra: Three papers containig experiments on Factitius Airs. A fi d’establir que l’hidrogen, que ell anomenà aire inflamable, era una substància completament diferent de l’aire ordinari, calculà les densitats d’aquests i alguns altres gasos. Malgrat que Boyle ja l’havia obtingut no arribà a caracteritzar-lo ni a provar la seva individualitat. Es sabia que es podia obtenir hidrogen per l’acció d’un àcid sobre un metall, reacció que ell utilitzà per determinar el pes específic de l’hidrogen. El 1781 observà que la seva combustió en l’aire donava lloc a la formació d’aigua, el que li permeté afirmar que «l’aigua està constituïda per aire lliure de flogist (oxigen) unit al flogist (hidrogen)». Henry Cavendish mesurà també calors de fusió i evaporació, així com també calors específics de solucions en aigua. Mesurà temperatures de congelació de diverses solucions i mostrà l’existència de composicions que donaven punts de congelació màxim i mínim. Henry Cavendish portà a terme nombroses investigacions científiques, però únicament publicà vint articles i cap llibre. Morí a l’edat de setanta-vuit anys deixant la seva considerable fortuna a Lord George Cavendish, el fill del seu primer cosí. Finalment, aprofitant l’avinentesa de la celebració del dos-cents setanta cinquè aniversari del seu naixement, es va creure oportú que es podria commemorar amb un sobre decorat amb una reproducció de la seva efígie i el matasegells del Dia de la Química, convertint-lo així en una peça de filatèlia a disposició de tot aquell que la volés adquirir a l’estafeta de correus que el Col·legi va incloure en el seu estand. Confiant que tot això us hagi pogut satisfer, esperem comptar amb tots vosaltres el proper 15 de novembre de 2007, Dia de la Química de l’Any de la Ciència a Barcelona, en què celebrarem la cin☯ quena edició. Us ho perdreu?

NPQ 435 • març-abril 2007

dia de la química

FERRAN ADRIÀ COL·LEGIAT D’HONOR José Costa

El passat 29 de novembre de 2006, i com a continuació de la celebració del Dia de la Química, es va procedir al lliurament del títol de Col·legiat d’Honor al cuiner Ferran Adrià en reconeixença als seus mèrits per promoure la investigació química a través de la seva art culinària. L’acte va tenir lloc al paranimf de la Universitat de Barcelona. Tot seguit s’inclou el parlament pronunciat amb motiu d’aquest acte. Magnífic i Excel·lentíssim Sr. Rector, membres de la Presidència, Sr. Ferran Adrià, senyores i senyors. Els químics sabem que la química és bona, que no mata, que no contamina, que no destrueix. És l’home, no la química... Sabem que la química ben aplicada ha estat la gran responsable de la millora del nivell de vida que sens dubte venim experimentant en els darrers segles. No us avorriré amb estadístiques i xifres que certifiquin aquesta millora, estic segur que en aquest auditori no hi ha qui pensi que fa vint, cinquanta, cent, dos-cents anys enrere vivíem millor que ara, i també sé que sabeu que la química ha contribuït en gran manera en aquesta millora. A la universitat la química –concretament l’àrea de bromatologia o química analítica dels aliments– i la tecnologia –concretament l’àrea d’enginyeria química– han contribuït a que actualment es curse a la Universitat de Barcelona i també en tot l’estat una nova titulació de segon cicle: Ciència i Tecnologia dels Aliments. Amb aquesta titulació tenim ja les bases per divulgar –mitjançant llibres com La Truita Cremada editat pel nostre Col·legi de Químics de Catalunya– i per fer conèixer des de l’ambient universitari una veritable tecnologia addicional de processos culinaris. És a dir, conèixer els as-

NPQ 435 • març-abril 2007

pectes pràctics dels processos de cocció en els tres mitjans: aquós, gras i gasós (coure, fregir i torrar). Conèixer també i donar resposta a qüestions com ara: • Per què es talla una salsa maionesa? • Per què unes mandonguilles ixen atapeïdes i altres es desfan?

• Per què l’addició de sal en la cocció endureix els llegums frescos? • Per què el suc de pinya tropical (natural) ablaneix les carns dures? • Per què en unes paelles s’hi enganxen les truites i en altres no? • Per què esquitxa la salsa de tomàquet quan la preparen?

• Per què uns arrossos en paella ixen empastats i altres solts?

• Com és un flam per dintre?

• Per què les cebes de sabor tan agressiu es tornen dolces durant la cocció?

• Com es desenvolupen noves aromes i nous sabors (reaccions de Maillard, etc.)?

dia de la química

terpreta com una característica negativa. És per això que la figura d’en Ferran Adrià pren un significat especial. Ell no s’amaga de dir que a la seva cuina es fa química, ell no s’amaga de dir que al Bullitaller es fa investigació química aplicada per aconseguir uns plats més suculents, treballar amb uns protocols, i amb mètodes científics. Ell ha nedat a contracorrent; malgrat això ha assolit una consideració i un prestigi internacional. Ell –vegeu el seu currículum vitae– és un bon ambaixador de la química, que falta ens fa. És per això que li atorguem la distinció més alta que té el Col·legi: la de Col·legiat d’Honor.

• Quina és la millor manera de refredar l’arròs bullit? • Què és més natural, un pernil o un litre d’àcid sulfúric? • Es poden fer glaçons salats?

Però fora d’un ambient de químics, al carrer, i fins i tot en ambients culturals selectes, la química és la gran culpable, i no diguem en els ambients gastronòmics i culinaris; dir que un plat, que un aliment, que una beguda... té química s’in-

Amic Ferran, en nom de tots els químics de Catalunya, en nom de la química, gracies per la teva complicitat amb la química. Estic segur que com nosaltres sou molt bons amics. Moltes gràcies per la vostra ☯ atenció.

NOU ORDE DEL NEODIMI José Costa El passat 29 de novembre de 2006 es va procedir, a continuació de l’acte d’homenatge a Ferran Adrià, al lliurament de l’Orde del Neodimi a tots els col·legiats de les promocions de l’any 1946 i anteriors. Els homenatjats foren els següents: María Álvarez-Castrillo Prats, Francisco Baena Baena, Mercè Barjau Civil, Juan Bofill Marcelino, Jaime Boleda Vila, Josep Bombí Llopis, José M. Camps Mestre, Ignasi Cantarell Bassols, Vicente Cañamares Martín, M. Dolors Carreras Bayés, Mercedes Castro Larraz, José Cervelló Rius, Juan M. Coronas Ribera, Francisco Dalmau Jiménez, Ricardo Fadurdo Gallart, Genoveva Fernández Ortiz, José M. Ferrándiz Vila, Josefa Figueras Cros, Jaime Font Surroca, Julián García García, Ricardo García Ruíz, Teresa Gaset Pascual, Ròmul Gavarró Castelltort, Víctor Grífols Lucas, Antonio Gutiérrez Fidalgo, José Luis Iglesias Álvarez, Vicente Iranzo Rubio, Francisco Marsal Besses, Ricardo Martínez Brunete, Baldomero Massó Clarasó, Pedro Mir Puig, Luis Mourelo Fossas, Estanislao Murtra Llanta, José M. Olivé Martínez, José Otín Arruebo, Mercedes Pániker Alemany, Auxencio Piera

NPQ 435 • març-abril 2007

dia de la química

Antón, Santiago Planella Ros, Enrique Pous Seriñana, Ricardo Pressler Borrás, Jordi Pujol Vila, Mario Rotllant de Franch, Santiago Salvatierra las Peñas, Antonio Sánchez Simón, José Selga Serra, Conrado Solé Bassa, José M. Soler Lluellas, José M. Tomás Segarra, Manuel Tremoleda Dilmer, Celso Vallmitjana Sala, Joaquim M. Vía Camps, Nicolás Zubiaur Echaniz. Tot seguit s’inclou el parlament pronunciat amb motiu d’aquest acte. Magnífic i Excel·lentissim Rector, membres de la Presidència, Sr. Adrià, companys i amics del Neodimi, senyores i senyors. Estem reunits en este marc incomparable del paranimf de la UB per commemorar diferents esdeveniments, i sense que l’ordre previst en el programa pressuposi un ordre d’importància, obrim l’acte amb un reconeixement públic a un grup de companys que celebren els seixanta anys o més de l’acabament dels seus estudis universitaris de química, i la majoria en esta Universitat de Barcelona i precisament en este edifici –pati de ciències i una aula al pati de lletres amb una característica nova per l’època: una magnífica i gran taula periòdica mural–. Els químics celebrem les noces d’argent, d’or i de platí amb nomenclatura pròpia. Sabeu que les noces d’argent són els 25 anys, d’or els 50 i de platí els 75, però això no té rigor científic, perquè per a nosaltres la plata és l’element 47 de la taula periòdica, l’or el 79 i el platí el 78.

