XOCOLATA AL CAVA

No, no és una delícia gastronòmica, sinó una proposta d’experimentació per a aquestes festes

Prepara trossets de xocolata negra. Els trossets poden ser irregulars, i han de tenir com a màxima dimensió un centímetre, però millor més petits, que no siguin pols.
Agafa cava de qualsevol qualitat i tipus (brut nature, brut, semisec o dolç, tant li fa pel experiment), i omple’n una copa el més cilíndrica possible.

(Ara hi tirarem els trossets de xocolata, però abans, intenta imaginar què passarà. S’enfonsaran els trossets de xocolata, flotaran? Fa cinc o sis anys em vaig inventar aquest experiment, i el faig a públics variats, des de nens d’infantil fins a premis Nobel –el faig amb aigua amb gas… Per ara no he trobat ningú que m’hagi predit correctament què li passaria a la xocolata.)

Ara tira la xocolata al cava, i ja està. Observa’n el resultat, i sorprèn-te.

Haurà de passar alguna cosa similar a la del vídeo del final: els trossets de xocolata pugen i baixen! Ja tens una diversió per les sobretaules de Nadal. L’experiment té l’avantatge de que és comestible.

La pregunta és perquè passa això. I la resposta pot ser una mica llarga. Procuraré resumir-la. D’entrada veiem que ens trobem en un procés ciclic, on alguna cosa puja i baixa. Això vol dir que hi ha al menys dos mecanismes que hi intervenen de forma independent i consecutiva.

El primer mecanisme és la gravetat. La xocolata té més densitat que el cava, i per tant anirà cap al fons. La xocolata té una densitat que depèn de la seva composició, ddes de 1200 kg/m3 la més greixosa fins a 1300 la xocolata amb llet, menys greixosa i amb fins un 60% de sucre. Aquesta densitat s’explica a partir dels ingredients: és una barreja de sucre (de densitat 1587 kg/m3 ), de mantega de cacau (de densitat aproximadament 860) i de pols de cacau. La densitat d’aquest darrer ingredient és difícil de trobar: les faves de cacau tenen densitat aparent d’uns 600, però tenen molts buits dins. La densitat aparent de la pols de cacau éstà entre 400 i 600, depenent de la molturació, però la densitat de cada una de les partícules sòlides serà superior a 1000.

Xocolata observada a tres nivells. Del llibre “Sferificaciones y macarrones” de l’autor (2010). Fes clic per ampliar

El cava i altres vins escumosos tenen una densitat a 20ºC d’entre 980 i 1008, depenent de la quantitat de sucres i d’alcohol que tinguin. En fred serà una mica més gran, com li passa a l’aigua i quasi tots els líquids. Per tant, podem assegurar que qualsevol xocolata quan es tiri dins d’un vi escumós anirà al fons.

Però el segon mecanisme present fa canviar les coses. L’estructura microscòpica de la xocolata mostra una dispersió de partícules sòlides imperceptibles a la llengua, que són el cacau i el sucre, dispersos en una massa de mantega de cacau. O sigui que la superfície de la xocolata és greixosa per la mantega de cacau. En posar una gota d’aigua sobre un tros de xocolata l’aigua no s’hi escampa, perquè l’aigua no mulla la xocolata. Viceversa, si posem un tros de xocolata dins de l’aigua –o de cava- la xocolata “no voldria ser mullada”, si és que la xocolata vulgués alguna cosa. De fet, quan treiem la xocolata de sota l’aigua i l’espolsem iveiem que queda totalment seca. En termes més científics diriem que la tensió superficial de l’aigua és prou alta com perquè no mulli una superfície de baixa energia superficial com és la xocolata.

Però, què passa si a l’aigua hi ha gas, o es tracta de cava? La superficie de la xocolata “prefereix” ser mullada pel gas que per l’aigua, i s’envolta de bombolletes de gas, que s’adhereixen a la seva superfície. És com si la xocolata es revestís de globets que fan que el conjunt tingui ara menys densitat que l’aigua –o el cava- i floti. Però en arribar a la superfície les bombolletes es desprenen cap a l’atmosfera i queda la partícula sense revestiment de bombolles, i per la seva superior densitat torna cap baix. Pel camí es revesteix de gas, puja, arriba a dalt i torna a començar el cicle, que durarà mentres al líquid li quedi gas. El fenomen pot durar més d’una hora.

Si les partícules són molt grosses tenen massa poca superfície pel volum total que tenen, i la quantitat de bombolles de la superfície no és suficient per alçar tota la partícula
No ho he provat amb torrons però no crec que funcionés, perquè els torrons tenen molta mel i sucre, que es mullen molt bé. Però l’ametlla és molt greixosa, i si està molt triturada… . Caldrà provar-ho.