Doncs bé, al Col·legi vàrem començar a homenatjar als companys que feien 25 anys de professió instaurant l’Orde del Manganès. Passen els anys i aquells pioners fan els 40 anys de professió. Coincidia una mica amb la jubilació professional i vàrem pensar que celebrar els 40 era millor que els 50 i vàrem instaurar l’Orde del Zirconi (us recordo, element 40 de la taula periòdica). Però els pioners van arribar als 50 i ens vàrem dir: per què no celebrar-los també? I així va néixer l’Orde de l’Estany. Passen els anys i molts companys arriben als 60 anys de professió. Què hem de fer? Instaurar un nou Orde! Quin nom li posem? Ràpidament anem a la taula per veure quin és l’element 60 (vam haver d’anar a la taula perquè el 60 no és massa conegut, és un d’aquells que no et trobes massa, per no dir gens). Mirem la taula i és...

el neodimi. Ja tenim nom: Orde del Neodimi. El nom d’este element químic està associat a la història del seu descobriment. Neodimi significa –etimològicament del grec– nou bessó, de qui?, junt amb el praseodimi que significa bessó verd, del lantà que dóna nom als elements coneguts com a terres rares o lantànids emmagatzemats en la casella 57 de la taula periòdica corresponent al dit element, el lantà, que significa del grec jaure amagat ja que es va descobrir en el ceri junt amb un fals element el didimi –bessó en grec– que posteriorment es va comprovar que eren dos: praseodimi i neodimi. El neodimi s’utilitza principalment en la fabricació de vidres especials i també en imants permanents per al sector dels productes electrònics.

Agafant la taula periòdica com la pedra de Rosetta de la química trobem que l’element 25 és el manganès, l’estany és el 50 i el reni el 75. Així doncs, no diem noces d’argent, vam preferir dir Orde del Manganès, no diem noces d’or, sinó Orde de l’Estany, etc. Perdoneu esta petita lliçó de química adreçada principalment als consorts i familiars que avui ens acompanyeu, i és que en el fons és una deformació professional, no puc amagar que la meua vida professional ha estat la de professor de química i en aquesta universitat.

NPQ 435 • març-abril 2007

dia de la química

Benvolguts companys i amics de l’Orde del Neodimi, què us puc dir a vosaltres? Tinc la fama, no sé si ben guanyada o bé sota calúmnies, que parle molt. Potser sí que parle amb facilitat, però em trobo que avui no sé què dir-vos. O més aviat és que us voldria dir tantes coses que ens estaríem ací fins a altes hores de la nit, i aleshores sí que hauria d’admetre que xerro massa. En primer lloc us vull donar les gràcies, com a representant que sóc dels químics de Catalunya en la meva condició de degà, per haver estat ambaixadors de la química durant els anys que heu exercit com a químics. Jo, quan em trobo amb un químic, acostumo a dir-li: «Tu has estat alumne meu» i la majoria de vegades l’encerto. No és que tingui poders per endevinar les coses, ni evidentment me’n recordo de tots els alumnes que han passat per les meves aules, però una certa edat, i el fet que amb només trenta anys ja estigués donant classes en esta universitat, en este edifici, fa que gairebé sempre l’encerti. Amb vosaltres no ho puc fer, vosaltres vau començar a fer de químics en una època plena de dificultats professi-

onals, «amb una sabata i una espardenya» com és diu en català, però jo encara diria més «amb un peu descalç i amb una espardenya», i gràcies a les vostres habilitats i als vostres coneixements vau anar avançant per deixar un camí més planer als que veníem darrere vostre. Sense cromatògrafs, sense ressonàncies nuclears, sense ordinadors, amb només un llapis, una pipeta i poca cosa més vàreu fer química i de la bona. També us vull donar les gràcies per haver vingut a recollir este petit record. Sé que heu fet un petit o gran sacrifici per vindre fins ací, tot depenent del vostre estat físic, però sé que la vostra il·lusió per tornar a la casa de què vàreu sortir fa ara sei-

xanta anys era molt més gran que les dificultats que heu pogut tenir. Amb tot hi ha companys que tot i les ganes per vindre, no ho han pogut fer. A ells vull que arribi també la meva gratitud, la de tot el Col·legi, la de tots els químics. I ja per fer callar a aquells que diuen que parle massa posaré punt final a este parlament fet més amb el cor que amb el cap, perquè si vosaltres esteu emocionats, jo també ho estic. Us ho puc ben assegurar. Una abraçada ben forta a tots i cadascun de vosaltres. Visca els nous ordenats del nou Orde del Neodimi! Moltes gràcies per la vostra ☯ atenció.

NPQ 435 • març-abril 2007

dia de la química

Hem volgut reproduir a les pàgines d’NPQ la totalitat de les fotos corresponents al lliurament de l’Orde del Neodimi. Són una mica repetitives, però totes tenen un gran valor per a cadascun dels que la varen rebre. A Secretaria hi ha una còpia a disposició dels homenatjats.

NPQ 435 • març-abril 2007

col·laboracions

CIÈNCIA I TRADICIÓ A FINLÀNDIA Miquel Paraira Professor de la UPC i sotscoordinador de les PAU

La tradició, la llengua i la cultura, són trets característics dels diferents països del nostre món i ens mostren les seves diferències i singularitats. El cap d’any es celebra de forma molt diversa en els diferents països, i aquesta celebració és una de les tradicions més arrelades, com ho són els dotze grans de raïm en el nostre país o les llenties a Itàlia. En un país nòrdic com Finlàndia, d’on sembla que procedeix el pare Noël, hi ha una tradició molt curio-

sa lligada a un procés físic com ara els canvis de fase o d’estat d’agregació. S’anomena fusió al canvi de fase en la que una substància en fase sòlida es converteix en un líquid, i quan es tracta d’una substància pura el procés té lloc a una temperatura característica anomenada punt de fusió o temperatura de fusió; el procés és endotèrmic, és a dir, cal subministrar calor perquè tingui lloc. El fenomen contrari a la fusió

s’anomena solidificació, i la temperatura a que té lloc coincideix amb la de fusió; es tracta en aquest cas d’un procés exotèrmic que allibera calor. La substància pura més coneguda, la més important de totes les substàncies, és l’aigua; aquesta substància es fon i solidifica a 0 oC i l’entalpia de fusió, és a dir, la calor que cal donar a 1 g de glaç a 0 oC per convertir-lo en aigua líquida a 0 oC, és de 334 J o 80 cal, calor que no serveix per escalfar l’aigua sinó

Figura 1.

Figura 2.

Figura 3.

Figura 4.

NPQ 435 • març-abril 2007

col·laboracions

Figura 5.

Figura 6.

Figura 7.

Figura 8.

per augmentar el desordre molecular, per augmentar l’entropia. Hi ha metalls amb temperatures i entalpies de fusió relativament baixes, com poden ser el mercuri, el cesi, el sodi, el plom o l’estany, és a dir, metalls que es poden fondre amb els mitjans domèstics de que es disposa a les cases, com un fogó de gas o elèctric o una llar de foc. El metall utilitzat a Finlàndia és l’estany (tin), que es fabrica a partir d’un mineral anomenat cassiterita, la mena de la qual és el diòxid d’estany, que es redueix amb carbó en un procés metal·lúrgic conegut des de molt antic, ja que és la base per fabricar el bronze (aliatge de coure i estany), un dels materials que va marcar tot un període històric conegut com edat del bronze. El procés químic es representa per l’equació:

NPQ 435 • març-abril 2007

SnO2(s) + C(s) → Sn(l) + CO2(g) L’estany és un metall relativament actiu, amb un potencial estàndard de reducció inferior al de l’hidrogen i, per tant, capaç de desplaçar-lo dels àcids, com ara de l’àcid clorhídric present en el salfumant: Sn(s) + 2H1+(aq) → H2(g) + Sn2+(aq) Les bases fortes com ara l’hidròxid de sodi poden atacar-lo formant estannats, i així mateix alliberant hidrogen: Sn(s) + 2OH1−(aq) → SnO22−(aq) + H2(g) La temperatura de fusió del metall és de 232 oC i l’entalpia de fusió de 14,2 cal/g o 59,35 kJ/kg. Els recobriments de metalls, la soldadura, la fabricació d’aliatges

(amb coure, plom, antimoni, etc.) i els diferents compostos del metall (clorurs, òxids, sulfurs, etc.), són les aplicacions més importants de l’estany. Quan un objecte de forma regular es fon, en refredar-se i solidificar de nou no recupera la seva forma original, i la nova forma depèn de les condicions en que es realitzi la solidificació. Com s’ha esmentat abans una tradició molt arrelada a Finlàndia, la Tinan Valuu o Suomessa, consisteix en fondre amb un fogó domèstic i en un cullerot de ferro un objecte d’estany en forma de ferradura (figures 1, 2 i 3), una de les icones de la sort. Un cop s’ha fos s’aboca dins d’un recipient amb aigua (figures 4 i 5) i s’estudia i es tracta de donar una interpretació de la nova forma adoptada per l’objecte d’estany (figures 6 i 7), i també de l’ombra que projecta (figura 8).

col·laboracions

En aquest sentit sabràs si tindràs diners, sort en l’amor, fills, salut, malalties, èxit professional... La ferradura té una massa de 35,9 g i requereix una aportació calòrica per fondre de: 35,9 g × 59,4 J/g = 2132,5 J energia a l’abast de qualsevol fogó domèstic. La ferradura pot comprar-se en qualsevol supermercat, com va fer la meva filla Meritxell, de la mateixa

manera que aquí comprem els grans de raïm. Si comparem aquesta tradició nadalenca o de cap d’any amb la nostra de menjar el raïm a toc de les dotze campanades, podem constatar que mentre la nostra és purament mecànica, en la que procurem compassar la menja de cada gra amb cada una de les campanades, la finesa o finlandesa té un caire més científic i més intel·lectual, ja que a més de la realització d’uns processos físics en un laboratori domèstic improvisat, com són

la fusió i la solidificació, cal intentar interpretar la forma de l’objecte que en resulta i l’ombra que projecta. Quan vaig fer l’experiència amb la ferradura que em va dur la meva filla, el seu company finés va interpretar-ho dient que tindria salut i èxit professional. Realment, viure una tradició com aquesta és força interessant i gratificant i desitgem per a tots els finesos i per a nosaltres un any ple de ☯ salut i èxits professionals.

sortida cultural 9 i 10 de juny de 2007

L’ALTRA CATALUNYA NORD Òbviament, tots hem estat a les terres germanes de la Catalunya Nord. Parlem del Canigó, de Cuixà, de Prades, de Perpinyà, etc. Però, les comarques que formen aquest «petit gran territori» encara ens tenen reservades «saboroses sorpreses». Un tast de les mateixes són les que us invitem a conèixer en el nostre viatge d’enguany. En el mateix, hi trobareu natura, com el romànic que tant ens entusiasma, però sense deixar-nos l’encant dels poblets medievals. Esperem que tot sigui del vostre gust! Gràcies i cordials salutacions d’en Daniel.