He vist que aquest experiment també el fan amb panses i n’hi diuen “La dansa de les panses”. Jo no sóc tan cursi.
Més experiments d’aquests: [+], [+].

TAMBÉ SÓN TÒXIQUES LES PATATES FREGIDES?

Notícia a La Vanguardia del 1-10-02 sobre el redescobriment de l’acrilamida als aliments. Fes clic per ampliar.

Naturalment.

Comencem per la recepta per fer patates fregides el menys tòxiques possible, i després l’anem comentant amb detall.

Agafa patates d’una varietat adequada, que no siguin verdes ni grillades, i que no hagin estat a temperatures massa baixes. Pela-les i talla-les per fer-les fregides, amb un tall gruixut, de més d’ 1 cm per costat. Renta-les amb aigua i asseca-les.
Escalfa l’oli de la fregidora, que programaras a 150ºC. Fregeix les patates per tandes amb no massa patates cada vegada, i treu-les quan siguin toves, encara que no estiguin tan daurades ni cruixents com t’agradarien. Deixa-les a part, sobre paper absorbent.
Quan les hagis de servir, programa la fregidora a 180ºC i daura-les un minut.

I per què tot això?

“Patates d’una varietat adequada…”
No totes les varietats de patates tenen la mateixa quantitat de precursors de l’acrilamida. Els consumidors poc hi podem fer, perquè el productor és qui decideix què plantar i què vendre. Intueixo que deuen ser millors, des d’aquest punt de vista, les patates de cadenes i marques envasades -que estan més vigilades- que les de petits productors, però això pot ser un prejudici meu.

Papates xips de bossa massa rosses, i que cal rebutjar.

“… que no siguin verdes ni grillades…”.
És ben conegut que les patates crues poden tenir un tòxic: si es deixen al sol es tornen verdes perquè s’hi genera la inòcua clorofil•la, però alhora es forma un tòxic a la pell que es diu solanina, un alcaloide similar a la nicotina. També es forma solanina quan es deixen grillar. Per eliminar aquest tòxic cal pelar la patata molt més fonda que si no és verda. Aquest és el tòxic natural de la patata. Però n’hi ha un altre.
L’any 2002 es va redescobrir el tòxic que es genera a la patata quan es fregeix. Es diu acrilamida, i es forma per una complicadíssima cadena de reaccions denominada reaccions de Maillard. Si et sona aquest nom com a cosa positiva és perquè les reaccions de Maillard també donen compostos que milloren l’olor, el sabor i el color dels aliments, però malauradament també es forma l’acrilamida en la cadena de reaccions.
L’acrilamida és un compost de fórmula química molt senzilla: CH2=CH-CO-NH2. És un producte molt conegut a la indústria, que n’obté en grans quantitats del petroli i serveix per fer fibres acríliques (acril-) i productes per al tractament d’aigües. Es forma a tots els aliments que contenen farines, sucres, midons o fècules, quan estan en contacte amb proteïnes i es couen a més de 120ºC. A tots hi ha més o menys acrilamida. Al pa, les galetes, la carn arrebossada, … i les patates fregides. Malgrat que les patates semblen tot fècula, tenen un 2% de proteïna, amb un aminoàcid denominat asparagina, precursor de l’acrilamida. Les fècules i farines, en escalfar-se, trenquen les molècules i donen sucres com glucosa o fructosa, que reaccionen a més de 120ºC amb l’asparagina donant acrilamida. L’acrilamida és classificada per la OMS-IARC al grup 2A: probablement carcinògen, en certes dosis. Com les carns vermelles que descriviem en l’entrada anterior d’aquest blog.

“…que no hagin estat a temperatures massa fredes…”
Les patates que s’han guardat a temperatures fredes generen més sucres que les altres. No podem saber si el productor les ha guardat bé, o si han sofert gelades. És qüestió de confiança en qui les comprem. Estem en la mateixa situació que el primer punt: els grans productors probablement siguin més segurs que els petits, des d’aquest punt de vista.

“…talla-les amb un tall gruixut…”
Aquest és un aspecte decisiu que depèn de cada consumidor en té la responsabilitat.
Hi ha moltes formes de tallar les patates, que solen rebre noms francesos per tradició culinària. En forma de bastons d’uns 5-6 cm de llarg i 1 a 1,5 cm de costat (tall Pont-Neuf o French Fries), 5 mm (mignonettes), 3 mm (allumettes) o 1 mm (palla) . O com a discos de 3 mm de gruix (panadera), o 1 a 2 mm de gruix (xip). O com a esferes de 10 mm de diàmetre (perles), 20 mm (noisette) o 25 mm (Paris). O tornejades de diferents formes.
Un tall de patata gruixut té una superfície global menor que la mateixa patata tallada en forma de patates palla. Aquestes presenten molta superfície a l’oli calent, i es formarà molta més acrilamida: ls gustos, sabors i olors, i l’acrilamida, es generen a la superfície perquè és la part més calenta. Lògicament, on hi ha més acrilamida per unitat de pes serà a les patates palla o les patates xips, que són les de més relació superfície a volum. Per minimitzar l’acrilamida calen, doncs, talls tipus Pont Neuf o panadera. O esferes Paris.

” …renta-les amb aigua…”
El rentat o l’escaldat elimina asparagina i sucres reductors de la superfície de la patata, que és on es forma primordialment l’acrilamida. Amb l’aigua que agafa el to blanquinós de la fècula que se’n va, se’n va també l’asparagina. Naturalment en queda dins de la patata, però la de dins no tocarà l’oli calent i no formarà tanta acrilamida.

Patates fregides de bossa massa rosses i que cal rebutjar

“…a 150ºC…”
Es tracta primer de coure la patata en tota la seva massa, a una temperatura no massa alta. Si la temperatura fos més alta, també es couria, però es tornaria rossa depressa i es generaria molta més acrilamida.

“…amb no massa patates cada vegada…”
En posar les patates fredes a l’oli, es refreda. Interessa que no es refredi a menys de 140ºC, perquè llavors les patates absorbirien molt d’oli. Per això no s’han de posar a fregir més de 150 g de patates per cada litre d’oli de fregir. És fàcil de calcular-ho.

“…a 180ºC…”
Un cop les patates són cuites, es poden daurar un minut a 180ºC fins que quedin cruixents i rosses. Aquest és el moment que més acrilamida es formarà, i cal fer-lo el més curt possible, compatible amb el gust i textura que volguem. Naturalment la pràctica aconsellarà fregir en dues etapes: primer a 150ºC, treure i reservar les papates, escalfar l’oli a 180 i tornar-hi a posar les patates ja cuites. És una pràctica molt freqüent a moltes cuines, i afortunadament és la millor per minimitzar l’acrilamida.

” i daura-les un minut”
Cal evitar les que es tornen molt marrons: són les que contenen més acrilamida.

Una mica de sal i ja es poden menjar.

Com avança la cocció de les patates fregides cada dos minuts. Es cou internament, però només es daura superficialment.

La Unió Europea ha calculat que per als adults les fonts d’acrilamida més importants són les patates fregides i les patates al forn (49% de l’ exposició mitjana en adults), el cafè un 34% y el pa un 23%. Pel fet de ser una substància probablement cancerígena, no hi ha una valor llindar tolerable d’acrilamida. Malgrat això, han establert que a partir d’una dosi diària de 0,17 mg/kg de massa corporal la incidència de tumors per acrilamida seria estadísticament significativa.

La Unió Europea no ha decidit encara l’obligatorietat d’indicar la quantitat d’acrilamida present als aliments preparats. El novembre de 2013 [+] ha editat unes recomanacions sobre la quantitat màxima d’acrilamida que hauria d’haver-hi als diferents aliments envasats per no arribar a dosis perilloses. Alguns exemples:

patates xips 1000 micrograms/kg
pa de motlle de blat 80
cereals d’esmorzar entre 200 i 400
galetes dolces i salades 500
cafè torrat 450
cafè soluble 900
succedanis de cafè 2000 a 4000
aliments infantils 50 a 80
galetes per a nens 200

Aquests valors pretenen aconseguir que una persona que tingui una dieta variada no ingereixi acrilamida procedent dels aliments preparats en quantitats excessives. A més, cal tenir en compte la quantitat d’acrilamida que es genera a la cuina domèstica, comunitària o del restaurant, i que no és viable de mesurar. Els valors indicats a la taula es decideixen tenint en compte dos aspectes: per una banda, les limitacions tecnològiques dels processos de fabricació; per exemple, la torrefacció del cafè genera ineludiblement més acrilamida que altres processos. I, per altra banda, la dieta mitjana de la població, que, per exemple, sol menjar molta més quantitat de pa o galetes que cafè torrat.

Des de 2002 les empreses fan modificacions dels seus processos per reduir els nivells d’acrilamida en els seus productes, i algunes ho aconsegueixen i altres no tant. Han sortit publicades normes de bona fabricació per a la major part d’indústries alimentàries involucrades, que a vegades no són fàcils de seguir [+].

Als EEUU algunes empreses de restauració, com Starbucks i McDonalds, informen de la presència d’acrilamida en els seus productes, especialment el cafè, les patates fregides i les pastes. McDonalds, a més, té unes detalladíssimes taules de les propietats nutricionals de tots els seus productes penjades als seus restaurants. No he vist mai que ningú s’ho miri -tampoc vaig quasi mai als McDonalds– però ho tenen.