PRINCIPALS VISITES DEL NOSTRE ITINERARI Població

Motivació principal de la sortida.

llla-sur-Tet

Natura espectacular «Els Orgues».

Castellnou

Poble d’encant. D’ambient i urbanisme medieval.

Serrabona

Un dels «alts llocs» del romànic català.

Elna

L’antiga capital religiosa del Rosselló. Visita a la catedral i claustre romànics.

NPQ 435 • març-abril 2007

col·laboracions

In memoriam MANUEL TREMOLEDA DILMER Banyoles 1915 – Barcelona 2007

De tant en tant recollim a les pàgines de l’NPQ la trista notícia del traspàs d’un company nostre. Són notes que arriben a la redacció, fetes per algun amic de la persona que ens ha deixat.

amb els seus companys, amics i família. »El treball, juntament amb el rigor i un elevat sentit de l’ètica han estat el seu fonament en totes les activitats que ha desenvolupat amb nosaltres.

Aquesta vegada qui ens ha deixat és en Manuel Tremoleda. Parlar d’en Manel és parlar del Col·legi de Químics, de l’Associació de Químics. Ell és el col·legiat n. 1 del Col·legi de Químics de Catalunya, ell va ser fundador, i la seva presència a les Juntes Directives ha estat una constant durant més de quaranta anys. És un cas únic del nostre Col·legi, i seria difícil trobar-ne un de semblant en altres col·legis professionals o en altres entitats. En Manel era l’autor de moltes de les notes necrològiques publicades a l’NPQ. Amic dels seus amics els hi volia retre aquest darrer homenatge. I nosaltres, a l’hora de retre-li aquest petit homenatge, som conscients de la limitació de les paraules per expressar-li el nostre agraïment en aquests moments. També som conscients que el nostre agraïment li vam expressar en vida; ell va ser nomenat Col·legiat Distingit, però més enllà dels guardons dels que ell sempre defugia, en Manel sabia com se l’estimava, i les successives promocions de químics que anaven arribant

NPQ 435 • març-abril 2007

»Orgullós del seu origen banyolí i dels records de la seva infància, amb els seus pares i germà i de tots els parents d’Olot, Besalú, Girona i Arenys, i d’altres racons de les amèriques. Banyoles sempre serà present en el nostre record associada a ell: penseu que valorava la qualitat dels mapes i enciclopèdies per si hi feien constar la seva ciutat, sinó, no valien res.

al Col·legi de seguida establien vincles d’amistat, malgrat les diferències d’edat. A l’hora de fer un apunt d’en Manel per a l’NPQ ben aviat ho vam tenir clar quan en el seu comiat la família, en boca d’una de les seves netes, la Natàlia, llegia un text que ens va colpir. Amb l’autorització de la família el reproduïm tot seguit. «Persona amb un caràcter ferm, modesta i discreta. Treballador incansable, emprenedor i compromès

»L’Oriol, amb la seva immensa memòria, ens ho recorda i feia apunts d’enllaços genealògics amb llargues tertúlies amb el papà, descobrint tremoledes arreu del món. »Va anar als Maristes a Girona i de molt jove a Barcelona per estudiar química, vivint en una pensió al pla del Palau. Treballant i estudiant per fer-se camí i començant a festejar amb la Lola, la noia, l’esposa que l’ha acompanyat fins els darrers moments. »Químic, era un químic de cap a peus: suma de científic curiós, ana-

col·laboracions

»Amb la mamà, la iaia, la Lola o Lolita ha fet una gran família, sabent que en els primers temps això comportava dificultats i problemes. Eren temps de restriccions i fred. »Però el seu liderat com a cap de família ens va dur endavant, i avui som set fills que són set famílies, 16 néts i, de moment, 5 besnéts... quasi res.

Inauguració del local del Col·legi, siti a la Gran Via de les Corts Catalanes 579, l’any 1950.

lista, metòdic, rigorós, sempre inquiet per l’evolució dels descobriments de la ciència i de la tècnica. »Va metoditzar procediments d’assaig i revisar, amb noves aportacions, l’ús i la funció dels aparells de laboratori. Dibuixant i establint noves normatives per al calibratge de precisió, sempre amb el seu certificat signat: un cop més el seu compromís per davant. »Dissenyador i creador de diversos instruments: buretes, immersors per mesurar la densitat, densímetres, viscosímetres, etc., que mantenen, després de molts anys, plena vigència en els mercats, especialment en l’oferta exportadora. »Va fundar l’empresa que porta el seu nom, Manuel Tremoleda Dilmer, productora d’instruments per a laboratori d’anàlisi amb la marca PROTON, amb el propòsit d’oferir un catàleg d’aparells de medició més que per fer negoci. Ha estat i és una marca de referència a la indústria química, que s’ha impregnat dels seus criteris de rigor i precisió que ell va instituir des del principi i que avui en Lluís, cinquanta anys després, hi aboca tot l’esforç, hereu d’aquest patrimoni cultural.

»El seu compromís amb la química el va dur, també, a fundar el Col·legi Oficial de Químics de Catalunya, del que en va ser el degà. President de l’ANQUE i director del Laboratori d’Anàlisi dels Serveis Tècnics d’Agricultura de la Diputació de Barcelona. »Durant la seva vida ha estat una persona inquieta científicament i culturalment, compromès amb el món institucional, defensor de la llibertat del nostre país, constructor d’iniciatives, home d’idees, i sempre amb un alt sentit de la responsabilitat. »Bon company de treball i amic fidel, per això en tenia tants. Sabia estar i donava costat en moments de dificultat, per això despertava la gratitud i l’afecte, es feia estimar. »Els que el coneixeu de les tertúlies bé que ho sabeu. »Home de conviccions. En els bons temps, li agradava tenir llargues converses a taula o passejant al voltant de l’estany de Banyoles, instruint amb les seves reflexions i descobrint-nos amb sensibilitat la bellesa dels seus paisatges. Segur que els seus néts també saben de que parlem.

»Ells dos han estat sempre, sempre junts, com recordava fa poc la mamà. Mai es van enfadar. Amb un home com ell, segur que bona part d’aquest mèrit també és d’ella. Pacient i atenta, ha estat tota la vida el seu gran suport. En Manel i la Lola han estat un sol amic per als amics de tota la vida. S’han estimat tant que fins hi tot el papà es permetia ser gentil i galant amb les dones. Oi que sí? »Home de principis i amb sentit de l’humor. »Emprenedor però amb una ambició gens especulativa. »Responsable, sensible i pacient. Amable i generós. »S’ha fet respectar pel que ha fet i, per damunt de tot, per com ho ha fet. »Per tot això el recordarem com ☯ amic, avi, pare i espòs.» La bellesa és dolça per nosaltres perquè dansa al mateix ritme que les nostres vides. Ens és preciosa la ciència perquè mai tindrem temps de completar-la. Tot és fet i acabat en el cel eternal. Però la mort guarda eternalment fresques les flors d’il·lusió de la terra. Recorda això, germà, i alegra’t.* * Fragment d’un poema de Rabindranath Tagore del llibre El Jardiner, que va ser a la seva capçalera durant els anys de joventut.

NPQ 435 • març-abril 2007

col·laboracions

NANOCIÈNCIA I NANOTECNOLOGIA * Jordi Riu, Alicia Maroto, Santiago Macho, F. Xavier Rius Departament de Química Analítica i Química Orgànica Universitat Rovira i Virgili

La nanociència i la nanotecnologia tracten estructures de la matèria molt petites, de la grandària dels nanometres. Un nanometre (nm = 10–9 m) és una milionèsima part d’un mil·límetre. Per fer-nos una idea de quina és aquesta grandària, imaginem la nostra Terra i una pilota de futbol. Doncs bé, la relació que hi ha entre la grandària del globus terraqui i la pilota de futbol és la mateixa relació que hi ha entre la pilota i una molècula de ful·lerè, que té 1 nm de diàmetre (figura 1). Així podem comprendre perfectament que, per exemple, tota la informació de la biblioteca més gran del món pugui cabre en un cap d’agulla si està escrita en lletres de mida nanomètrica, o que el famós físic Richard Feynman pogués dir (era l’any 1959!) una de les frases premonitòries més cèlebres en aquest camp: «hi ha molt d’espai allà baix» [1]. La figura 2 ens ajuda a comprendre la grandària nano tot comparantla amb una sèrie d’éssers vius i estructures que ens poden ser més o menys familiars. Fixem-nos que un cabell humà té uns 100.000 nm de diàmetre, l’objecte més petit visible a simple vista té uns 10.000 nm i que calen 10 àtoms d’hidrogen, un al costat de l’altre, per aconseguir una distància d’1 nm. Els bacteris i els glòbuls vermells tenen uns milers de nanometres, mentre que els virus tenen entre els centenars i les desenes de nm. La doble hèlix de l’ADN, on està continguda tota la

NPQ 435 • març-abril 2007

Figura 1. La relació entre la grandària de la Terra i una pilota de futbol és la mateixa que entre aquesta i una molècula de ful·lerè (C60), d’un nanometre de diàmetre.