Les agències de seguretat alimentària espanyola AECOSAN [+]
i catalana ACSA [+] tenen pàgines molt completes i didàctiques sobre l’acrilamida i sobre tot tipus de productes i perills relacionats amb alimentació. Haurien de ser pàgines preceptives de consultar, en lloc de buscar per Google les pàgines alarmistes i sensacionalistes davant de qualsevol alarma alimentària.

Al final, tornem al mateix consell de sempre. Cal tenir una dieta variada, amb abundància de vegetals i fruites. I no torrar excessivament la carn, el pa ni les patates fregides. Ni menjar massa aperitius salats i fregits. Com menys torrats millor, i això val també per les torrades d’esmorzar. Ni negres ni marró fosc.

I no pateixis tant… Un entrepà de pa de motlle torrat amb xoriço no et matarà. Si te’n menges tres cada dia, sí que incrementarà el risc…

Avís a un Starbucks de Califòrnia. Cada estat genera les seves regulacions pròpies.

Avís als McDonalds californians obre acrilamida

PROU SALSITXES !

Parada de salsitxes al carrer

La notícia que l’OMS ha classificat la carn processada com a Grup 1 (“Provoca càncer“), i les carns vermelles com a Grup 2A (“Probablement provoca càncer“), ha fet saltar l’alarma entre els carnívors, entre els quals m’incloeixo, i entre la indústria cárnica. El lector perdonarà els errors que pugui trobar en el text, que agrairé que se’m comuniquin. Ni sóc metge ni dietista ni tecnòleg d’aliments. Em limito a llegir i a intentar interpretar el que llegeixo, i a comunicar-ho després.

Què vol dir que un producte “provoca càncer”
Està ben clar: en determinades dosis, el seu consum augmenta de forma significativa la incidència d’un determinat tipus de càncer.
Tenint en compte l’etiologia del càncer, l’afirmació que una substància causa càncer conté una informació no explícita. A Theophrastus Philippus Aureolus Bombastus von Hohenheim (més conegut com Paracels) se li atribueix la sentència que “Res és verí, tot és verí: la diferència està en la dosi“.
En aquests temes gairebé mai hi ha dosi llindar, gairebé mai pot dir-se que una certa quantitat és innòcua i a partir d’una altra quantitat el càncer és segur. I això és vàlid per al tabac, per a la contaminació atmosfèrica per òxids de nitrogen –Volkswagen, tenia pendent una entrada de blog, però ja l’ha fet Xavier Giménez [+] – , i per a les salsitxes. Això és anàleg a la mortalitat per caigudes. És difícil morir d’una caiguda en saltar des d’un pam d’altura, i gairebé segura la mort en caure des de cent metres. Al mig, tota la gamma de possibilitats: des dels que han mort per una mala caiguda d’un metre, fins als que miraculosament han sobreviscut en caure des d’un cinquè pis. No hi ha un llindar inferior ni superior: solament es pot parlar de probabilitats. I això és a causa que els nostres organismes són molt diferents entre ells, i hi ha moltes circumstàncies que agreugen o redueixen el risc, a més de l’altura de la caiguda.

En resum, la carn processada provoca càncer, a certes dosis. I, per la seva banda, les carns vermelles probablement provoquen càncer, a certes dosis.

Per què estan en el mateix grup la carn processada, el tabac i el plutoni.
Perquè els tres provoquen càncer, d’acord amb les evidències existents. Però els riscos són diferents, perquè es coneix que el tabac és responsable del 86% de càncers de pulmó, mentre que les carns vermelles i processades són responsables del 21% de càncers de còlon. Afirmacions com la que diu que la carn processada és “tan tòxica” com el tabac o el plutoni són falses perquè el terme “tan tòxica” suggereix una similitud quantitativa, quan això no és així. Seria com dir que el polític X és tan lladre com el polític Y, però un ha robat 1 M€ i l’altre 1000 M€. Tots dos són lladres, però no sé si són “igual de lladres“. El pecat és el mateix però la seva magnitud no.

Quins són les carns vermelles i d’on els ve la seva nocividad.
Es consideren carns vermelles les de boví, porc i be. Les aus o el conill són carns blanques. Aquesta classificació és relativa, perquè hi ha altres classificacions que inclouen al porc com a carn blanca. El color vermell de la carn li dóna una substància que hi ha al múscul denominada mioglobina.
Però hi ha un altre pigment vermell, la hemoglobina, present a la sang dels vertebrats. Sembla que l’hemoglobina es descompon en l’intestí mitjançant un conjunt de complicades reaccions donant substàncies denominades composts N-nitrosos. Químicament tots tenen el grup (R1, R2)N-N=O, i entre ells hi ha les nitrosamines [+] i les nitrosamides, coneguts cancerígens. Recordem un petit escàndol que es va generar amb uns cosmètics de Mercadona i les nitrosamines que podia ser que continguéssin [+].

Què és la carn processada
Processar la carn pot voler dir moltes coses. El carnisser pot tallar-la per a estofat, picar-la per a hamburguesa o mandonguilles, trinxar-la i barrejar-la amb sals i espècies per fer salsitxes… Això no és la “carn processada” que provoca càncer: tot això són carns vermelles que solament probablement poden provocar càncer. És un magre consol, però alguna cosa és.

És també processar la carn el que la indústria cárnica fa per als seus productes envasats: trinxar-la i barrejar-la amb sal, espècies i certs additius conservants i colorants per fabricar embotits i salsitxes, i escalfar-la a uns 70ºC és a dir curar-la. Entre els additius conservants hi ha els nitrats i nitrits. Aquests són E249 nitrit potàssic, E250 nitrit sòdic, E251 nitrat sòdic i E252 nitrat potàssic. Aquests additius són essencials per evitar la neurotoxina coneguda com a toxina botulínica, un producte natural que és un dels tòxics més tòxics que es coneixen.
En les mescles cárniques, aquests additius ajuden també a generar el flavor de bacó, molt estimat pels consumidors. Per desgràcia, nitrits i nitrats afegits a les carns dels embotits potencien encara més la formació dels composts N-nitrosos citats en les carns vermelles, la qual cosa fa les carns processades menys saludables que les vermelles i això explica la seva classificació més rigorosa. Els fumats i el bacó estan en aquest mateix grup per raons similars. Certes carns vermelles envasades són també carns processades [+].

Etiqueta de fuet amb additius. Fes clic per ampliar.

Les carns d’animals de producció ecològica presenten menys riscos?
No. El risc prové de la pròpia carn, l’hemoglobina de la qual no és diferent segons el tipus de producció. Salsitxes i embotits comercials de procedència dubtosa sí que poden tenir més riscos si no compleixen les dosis màximes d’ocupació d’additius. Les salsitxes i embotits casolans sense nitrits ni nitrats podrien ser classificades com carns vermelles, però el risc de la toxina botulínica és molt superior al risc d’increment de càncer de còlon, i es desaconsella formalment la seva preparació: hi ha nombroses evidències de morts per aquesta causa.

Quins són els riscos
Els riscos que l’OMS ha conclòs es basen en 800 estudis de diferents països. En resum resumidíssim, entre dos col•lectius de dieta i hàbits similars, un dels quals consumeixi cada dia 50 g de carn processada més que l’altre col•lectiu, hi ha un increment del 18% del risc de contreure càncer de còlon.

Què cal fer
Depèn. Si ets vegetarià o vegà, tot això no t’afecta.
Si consumeixes carn seguint una pauta tradicional “mediterrània“, consistent a sopar ous o peix, i a prendre per dinar alternativament peix, bistec, pollastre, conill, porc, paella i hamburguesa en quantitats moderades (menys de 100 g per ració de carn) no cal canviar, sempre que el teu esmorzar no contingui més de 30 g diaris de carn processada, com a embotits, i no cada dia.
Si, en canvi, esmorzes “anglès” cada dia (ous, bacó i salsitxes), esmorzes hamburguesa cada dia, o sopes salsitxes i embotits freqüentment, has de canviar la teva pauta alimentària… si vols reduir el risc de càncer de còlon. En mitjana no caldria passar de 70 g de carns vermelles i processades al dia, incloent totes les ingestes.

Què hi ha de nou en tot això
Res, que jo sàpiga. Tots els estudis en què es basa l’OMS estaven ja publicats, i els metges, dietistes i nutricionistes han recomanat des de fa temps la reducció de consum de carns vermelles i de salsitxes o fumats. Lector, estic segur que no és la primera vegada que ho llegeixes.

Moralitat final
Expliquen que el preceptor de Lluís Gonçaga -fill de la família Gonçaga, governadors de Màntua, segle XVI, i futur sant- va preguntar un dia als seus alumnes què farien si sabessin que la fi del món estava propera. Tots van respondre que s’anirien a confessar, i que farien grans penitències per redimir els seus pecats. Excepte Lluís, que va dir que seguiria fent el que estigués fent en aquell moment: no tenia pecats conscients de que penedir-se.

Tots hauríem de ser com aquest venturós nen: seguim una dieta adequada per a les nostres necessitats, amb l’estil que desitgem, i la supervisió d’algun professional acreditat, i no ens preocupem per l’apocalipsi dietètic amb que ens bombardegen amb assiduïtat. Amén.

Etiqueta de pernil amb additius. Fes clic per ampliar

LA PIZZA DE RETORN AL FUTUR

La pizza deshidratada abans, i després d’hidratar-se. L’hidratador és Black&Decker, per cert.