Figura 2. Dimensions d’objectes i éssers vius.

* Una versió en suport electrònic d’aquest article i informació suplementària pot trobar-se a: http://www.quimica.urv.cat/quimio.

col·laboracions

tren uns exemples d’aquests materials d’escala nanomètrica.

Material macro, 3D

Pou quàntic, 2D

Fil quàntic, 1D

Punt quàntic, 0D

Figura 3. Representació de diferents tipus de nanoestructures comparades amb els materials macroscòpics. La mida d’aquests últims, representats pel cub de l’esquerra, és més gran que 100 nm en cadascuna de les seves tres dimensions (3D). Les tres dimensions dels punts quàntics o nanopartícules són més petites que 100 nm i, per aquest motiu, es consideren estructures zero dimensionals (0D).

Figura 4. Copa de Licurg sota els efectes de la llum difosa (a l’esquerra) i de la llum incident directament (a la dreta).

nostra informació genètica, té només un diàmetre de 2 nm. La importància de les nanoestructures rau en que apareixen noves propietats que no es troben en la matèria quan aquesta té una grandària més gran. Així, per exemple, alguns cristalls nanomètrics tenen un punt de fusió molt més petit (fins a 1000 oC menys) que no pas el mateix material a escala micro (10–6 m) o més grans. Això és degut a que el nombre d’àtoms superficials representa un fracció molt gran dels àtoms totals, i les forces que uneixen als àtoms entre si a la superfície són molt menors que a l’interior. Materials semiconductors (que condueixen l’electricitat amb certa dificultat) poden esdevenir aïllants a escala nanomètrica, o l’or, que és un metall noble (per tant, li costa reaccionar amb altres compostos) esdevé un excel·lent catalitzador quan les partícules d’aquest element són suficientment petites.

La nanociència és el camp multidisciplinari que estudia les relacions fonamentals entre les propietats físiques i químiques i els fenòmens que tenen lloc en materials a escala nanomètrica. La nanotecnologia, com totes les tecnologies, té un enfocament més aplicat i tracta de forma multidisciplinària (enginyeries i ciències de la computació, química, biologia, medicina, física...) sobre el disseny, fabricació i aplicacions de nanomaterials i nanoestructures. Així doncs, estem davant un món ple de noves possibilitats. Es coneixen ja moltes noves propietats i nous fenòmens dels nanomaterials, però cada dia se’n descobreixen de nous. A més cal dominar les tècniques i els processos per tal de fabricar i processar els nous materials a escala nano. Com a mínim, aquests materials han de tenir una dimensió (i en alguns casos dues) a l’escala nano per ser considerats com a tals. A la figura 3 es mos-

Encara que sent totalment aliens a la grandària de les partícules emprades, des de fa molt temps s’han desenvolupat aplicacions nanotecnològiques. Per exemple, les nanopartícules s’han emprat en ceràmica des de fa diversos mil·lennis. Un dels objectes més antics és la copa de Licurg que està datada al segle IV dC i que es conserva al museu Britànic (figura 4). El calze romà conté un relleu representant el mite del rei Licurg, i està fet de vidre que té l’aparença de color verd quan la llum s’hi reflecteix, però que es torna translúcid i vermell quan la llum hi incideix directament. Aquest efecte inusual està causat per la dispersió de la llum quan incideix en diferents angles sobre les nanopartícules de plata i or d’uns 70 nm de grandària, que estan formant un col·loide sòlid amb els components del vidre. És ben possible que aquest efecte fos accidental en introduir en el vidre fonent unes petites quantitats de metall que contingués plata i or. Els vitrallers medievals coneixien aquest efecte de l’or col·loïdal, encara que no poguessin explicar el seu origen. Hom creu que l’experiència fou difosa, des de Mesopotàmia fins a Europa, a través de la invasió de la península Ibèrica pels àrabs [2].

ALGUNES FITES HISTÒRIQUES DE LA NANOTECNOLOGIA El 1857, Michael Faraday introduí les mostres d’or col·loïdal a la Royal Society anglesa. Aquesta suspensió de nanopartícules d’or era transparent o tenia diferents colors (violeta, verda, blava) segons com hi incidia la llum [3]. El 1905 Albert Einstein proporcionà la teoria quantitativa completa que explicava les dispersions col·loïdals. La teoria fou confirmada ex-

NPQ 435 • març-abril 2007

col·laboracions

perimentalment per J. B. Perrin, que va rebre el premi Nobel el 1926. Langmuir establí l’existència de monocapes (capes d’àtoms o molècules d’un àtom de gruix). Aquestes monocapes tenen qualitats bidimensionals peculiars i han donat lloc al desenvolupament de vidre totalment transparent produït tot formant una monocapa de compost fluorat sobre la superfície. Va obtenir el premi Nobel el 1932 per aquest treball.

Figura 5. A l’esquerra, el pavelló americà de l’Expo 67 dissenyat per R. Buckminster Fuller. A la dreta, els 35 àtoms individuals de Xe ordenats sobre la superfície de Ni.

El 1959 Richard P. Feynman pronuncià la seva famosa conferència on discutí les possibilitats de controlar els materials a nivell d’àtoms i molècules. Fou la primera visió de les possibilitats de la ciència i la tecnologia a la nanoscala. Fou guardonat amb el premi Nobel el 1965. Norio Taniguchi, de la Universitat de Tokio, emprà per primera vegada el terme nanotecnologia el 1974. Ell es referia a la tecnologia de producció capaç d’obtenir precisions altíssimes i treballar amb dimensions ultrafines, per exemple de l’ordre d’1 nanometre [4]. Treballant a IBM, Gerd Binning i Heinrich Rohrer el 1981 inventaren el microscopi d’efecte túnel (Scanning Tunneling Microscope, STM). Aquest microscopi permet obtenir perfils tridimensionals de superfícies a escala atòmica. Es basa en una punta que es posiciona a una distància de dècimes de nm de la superfície i mesura el corrent electrònic que s’estableix entre la mostra i la punta del microscopi en aplicarhi un potencial elèctric. Tots dos foren guardonats amb el premi Nobel el 1986. Richard Smalley, Robert Curl i Harold Kroto descobriren, mentre investigaven l’atmosfera exterior de les estrelles, el compost format solament per 60 àtoms de carboni, el C60. Anomenat buckminsterful·lerè per tenir la mateixa forma que la cúpula dissenyada per l’arquitecte

NPQ 435 • març-abril 2007

Figura 6. a) Nanotubs de carboni monocapa (single walled carbon nanotubes, SWNTs), i b) Nanotubs de carboni multicapa (multi walled carbon nanotube, MWNTs).

Buckminster Fuller (figura 5), el C60 es coneix col·loquialment com a pilota bucky, representada a l’esquerra de la figura 1, donat que tots els seus àtoms estan arranjats en 20 hexàgons i 12 pentàgons com una típica pilota de futbol. El 1996 van obtenir el premi Nobel. El 1990, el científic Don Eigler, treballant a IBM, mostrà que podia controlar de forma precisa la posició d’àtoms individuals. Emprant el STM fou capaç de col·locar 35 àtoms de xenó en una superfície de níquel de tal forma que es podia llegir clarament «IBM» (figura 5, dreta). L’experiment requerí un buit molt elevat i temperatures molt baixes proporcionades per heli líquid. El 1991 Sumio Iijima descobrí el procés per obtenir «agulles de carbó amb l’estructura del grafit d’un di-

àmetre entre 4 i 30 nm i 1 mm de llargària» [5]. Els tubs en forma d’agulla que ell va descriure consistien en múltiples capes de grafit enrotllades formant tubs concèntrics, que han estat conegudes posteriorment com a nanotubs de carboni (carbon nanotubes). El 1993 es produïren els primers nanotubs de carboni d’una única capa (figura 6). Murray, Norris i Bawendi van sintetitzar el 1993 els primers punts quàntics (quantum dots) d’alta qualitat de CdS, CdSe i CdTe [6]. Els punts quàntics són partícules nanomètriques amb propietats físiques (òptiques, magnètiques, elèctriques...) molt interessants. Per exemple, absorbeixen llum solar i, depenent de la seva grandària, emeten llum de diverses longituds d’ona, és a dir, amb colors brillants ben diferents (figura 7).

col·laboracions

Figura 7. Fluorescència induïda per l’exposició a la llum ultraviolada de nanopartícules de CdSe de 2 nm (blau) fins a 4,5 nm (vermell) de diàmetre.