Un científic –Christopher Lloyd– i un jove –Michael J.Fox– viatgen en el temps, des deL 1985 fins el 21 d’octubre de 2015. Els que tenen més de quaranta anys potser recorden la pel•lícula “Back to the Future” [+] , que aqui es va dir “Retorn al futur” i que ara ha tornat a tenir força ressò perquè avui som als dies del futur de la pel•lícula. En aquell 2015 imaginat es troben amb un món nou, amb diferents sistemes avançats. Els cotxes són voladors, els monopatins floten a l’aire, i les pizzes es compren liofilitzades: són petites i es poden hidratar en un aparell domèstic que les fa créixer fins a la mida normal. No van encertar aquesta predicció, com tampoc no van atinar a predir l’existència de telèfons mòbils ni internet.

Varem parlar de prospectiva i futurologia en una entrada anterior, arran d’una exposició al CosmoCaixa encara visitable [+]. Normalment els futuròlegs i els que fan prospectiva s’equivoquen considerablement, perquè no tenen en compte que les meravelles que pronostiquen s’han de pagar; a més, no es poden aplicar totes les novetats alhora. En altres casos els futuròlegs no l’encerten perquè les novetats que proposen no solventen problemes gaire importants per als ciutadans, que no les demanen: és la sempre citada nevera que farà la compra per internet, de la que ningú no se’n refia perquè pot decidir comprar tomàquets sense que el comprador els vegi primer. En altres casos certs futuròlegs extrapolen la tecnologia introduint errors científics, i el cas de les pizzes n’és un exemple.

En la pel•lícula citada es mostra que el 2015 compren pizzes liofilitzades que després hidraten en un aparell domèstic amb certa semblança amb un microones. És possible aquesta tècnica?

¿Què és la liofilització? Aquesta operació, que també es coneix com a criodeshidratació, en essència és un procediment d’assecament. Els procediments clàssics per assecar fruites i verdures, o carn o peix, són ben coneguts. Es procura tenir l’aliment que es vol assecar en làmines el més fines possible, si es pot. L’aliment es deixa a un lloc sec, fred i a ser possible amb aire corrent. La humitat ambiental ha de ser baixa perquè hi pugui haver transferència d’aigua de l’aliment a l’aire. La temperatura alta és perillosa perquè pot fomentar la presència de microorganismes, però al mateix temps va bé perquè la pressió de vapor de l’aigua és superior i així l’aliment s’evapora més rapidament. A la pràctica, les dues opcions més usades són l’assecatge al sol en ambients secs, o l’assecatge en ambients freds i corrent d’aire, com a les caves de pernils i embotits. La presència de sal ajuda a la conservació dels aliments per diversos mecanismes. Els principals són que la sal ajuda a la deshidratació, i també evita que els microorganismes puguin sobreviure-hi. El fumat dels aliments és una tècnica alternativa, que també asseca gràcies a l’alta temperatura del fum.

La liofilització és també un procés d’assecament, però partint del producte congelat, és a dir del producte en que l’aigua està en fase sòlida, com a gel d’aigua. Aquesta aigua sòlida està barrejada amb els nutrients i la fibra de l’aliment. L’eliminació de l’aigua té lloc directament des del gel sòlid a l’aire, sense que l’aigua passi per la fase líquida, mitjançant un mecanisme fisicoquímic conegut com a sublimació. Aquest mecanisme, que sempre sembla una mica misteriós, és molt freqüent a la natura. Bona part de la neu que cau a les altes muntanyes i que no pot fondre perquè la temperatura és menor de zero graus, sublima cap a l’atmosfera. Més a prop, el gel que es forma a les cares internes dels congeladors dels supermercats quan s’obre la porta, sublima també i el vapor generat va a condensar-se a la part interior de l’aparell, on hi ha el punt de més fred. Pots veure’n l’explicació tècnica aquí [+] . Es considera que la liofilització s’usa des de temps inmemorial als Andes, tant per a conservar aliments com per a la conservació de les mòmies. Les grans alçàries, amb entorns sempre molt per sota de zero graus i per tant amb els cossos congelats, i amb aire molt sec, permeten l’asssecament per sublimació.

La liofilització industrial comença amb la congelació de l’aliment, mitjançant un sistema congelador, freqüentment amb nitrogen líquid. A continuació l’aliment congelat es diposita en safates en capes de poc gruix. Es fa el buit al recipient, i s’escalfen suaument les safates amb resistències elèctriques, per subministrar l’energia necessària per a la sublimació. El gel dels teixits de l’aliment es vaporitzen lentament, és a dir, sublimen. Aquest vapor d’aigua s’extreu amb la bomba de buit i es llença a l’atmosfera.

Aquest procediment s’havia aplicat principalment a l’assecament de medicaments i productes industrials. Des de fa anys que les expedicions a zones polars, a l’espai o a altes muntanyes usen aliments liofilitzats. Per reconstituir-los n’hi ha prou amb afegir-hi aigua calenta, que els hidrata i els torna a donar la consistència humida típica de la major part d’aliments. Ha estat amb el moviment culinari basat en l’ús d’equipament de laboratori a la cuina quan la liofilització s’ha aplicat també a la cuina.

Liofilitzadora de cuina, molt similar a les de laboratori L’aliment a assecar es col·loca a les safates superiors del recipient de vidre. Fes clic per ampliar.

Si el producte que es liofilitza és una dissolució, al final es té un granulat sec i molt porós: és el cas de certs cafès solubles. Però si es liofilitzen peces sòlides com fruites o trossos de carn o de peix, el resultat és una peça de la mateixa forma i quasi les mateixes dimensions que la original, però que ha perdut quasi tota l’aigua, pesa molt menys, i és molt porosa. Aquest producte liofilitzat es pot consumir directament, es pot impregnar amb algun bany complementari, o es pot reconstituir amb aigua. Les aplicacions a l’alta cuina són diverses. El procés és delicat, però, i requereix molta atenció. Els aparells liofilitzadors són cars i complexos, i no sembla que hagi de ser una tècnica que es popularitzi a molts restaurants. El que serà més probable, i ja està passant, és que hi hagi empreses alimentàries que liofilitzen tota mena de productes amb destí al consumidor final, sigui domèstic o restaurador.

La pizza liofilitzada és perfectament possible, i a més té la forma plana idònia per a obtenir-la. Però el resultat no seria una pizza petita, sinó una pizza de les mateixes dimensions, molt porosa. Una pizza Margherida de tomàquet, formatge i alfàbrega -els colors de la bandera italiana- , té un 56% d’aigua. Una pizza totalment seca, per tant, pesaria un 56% menys. Aquest assecament elimina l’aigua de les estructures cel•lulars i l’aigua intersticial, però les unions entre les membranes cel•lulars, els midons i les proteïnes dels aliments, un cop assecats, mantenen les dimensions quasi sense variació, i per tant s’obtindria una pizza de mida estàndar. i una mica menys de la meitat de pes.

Podria fer-se una pizza diminuta que després, amb aigua, creixés fins a la mida d’una pizza normal? Probablement, però la tecnologia no hauria de ser la de liofilització d’una pizza prèvia, sinó l’ús de la tecnologia de gels, i ja no seria una pizza. Un gel és un sistema dispers bicontinu, en el que la fase sòlida té una estructura com d’esponja, i la fase líquida està inclosa en els intersticis de la fase sòlida, però no separada com a gotetes sinó com a líquid que impregna tota l’estructura, i que és retingut per les característiques hidrofíliques de la substància que compon el gel. Determinats gels, com els que s’usen per a subministrar aigua a les plantes, es presenten en forma de boletes esfèriques. Quan s’assequen, l’elasticitat de la fase sòlida del gel li permet que la boleta es faci petita, perdent un 90% del seu volum.

Una “pizza” constituida per un agregat de boletes gelificades i dessecades unides entre elles, permetria potser que amb aigua tota l’estructura creixés per tot arreu, reconstituint-se la forma global de la pizza. Potser estic inventant alguna cosa impossible, perquè la juxtaposició de boletes en sec requeriria d’algun tipus d’unió que en créixer les boletes no es trenqués, però com a idea inicial penso que podria ser factible… Tindria una certa similitud amb una hipotètica pizza de crispetes que creixés al microones.

Ho veurem el 2045?

Gelat d’astronauta, tal com el venen a les botiques dels museus de ciències americans. Es consumeix sec, sense hidratar.

PRESSIÓ EN CABINA

“Volarem amb una pressió en cabina equivalent a una alçada de 8000 peus“. Hem escoltat aquesta frase pràcticament cada vegada que hem pujat a un avió per fer un trajecte mínimament llarg. I ens podem preguntar: per què s’ha de despresuritzar un avió? No podria volar amb una pressió interior com la de l’aeroport de sortida? O per què no la pressió de l’aeroport d’arribada, si és que és diferent? O per què no la pressió de l’altura a la qual està volant en cada moment l’avió, i si hi hagués un forat accidental al fuselatge no hi hauria risc de que el forat et xuclés?