El primer transistor de mida nanomètrica fou fabricat el 1997 per Lucent Technologies als EUA. Un transistor d’òxid metàl·lic semiconductor de 60 nm d’ample i amb un gruix de 1,2 nm que millora les característiques de qualitat dels transistors coneguts fins aquesta data. La reducció de la grandària dels transistors és molt important per a la indústria electrònica i informàtica doncs, entre altres efectes, pot incrementar notablement les capacitats de memòria i de potència de càlcul dels ordinadors. Per al gran públic, a l’any 2002 es va posar a la venda roba que incorpora capes fines de nanopartícules impregnades al teixit i que tenen la capacitat de repel·lir les taques. Des de llavors, les nanoes-

tructures s’han incorporat a les cremes cosmètiques, a les cel·les solars i a altres dispositius relacionats amb l’energia; a nombrosos elements de la indústria automobilística, com pintures o aïllants; a la medicina, amb desenvolupaments espectaculars que milloren la salut humana; i també als esports, millorant les capacitats mecàniques de raquetes, esquís, pilotes de totes mides, etc. En propers articles anirem desenvolupant en detall els principis científics que estan al darrera de moltes d’aquestes aplicacions.

REFERÈNCIES [1] Richard P. Feynman. Conferència de 29 de desembre de 1959

a la trobada anual de la Societat Física Americana a l’Institut de Tecnologia de California (Caltech). http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html. [2] Evans, D. F. and Wennerström, H. The Colloidal Domain Where Physics, Chemistry, and Biology Meet, 2nd ed., Wiley-VCH. New York, 1999. [3] Michael Faraday. Philosophical transactions of the Royal Society 147 (1857) 145. [4] Norio Taniguchi. On the Basic Concept of NanoTechnology. Proceedings of the International Conference of Production Engineering, 1974. [5] Sumio Iijima. Nature 354 (1991) 56. Helical microtubules of graphitic carbon. [6] C. B. Murray, D. J. Norris, M. G. Bawendi. Journal of the American Chemical Society, 115 (1993) 8706. Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE (E = sulfur, selenium, tellurium) semiconductor ☯ nanocrystallites.

NPQ 435 • març-abril 2007

informació

NOTÍCIES D’INTERÈS

IMPORTANTE DESCUBRIMIENTO DE UN NUEVO MATERIAL Un nuevo material, denominado grafeno, se ha utilizado en un experimento de laboratorio para comprobar la teoría de la relatividad de Einstein. Hasta ahora, esta teoría sólo se podía demostrar mediante experimentos muy complicados y caros o estudiando las estrellas de las galaxias más lejanas. André Geim, profesor de la facultad de física y astronomía de la universidad inglesa de Manchester, que ha dirigido el equipo descubridor del grafeno, ha sido galardonado con el premio y la medalla de física Mott 2007, que concede el Institute of Physics. Los esfuerzos del equipo del profesor Geim y del Dr. Kostya Novoselov y su equipo del instituto de microelectrónica de Chernogolovka, Rusia, llevaron hace casi tres años al descubrimiento de un nuevo tipo de materiales que denominaron cristales atómicos bidimensionales. Pero lo que ha causado verdadera sensación en el mundo científico ha sido el grafeno, compuesto por una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una malla cristalina de nido de abeja. El grafeno se fabrica dividiendo el grafito en sus planos atómicos mediante un proceso que los científicos dicen que es parecido a dibujar con un lápiz. La capa atómica resultante es sorprendentemente estable, muy flexible, resistente y conductora de la electricidad. Otra

NPQ 435 • març-abril 2007

de sus muchas propiedades, que hasta ahora era casi inimaginable, es que sus electrones actúan como partículas que se mueven a la velocidad de la luz, lo que ha permitido a los científicos estudiar fácilmente fenómenos relacionados con la teoría de la relatividad.

bablemente, la parte más importante de nuestro descubrimiento es que no se limita a uno o dos materiales nuevos. Se trata de toda una clase de materiales, miles, con muy diversas propiedades, lo que permitirá fabricar materiales a medida para cada aplicación».

El profesor Geim y su equipo han descubierto además que el grafeno presenta otra cualidad extraordinaria: que sus electrones pueden desplazarse a distancias submicrométricas sin dispersarse, lo que permite fabricar conmutadores muy rápidos. En su búsqueda de chips cada vez más pequeños y potentes, los ingenieros se esfuerzan por construir transistores cada vez más pequeños para reducir la distancia que deben recorrer los electrones para conmutar el estado de los dispositivos electrónicos. El trabajo del equipo de Manchester puede conducir a que, en el futuro, se puedan obtener procesadores hechos de una sola capa de grafeno.

El grafeno pertenece a la familia de los fullerenos, moléculas de carbono descubiertas en los últimos 20 años. En realidad, es el primer fullereno bidimensional. Los investigadores de Manchester han estudiado sobre todo sus propiedades electrónicas. Mediante técnicas estándar de microfabricación, por ejemplo las que se utilizan para los microchips, el equipo ha creado un nuevo tipo de FET (transistor de efecto de campo), un componente vital de los ordenadores.

La técnica utilizada para dividir los planos atómicos del grafito se denomina clivaje micromecánico. Dependiendo del cristal madre, los componentes de las capas atómicas pueden ser metales, semiconductores, imanes, aislantes, etc. Hasta ahora se pensaba que no podía haber materiales formados por una sola capa de átomos, pero el equipo del profesor Geim ha demostrado por vez primera que no sólo existen, sino que son relativamente fáciles de fabricar. El Dr. Novoselov, factor clave en esta investigación, ha dicho: «Pro-

En cuanto a otras aplicaciones, según el profesor Geim las propiedades del grafeno se pueden comparar a las de algunos nanotubos. Como los nanotubos de carbono consisten básicamente en tiras finas de grafeno enrolladas, cualquiera de las miles de aplicaciones que se estudian hoy día para los nanotubos se podrían considerar también apropiadas para el grafeno. Aunque los investigadores trabajan todavía con hojas de grafeno muy pequeñas, y los ingenieros de hardware pueden usar obleas de grafeno de pocos centímetros, el profesor Geim dice que las perspectivas para otras aplicaciones son muy buenas, porque en principio no hay límite de tamaño para las hojas. El Dr. Novoselov dice que, hace

informació

diez años, sólo se podían conseguir nanotubos de carbono de menos de una micra de longitud, mientras que hoy ya se fabrican de varios centímetros, y espera que suceda lo mismo con las hojas de grafeno. David Glover, portavoz de la compañía de la universidad de Manchester especializada en protección de la propiedad intelectual, ha dicho: «Éste es claramente un descubrimiento muy interesante, con gran potencial, pues una vez desarrollado, el grafeno podrá competir con una serie de materiales de bajo consumo y gran movilidad electrónica».

EL AGUA, UN RECURSO CADA VEZ MÁS PRECIOSO Una de las ambiciones de Ping es utilizar sus conocimientos y experiencia en beneficio de toda la humanidad. A ello la motivan los importantes proyectos de investigación en los que participa, sobre todo en lo que respecta al agua. Ping explica: «El agua del mar constituye la mayor parte del agua de nuestro planeta y sólo el 2,5 % del agua existente es agua dulce. Pero incluso así, cerca del 99,7 % del agua dulce es inaccesible, pues se encuentra helada o en las profundidades de la Tierra». «El agua de los ríos, lagos, arroyos y acuíferos, es decir, el agua potable, representa sólo el 0,007 % del agua que hay en la Tierra. Y sin embargo, los humanos no dejamos de demandar cada vez más agua, debido al aumento de la población y a la puesta en explotación de nuevos terrenos agrícolas. Con este panorama en la industria y la agricultura, el agua potable está cada vez más contaminada. Por tanto, uno de los principales retos a los que nos enfrentamos hoy los científicos es cómo conservar en buenas condiciones el agua que tenemos», añade Ping Hua.

Ping Hua investiga sobre sensores ópticos integrados para aplicaciones a la biología, la química y las ciencias del medio ambiente. Ha desempeñado un papel fundamental en varios proyectos importantes de investigación en Europa y otros continentes. Uno de ellos, de la UE, ha consistido en investigar y desarrollar un sistema automático informatizado de análisis de agua, para vigilar la contaminación de los ríos. El sistema funciona con sensores fabricados en el Reino Unido y ya se ha probado en varios ríos de Alemania. El resultado de la prueba es totalmente comparable al de otros sistemas convencionales de análisis de aguas, pero mucho más económico, reproducible y repetible, además de la mayor eficiencia derivada de su automatización. El sistema puede detectar simultáneamente hasta 32 contaminantes orgánicos en cantidades de sólo 1 ng/L (un nanogramo, es decir, una millonésima de miligramo por litro de agua), unas 100 veces menos de los límites establecidos por las directivas de la UE para contaminantes orgánicos.

to los procesos inflamatorios pueden dar lugar a cambios en la conducta. Eso permitiría investigar nuevos medicamentos para enfermedades neurodegenerativas, como la de Alzheimer o la esclerosis múltiple. Hasta ahora, esta técnica no se había aplicado a la biología, aunque éste puede ser uno de los campos de aplicación más interesantes. La creación de un método para la detección de citoquinas será de gran valor para los estudios de neurología que se realizan en la universidad de Southampton. Si además se logra la detección a niveles de nanogramo por litro, seguramente la técnica encontrará otras muchas aplicaciones. Ping Hua se ocupa además del soporte técnico del departamento (supervisión y consultoría) y enseña a los investigadores y estudiantes de doctorado el diseño de máscaras ópticas, así como las técnicas de fabricación de los sensores de guiaondas y a utilizar estos avanzados equipos. «Eso supone que hay días que estoy en el laboratorio hasta las 10 o las 11 de la noche», dice la investigadora china.

Con el nuevo sistema de sensores ópticos se pueden detectar cantidades mínimas de contaminantes orgánicos, como los estrógenos. La contaminación del agua por estas hormonas es uno de los mayores riesgos ambientales, y hace poco se ha descubierto que esos productos pueden llegar a causar un cambio de sexo en los peces y contribuyen al descenso de la fertilidad de los machos.

Ping estudió física en China y después fue profesora de la asignatura. Llegó a la universidad de Southampton en 1990. Su trabajo y su responsabilidad han sido cada vez mayores, sobre todo en proyectos de investigación. Su especialidad es el diseño y fabricación de sensores ópticos integrados, utilizando las más avanzadas técnicas en optoelectrónica.

El sistema tiene una gran sensibilidad y versatilidad, por lo que se puede aplicar en otros campos, sobre todo en neurología. El siguiente paso para Ping Hua y sus colaboradores es desarrollar un sensor óptico de guiaondas, de alta sensibilidad, que pueda detectar las citoquinas en los fluidos corporales, para entender mejor hasta qué pun-

Además de su trabajo en le universidad, Ping Hua ha sido durante muchos años presidenta de la Asociación China de Southampton, que se ocupa de la comunidad china de la zona y presta servicios sobre todo a los niños y ancianos, además de promocionar la cultura china entre los ingleses habitantes ☯ de la zona.

NPQ 435 • març-abril 2007

activitats

JORNADA MEDIOAMBIENTAL ORGANIZADA POR LA SECCIÓN TÉCNICA DE MEDIO AMBIENTE El día 13 de diciembre de 2006 se celebró la Jornada Medioambiental, con la colaboración de la Entidad Colaboradora con la Administración (ECA). Los ponentes fueron los siguientes: Marta Cerda, directora del departamento de medio ambiente de ECA, que disertó sobre la adecuación de la ley 3/98 y la situación actual; posteriormente tomó la palabra Jesús Ramón Martínez, director comercial de ECA, que habló de los requisitos legales derivados del R. D. 9/2005 de contaminación de suelos. La Sra. Cerdá hizo una amplia explicación sobre toda la normativa vigente de la ley 3/98 IIAA, del Decreto 136/1999 de 18 de mayo, en el que se aprobaba el reglamento general de la ley, así como la adaptación en sus anexos; luego comentó la directiva 96/61/CE, de 24 de septiembre de 1996, relativa a la prevención y al control integrado de la contaminación.

moderada de aproximadamente un 20 % en Catalunya, la solicitud se presenta al ayuntamiento. La licencia la otorga el ayuntamiento, previo informe vinculante de la Administración de la Generalitat o del Consell Comarcal. La Administración tiene un término máximo de cuatro meses para notificar la resolución. Cada cuatro años se ha de comprobar que se cumplen las condiciones de la licencia por las actividades del anexo II.1, y cada cinco años para el anexo II.2 si el ayuntamiento no establece algún otro término. Cada ocho años se ha de revisar la licencia. Ello implica que se ha de llevar un control de todos los focos emisores a la atmósfera, con el control por parte de la Entidad Colaboradora, que no puede ser la misma que realice la verificación, es decir, se

debe ir a otra entidad acreditada y ésta verifica, como hemos dicho, focos emisores a la atmósfera, partículas metálicas a la atmósfera o combustión de los quemadores de las calderas. El anexo III, que tiene una incidencia ambiental baja, es el 70 % aproximadamente de la actividad industrial en Catalunya, y la Sra. Cerdá dio una explicación general del mismo. Después en el coloquio que se abrió aportó datos prácticos, documentación complementaria que fue de gran interés para las personas asistentes. Seguidamente habló el Sr. Jesús Ramón Martínez sobre los requisitos legales derivados del R. D. 9/2005 de contaminación de suelos. En teoría el estudio de los es-

Comentó también los plazos y finalizaciones de dicha ley en los anexos II.1 y I, y comentó que el plazo del anexo II.2 finaliza el 31 de diciembre de 2007. También hizo hincapié en el anexo III, que depende directamente de los ayuntamientos. Hizo una descriptiva de cómo funciona la solicitud, la petición de informes preceptivos, las propuestas de resolución del expediente y la resolución. En los anexos II.1 y II.2, que afectan a una incidencia ambiental

NPQ 435 • març-abril 2007

activitats

por empresa homologada por la Generalitat.

tándares para la declaración de suelos contaminados y las actividades potencialmente contaminantes del suelo (APC’s) deben presentarse antes del 7 de febrero de 2007 en un informe preliminar de situación. Este informe permite caracterizar la actividad, así como la identificación de riesgos en materia de contaminación de suelos, aspectos como la gestión y el almacenaje de las materias primas, los productos elaborados, los residuos generados y la caracterización de las zonas de producción. Son, pues, temas a tener en cuenta. Las actividades que debe presentar el IPS son las que cumplen alguna de las siguientes condiciones: • Las actividades incluidas en los epígrafes de la Clasificación Nacional de Actividades Económicas (CNAE 93 REV. 1) indicadas en el anexo I del R. D. 9/2005. • Las actividades que producen, utilizan o almacenan más de 10 t/año de una o varias de las substancias incluidas en el R. D. 363/1995 de 10 de marzo, por el que se aprueba el reglamento

sobre la notificación de substancias nuevas y la clasificación, envasado y etiquetado de substancias peligrosas. • Las empresas que disponen de almacenamiento de combustibles para uso propio (según el R. D. 1523/1999, de 1 de octubre), con un consumo anual medio o superior a 300.000 litros y un volumen total de almacenamiento igual o superior a 50.000 litros. En definitiva, lo importante es la transmisión y registro de los suelos contaminados y el registro de la propiedad. Ello implica que a través del protocolo de coordinación entre la Agencia de Residuos de Catalunya (ARC) y el Registro de la Propiedad de Catalunya, las empresas que contaminan el suelo lo han de sanear. Ello significa que actualmente cuando realizamos un proyecto industrial o la adquisición de una nave o local industrial, es obligatorio realizar un estudio geotécnico y geológico del suelo. También debe identificarse si existen cubas, contenedores o depósitos enterrados, porque éstos deben ser sometidos a la prueba de estanqueidad total

Asimismo, sobre el informe preliminar de situación, el Sr. Martínez explicó extensamente los puntos de las conexiones aéreas subterráneas y de superficie, así como los almacenajes de los productos químicos, materias primas y productos acabados. Éstos deben estar en una zona marcada y delimitada, cumpliendo todas las medidas correctoras medioambientales, es decir: extintores, lavaojos, alarmas de detección de fuego, equipos de protección laboral, fugas y alarmas de fugas, rótulos de obligado cumplimiento, así como el registro y almacenaje de los residuos, indicándose el código CER, el tipo de producto, el tipo de envasado y la forma de colocación adecuada. El almacenaje máximo es de seis meses (guardarlo más de este tiempo necesita una autorización especial de la agencia de residuos que debe solicitarse). Se entró después en un amplio coloquio y la mayoría de asistentes, que representaban empresas pequeñas y medianas, es decir, de 5 a 20 empleados, comentaron la incidencia de toda esta normativa que no puede ser repercutida en el precio final de sus productos. También estuvo presente en esta jornada el Sr. Carlos Arnault, director adjunto del salón Ecocity (Fira de Barcelona), quien fue invitado por el presidente de la sección de medioambiente y comentó de qué trataba dicho salón (que se celebrará del 27 de febrero al 2 de marzo). En dicho certamen se mostrarán equipamientos para proteger el medio ambiente en las ciudades e industrias, aspirándose a que sea de carácter internacional en próximas ediciones y que se convierta en la feria medioambiental de los países mediterráneos. J. Albort

NPQ 435 • març-abril 2007

activitats

JORNADA SOBRE EL FUTUR DE L’ENSENYAMENT DE LA QUÍMICA EN ELS BATXILLERATS La secció tècnica d’ensenyament del Col·legi de Químics de Catalunya, preocupada per l’ensenyament en general i el de la química en particular, va organitzar el passat 13 de desembre de 2006, conjuntament amb la Facultat de Ciències Químiques de la Universitat de Barcelona, una jornada amb l’objectiu de facilitar un espai de trobada i intercanvi de punts de vista entre els docents de l’ensenyament de la química a diferents nivells, tan de secundària com d’universitat, a fi i efecte de poder elaborar unes conclusions amb el màxim de consens possible i fer-les arribar a les autoritats acadèmiques i polítiques del nostre país. Després de la presentació de la jornada per part dels degans del Col·legi de Químics, el Dr. José Costa López, i de la Facultat de Químiques, el Dr. Josep Barbosa, es varen presentar les quatre ponències següents: • Quin és el nivell de química dels alumnes quan arriben a la universitat?, a càrrec del Dr. Francesc Centellas, coordinador de química de les PAU. • Quins i com s’han de desenvolupar els continguts de química al llarg del batxillerat?, a càrrec del Dr. Josep M. Fernández, professor de la UB. • La integració del treball de laboratori en els continguts generals de la química del batxillerat, a càrrec del Dr. Miquel Paraira,

NPQ 435 • març-abril 2007

professor de la UPC i sotscoordinador de química de les PAU. • La situación de la química en el territorio MEC, a càrrec del professor Mario Redondo, professor de I’IES Peridis de Leganés i president de l’ANQUE. Escoltades les ponències i després d’un breu descans, es va passar a una taula rodona moderada per la Dra. Roser Fusté, presidenta de la secció tècnica d’ensenyament del Col·legi de Químics, en la que a més dels degans i ponents va participar-hi la professora Conxita Mayós, cap de serveis d’ordenació curricular del Departament d’Ensenyament de la Generalitat de Catalunya, arribant-se a les següents conclusions: a) Les matèries optatives de quart d’ESO han d’afavorir la continuïtat lògica dels estudis de batxillerat, és a dir, en el nostre cas la química en aquest nivell ha d’estar present en les agrupacions de matèries que donin pas a les vies en que s’estructurarà la modalitat de Ciències i Tecnologia del batxillerat.

d) És imprescindible una assignació de tres hores lectives setmanals teòriques, més una desdoblable, per realitzar les pràctiques de laboratori en cada un dels dos cursos. e) Tenint en compte el caràcter de matèria instrumental de la química, ha de quedar clara la normativa d) per evitar interpretacions errònies en la realització dels treballs de laboratori. f) Elaborar un programa de pràctiques mínim, d’obligat compliment i integrat dins del programa general, que podria ser de 10 unitats de treball experimental distribuïdes entre els dos cursos de batxillerat. g) El treball de laboratori en estar integrat en el programa general teòric és, com la resta del programa, matèria avaluable.

b) La química ha de ser assignatura obligatòria en tots els batxillerats de Ciències i Tecnologia.

h) Cal un consens de tots els estaments educatius, com són el Col·legi de Doctors i Llicenciats, Associació de Professors de Física i Química, Societat Catalana de Química, Col·legi de Químics, universitats, etc., per l’elaboració dels nous continguts curriculars tan teòrics com pràctics de la química en el batxillerat.

c) S’han de reestructurar i reduir els continguts teòrics del programa actual per incloure-hi les pràctiques de laboratori i el continguts CTS (Ciència, Tecnologia i Societat).

i) És important crear una interfase secundària-universitat, amb representants de tots els estaments esmentats anteriorment, que tingui autoritat acadèmica i també capacitat executiva da-

activitats

vant del Departament d’Ensenyament. j) Va ser un ressò molt unànime per part de tots els assistents i ponents constatar l’excessiu pes de les assignatures humanístiques en el disseny curricular dels actuals batxillerats, tan científics

com tecnològics, opinió aquesta compartida per tots els alumnes de ciències d’aquesta etapa. k) La nova matèria obligatòria en tots els batxillerats Ciències per al món contemporani ha d’estar dissenyada, programada i impartida per professors de ciències.

Finalment, els ponents es varen comprometre a elaborar les anteriors conclusions i donar-hi la màxima difusió possible entre professorat i autoritats acadèmiques, esperant una acceptació executiva per part del Departament d’Ensenyament. R. Fusté

I ANEM CAP ALS 75... DE MOMENT El passat 24 d’octubre es va fer el tradicional acte, organitzat per la Cambra de Comerç, Indústria i Navegació de Barcelona, del lliurament d’una placa commemorativa a aquelles empreses i institucions que fan els seus 50, 75, 100 i 125 anys de vida. Enguany el nostre Col·legi va rebre tal distinció pels seus 50 anys. Hi havia un bon nombre d’empresaris i personalitats de la vida professional i laboral de Barcelona. En absència del nostre degà, va ser el vicedegà, el Sr. Alfredo Vara, qui va recollir el guardó de mans del president de la Cambra, el Sr. Miquel Valls. I esperem que anys a venir, i noves promocions que s’incorporin, puguin recollir els corresponents tro☯ feus dels 75, 100 i 125 anys.

NPQ 435 • març-abril 2007

activitats

ELS PANTANS DEL CARBÓ * Carles Martín Closas Departament d’Estratigrafia, Paleontologia i Geociències Marines Facultat de Geologia - Universitat de Barcelona

EL CARBÓ EN EL MÓN ACTUAL I EN EL FUTUR La societat postindustrial europea considera el carbó com una font d’energia a extingir, més pròpia del segle XIX que no pas del segle XXI. Les mines de carbó es recorden sovint com una relíquia dels primers temps de la industrialització, de quan els homes, les dones i els infants de les classes obreres deixaven la seva salut i a vegades també la vida treballant dins d’estretes galeries subterrànies, en condicions infrahumanes. Malgrat aquesta percepció esbiaixada i autosuficient, molt pròpia d’Europa, el carbó continua sent actualment una font important d’energia a escala mundial. Es calcula que quasi una quarta part de l’energia (concretament el 23,7 %) que consumeix el món procedeix de la combustió del carbó, i que al llarg del segle XXI aquesta font d’energia mantindrà constant la seva importància davant d’una brusca disminució del petroli i d’un augment exponencial del gas i de les energies renovables. Per tant, el carbó està molt lluny de ser una energia que només té un interès històric. Més aviat es preveu que durant el segle XXI el seu valor augmenti, fent també augmentar les inversions per transformar-lo en una energia menys contaminant. En aquest context té sentit comprendre d’on prové el carbó i com es va formar.

* Conferència audiovisual dintre del cicle MÓN I TRADICIÓ XIV.

NPQ 435 • març-abril 2007

ORIGEN DE LA MATÈRIA ORGÀNICA PRECURSORA DEL CARBÓ

gànica original va ser produïda sobretot per la gran compressió que van sofrir.

Des del principi de l’estudi científic del carbó, els geòlegs i enginyers de mines varen comprendre que la matèria orgànica original d’aquesta roca procedia, sobretot, de l’acumulació i posterior transformació de restes vegetals. No obstant, els mecanismes d’aquests dos processos van ser la causa de molts debats científics. Un del aspectes que en el segle XIX va ésser molt discutit és com es podia acumular tal quantitat de matèria orgànica en medis naturals, sense invocar causes excepcionals. Així, moltes de les reconstruccions dels medis d’acumulació d’aquesta matèria orgànica es presentaven com torrents de muntanya amb gran poder erosiu i que arrossegaven gran quantitat de troncs. Avui sabem que aquestes condicions energètiques més aviat produirien l’acumulació de gruixos importants de sorres i conglomerats en comparació a una baixa proporció de matèria orgànica. Un altre aspecte molt debatut va ser el de la transformació de la matèria orgànica original en el carbó que, en algun cas com l’hulla, es pot presentar com una massa vítria sense cap estructura visible a l’ull nu o al microscopi òptic de llum normal. Algunes teories antigues sostenien que la formació del carbó requeria una font d’energia geotèrmica propera, com ara un volcà o una intrusió magmàtica. Aquests punts de vista també han estat abandonats i actualment se sap que l’enorme transformació soferta per la matèria or-

L’origen i la transformació de la matèria orgànica dels carbons es va començar a comprendre quan es van estudiar els ambients on s’està produint carbó en l’actualitat, que podem anomenar, per fer-ho fàcil, els pantans del carbó (figura 1). En aquests pantans la matèria orgànica procedeix de les plantes que viuen dins l’aigua o que hi arriben flotant des d’una massa vegetal important del voltant. Aquesta matèria, formada per troncs, fulles, escorces, arrels i òrgans reproductors, se sedimenta sota la làmina d’aigua del pantà i no pot ser totalment biodegradada, ja que el subministrament supera amb escreix la capacitat biològica del sistema per fer-ho. Això és degut a que els microorganismes (bacteris i fongs) encarregats d’aquest reciclatge estan molt limitats per la manca de llum i d’oxigen en el fons de l’aigua estancada. També cal destacar que aquests medis pantanosos són molt rics en compostos que dificulten el desenvolupament microbià, com són els àcids húmics i els tanins.

LA FORMACIÓ GEOLÒGICA DEL CARBÓ Un cop enterrada, la matèria orgànica comença a compactar-se per la pressió exercida pels nous dipòsits orgànics i inorgànics acumulats al seu damunt. Es calcula que la capacitat de compactació de la matèria orgànica és del voltant del

activitats

lats entre la matèria orgànica, el grau de biodegradació que aquesta va sofrir abans de l’enterrament i també la composició original dels teixits vegetals acumulats. Aquest darrer factor té una gran importància i permet explicar per què carbons que presenten edats i condicions de sedimentació i enterrament similars tenen diferents característiques geoquímiques. Està clar que la vegetació dels pantans del carbó va anar canviant al llarg del temps, en funció de l’evolució biològica de les plantes del nostre planeta. L’estudi dels teixits vegetals fòssils continguts al carbó s’ha realitzat per diferents procediFigura 1. Pantà de Taxodium distichum, el xiprer dels ments. D’un costat pantans, al Parc Nacional Okeefenokee (Geòrgia, Estats trobem l’estudi direcUnits). És l’ecosistema actual més similar a un pantà del te del carbó sota micarbó. croscopi amb llum 90 %, en comparació amb la majofluorescent. Sota aquest tipus de ria de roques sedimentàries que llum, podem reconèixer certs teixits com a màxim es compacten fins un vegetals malgrat l’enorme transfor10 %. Això vol dir que una capa de mació que han sofert. Un altre tipus carbó de gruix mitjà, d’entre un i tres d’estudi és el de les espores i el metres, resulta d’una acumulació pol·len, que presenten una paret d’entre 10 i 30 m de matèria orgàniorgànica extremadament resistent a ca original. Aquesta enorme coml’atac per àcids i a la compressió, pactació determina no tan sols el que permet identificar-los dins el col·lapse de totes les estructures inicarbó. El tercer mètode ha estat el cials sinó també la migració de molmés fructífer i es basa en l’estudi tes molècules orgàniques, especialdels coal balls o pilotes del carbó. ment les hidrogenades, de tal maEs tracta de masses de sílice o de nera que les complexes molècules carbonat contingudes dins d’algunes de les plantes, la cel·lulosa, la cuticapes de carbó i que es varen forna, la lignina, la suberina i altres, mar en les primeres etapes de l’enqueden reduïdes a cadenes de carterrament de la matèria orgànica, boni quasi pur. En la composició del abans que aquesta es compactés, carbó i en la seva capacitat calorífiper circulació subterrània i posterior ca hi influeix no només el grau de cristal·lització de fluids gelatinosos compactació, sinó també la presènrics en els esmentats minerals. cia de sediments argilosos acumuAquestes pilotes contenen teixits

vegetals completament envoltats de matèria cristal·lina silícica o calcítica i que, per tant, han conservat el seu volum i fins i tot part de les seves característiques bioquímiques originals. Vegem com a partir d’aquests estudis s’ha pogut conèixer la paleobotànica dels aiguamolls del carbó.

LA VEGETACIÓ DELS PANTANS DEL CARBÓ La vegetació que al llarg de la història de la vida s’ha adaptat a viure en els ambients pantanosos ha estat molt diversa. Les grans etapes de l’evolució de les plantes terrestres es poden reconèixer també en aquesta vegetació, però ens centrarem en descriure la vegetació dels pantans més emblemàtics i que també van ser els més significatius per a la industrialització d’Occident, els pantans del període conegut pels geòlegs com Carbonífer (en grec: el portador de carbó) (figura 2). Fa uns 300 milions d’anys, durant el Carbonífer superior, la vegetació terrestre estava dominada per les plantes que es reprodueixen per espores, com els avantpassats de les actuals falgueres i dels equisets o cues de cavall. Ja s’havien desenvolupat les plantes amb llavor, encara que no eren dominants com avui dia. No hi havia cap planta amb flor. Dins del món animal eren abundants els insectes de mida desmesurada, per exemple libèl·lules d’un metre d’envergadura, probablement afavorides per una elevada concentració d’oxigen atmosfèric que feia molt eficaç el seu sistema respiratori traqueal, sense ventilació activa. Entre els vertebrats eren abundants els peixos i amfibis, igualment de grans dimensions. No existien encara ni els rèptils ni els mamífers. Una frase del geòleg de la Renaixença, Norbert Font i Sagué, en el primer tractat català de geologia, del 1905, sintetitza de manera quasi lírica l’ambient d’aquests ecosistemes: «No hi havia res que s’assemblés a

NPQ 435 • març-abril 2007

activitats

Figura 2. Reconstrucció d’un pantà del Carbonífer superior. Observi’s que l’interior de l’estany està poblat per una única espècie, el licòfit Sigillaria, i que pels marges la vegetació s’enriqueix amb falgueres arborescents. Esquema segons W. di Michele, de la Universitat de Washington i T. Phillips, de la Universitat d’Urbana (Estats Units).

les formes gracioses y variades dels arbres actuals [ ... ] tan sols el brunzir d’alguns insectes y’l xapotejar d’alguns batracis en els estanyols trencaven la calma de mort...». La majoria de pantans del Carbonífer eren llacunes salabroses situades prop de la costa, que s’estenien als peus d’una antiga serralada muntanyosa, la serralada Herciniana. Aquells relleus són molt erosionats en l’actualitat, però encara en trobem traces a tot Europa –des dels Urals al Massís Central francès i el Massís Ibèric–, els monts Mauritànides al nord-oest d’Àfrica i la serra dels Apalatxes al sud-est d’Estats Units. Fixem-nos que és precisament al voltant d’aquesta franja on se situen les grans conques hulleres, que històricament varen contribuir a la industrialització d’Europa i Estats Units: Silèsia, el Ruhr, Anglaterra, Gal·les i Illinois. Altres conques menors es trobaven dins mateix de la serralada Herciniana i per tant eren conques muntanyenques i d’aigua dolça. Són les conques del sud d’Europa, com en el Massís Central francès (figura 3), les conques mineres asturianes i la petita conca carbonífera de Catalunya, a Surroca-Ogassa. Actualment se sap que aquests pantans de l’hulla eren formacions vegetals molt monòtones, dominades per poques espècies capaces de créixer en els

NPQ 435 • març-abril 2007

estanys d’aigües àcides, fosques i pobres en oxigen del Carbonífer. Un grup de plantes vasculars primitives, els licòfits arborescents, varen ser les millor adaptades a aquestes condicions. Actualment, d’aquest grup només en sobreviuen unes herbes d’aiguamoll i de vora de llac, les isoetes. Els licòfits arborescents eren arbres que podien assolir els 30 metres d’alçada i més d’un metre de diàmetre a la soca. El seu teixit vascular era molt limi-

tat, amb prou feines ocupava una desena part del diàmetre del tronc. La massa principal de l’arbre estava formada per un teixit flonjo, anomenat periderm, que s’assemblava a una escorça d’alzina surera i que estava relligat exteriorment per una cintura d’escorça dura, constituïda per les bases dels òrgans foliars. Aquesta massa de teixit tou va ser la principal font de matèria orgànica dels pantans. Degut a la seva naturalesa poc compacta, aquest teixit va ser fàcilment comprimit i transformat en un gel orgànic, que un cop endurit ha donat lloc a l’hulla d’aspecte vitri. Les restes fòssils més característiques dels licòfits arborescents són sens dubte les seves escorces exteriors endurides. A partir d’aquests òrgans s’ha definit un cert nombre de gèneres i espècies. Sigillaria va ser un d’aquests arbres, el més freqüent a les conques muntanyenques, com la conca de Surroca-Ogassa. La seva escorça es presentava normalment solcada per estries verticals profundes, on s’hi podien reconèixer diferents marques corresponents a les traces d’inserció de les seves fulles (figura 4). La

Figura 3. Capes de carbó d’uns quants metres de gruix en una antiga explotació a cel obert, actualment abandonada, de la Muntanya Negra (Llenguadoc).

activitats

d’un complicat cicle d’alternança de generacions. Veient la densitat de les soques de Sigillaria sobre una capa de carbó es pot calcular que el bosc tenia una densitat d’uns 12 individus per 25 m2, i que rarament hi havia cap altre espècie creixent dins l’aigua al seu voltant. Aquesta situació no és tan diferent als canyissars dels aiguamolls actuals, només formats pel canyís.

Figura 4. Soca d’un tronc de Sigillaria, conservat dret sobre una capa de carbó, en una mina del Llenguadoc. A l’escorça es poden veure les fileres de cicatrius corresponents als punts d’inserció de les fulles.

capçada de l’arbre només es ramificava un sol cop quan aquest arribava a l’estadi adult, i les dues branques portaven fulles estretes però de fins a 50 cm de longitud, semblants a les tiges dels joncs actuals. Les arrels de Sigillaria també tenien una escorça però aquesta no presentava estries, només les marques d’inserció de petites arrels que l’arbre perdia en créixer, com si fossin fulles. Les arrels es bifurcaven en Y diversos cops però sempre mantenint-se en el mateix pla, per tant de formar una plataforma de sosteniment de l’arbre sobre els llots orgànics del fons del pantà (figura 5). Sigillaria produïa espores dins d’una mena de grans pinyes, de fins a 50 cm de llargada. Aquestes espores es dispersaven pel vent, germinaven dins l’aigua del pantà i donaven lloc a una nova planta després

Els pantans del Carbonífer estaven envoltats de zones no inundades. En aquests llocs hi creixien altres espècies. Els Calamites eren petits arbres avantpassats de les actuals cues de cavall i creixien, com fan els seus descendents, a les vores dels pan-

tans o seguint els llits dels rius, normalment associats a una altra cua de cavall herbàcia, Sphenophyllum. Les falgueres arborescents i herbàcies i les plantes amb llavor primitives, amb fulles d’aspecte semblant també a les frondes de falgueres, formaven la vegetació més diversa de l’època amb nombroses espècies que vivien en sòls ben drenats, com ara les terrasses de les planes d’inundació dels rius. Finalment, en sòls secs fora de les conques de sedimentació, s’hi desenvolupaven els avantpassats de les coníferes, uns arbres amb grans fulles acintades anomenats Cordaites. Aquests boscos antics ens semblen gairebé fantasmagòrics, però això potser és el reflex de no tenir cap punt de referència actual per comprendre’ls millor. Encara queden molts interrogants sobre l’ecologia vegetal i l’evolució dels pantans del Carbonífer. Per exemple, no sabem per què Sigillaria va sobreviure moltes extincions de parents seus dels pantans costaners. Potser el renàixer de la mineria del carbó previst en el nostre segle afavorirà l’estudi d’aquesta fascinant ☯ vegetació fòssil.

Figura 5. Soca fòssil, amb les seves arrels, d’un arbre dels pantans del Carbonífer. Observeu com s’estenien en un mateix pla horitzontal en comptes de d’enfonsar-se en el terra. Exemplar del Museu d’Història Natural de Manchester (Anglaterra).

NPQ 435 • març-abril 2007