Aquest darrera opció, millor que la descartem d’entrada. Els avions volen a uns 10000 m d’altura o més, i a aquests nivells la pressió atmosfèrica és només de 29 kilopascals (kPa). Recordem que la pressió atmosfèrica, a nivell del mar en condicions d’atmosfera estable, és de 1 atm, 760 mm Hg, 101 kPa, o 1010 hectopascals (hPa) que és com ho donen en els telenotícies. És a dir, que a 10000 m d’altura la pressió és només del 28% de la del nivell del mar, i això vol dir només el 28% d’oxigen: la probabilitat de que ens agafés hipòxia és pràcticament segura. Per això els que fan expedicions en globus o avions especials fins a l’estratosfera han de vestir trajos presuritzats i portar aire en bombones. Recordem Alan Eustace, que el 2014 va baixar en paracaigudes des dels 41150 m, on havia pujat en globus, i va caure a una velocitat màxima de 1322 km/h, superant el rècord d’alçària i velocitat de Fèlix Baumgarten de 2012, tan publicitat. A aquestes altures ja no hi ha quasi aire. D’aquesta manera el fregament del cos del paracaigudista és quasi nul i l’acceleració de la gravetat fa que la velocitat sigui progressivament creixent, fins que a zones amb més densitat d’aire hi ha un decreixement de l’acceleració fins a la velocitat màxima, i la posterior reducció de velocitat pel fregament i per l’obertura del paracaugudes.

Variació de la pressió amb l’alçària

Per tant, la cabina de l’avió no pot anar a la pressió de l’aire del seu entorn. Però, ¿per què va a la pressió equivalent a uns 8000 peus, és a dir, a una alçària equivalent de 2500 m i no a més ni a menys?

L’explicació rau en la resistència de materials, no en el confort dels passatgers. Imaginem que un vol parteix del nivell del mar. Des del moment d’emprendre el vol l’aire atmosfèric va reduint la seva pressió, i si l’interior de l’aparell estés a la pressió inicial, la diferència de pressió entre l’interior i l’exterior aniria augmentant. Si no es corregís la pressió interior, hi arribaria a haver una diferència de pressió entre dins i fora de 101-29= 72 kPa. Menys d’una atmosfera.

Aquesta pressió no sembla molt gran, si la comparem amb la pressió dins d’una ampolla de cava (uns 600 kPa) o a un encenedor de butà (uns 250 kPa). Aquests recipients no explosionen perquè tenen un diàmetre molt petit i unes parets relativament gruixudes, però un avió dels grans pot tenir fins a set metres de diàmetre: un Airbus A380 fa 7,15 m. Com més diàmetre té, tant més gruixudes (i més pesades) haurien de ser les parets per resistir una determinada diferència de pressió. Per afavorir la seguretat interessaria que la pressió de l’interior de l’avió fos la menor possible.

S’ha d’arribar a un compromís, doncs, entre la pressió que poden suportar els passatgers amb comoditat i sense malestars´-que voldrien com més alta millor-, i la pressió per minimitzar el gruix de les parets, que els fabricants voldrien com més baixa millor. El compromís al que s’ha arribat és la pressió aproximada d’una pressió en cabina de 75 a 80 kPa, equivalent a alçàries d’entre 2500 i 2100 m. A aquesta alçada hi ha l’equivalent al 75% o el 79% de l’aire del nivell de mar, no hi ha hipòxia i només a una minoria molt minoritària li pot aparèixer el mal de muntanya. Els nous avions usen i usaran materials més resistents i menys pesats, com aliatges d’alumini i liti, titani o materials compostos amb polímers, i podran tenir pressions interiors una mica superiors, que sembla que a més reduiran la fatiga dels passatgers. La pressió interior de cabina serà, en aquests casos, l’equivalent a 1800 o fins i tot 1500 m. Ho veurem en el futur. (El primer comentari a aquesta entrada ens mostra que el futur ja és aquí: Norwegian Airlines en els seus avions 787 Dreamliner els posen a 1800 m d’alçària equivalent).

Quan l’avió és en vol a alçades superiors, contínuament es va comprimint -i escalfant- aire de l’exterior cap a la cabina, per compensar les petites fuites que hi ha inevitablement. Aquelles vistoses imatges de les pel•lícules d’acció dels avions que es despresuritzen bruscament per un forat que es genera al fuselatge per una explosió o un mísil i els passatgers i els objectes són engolits pel forat, poden arribar a ser certes; per sort són infreqüents. Si hi ha una despresurització brusca -tècnicament, una descompressió explosiva– el principal problema és, no tant el que el forat t’engoleixi, sinó la pèrdua de coneixement dels passatgers i dels pilots per la brusca baixada de pressió, i el conseqüent estavellament de l’avió: si el forat és prou gran, es pot descomprimir tota la cabina d’un avió enorme en menys d’un segon, amb l’aire sortint a velocitat supersònica [+].

Secció de dos avions grans per a passatgers . Fes clic per a ampliar.

Al llarg de molts viatges en avió m’he entretingut a anar prenent nota, amb un altímetre, de les alçades equivalents a que pressuritzaven la cabina de l’avió. És un altímetre en un rellotge, que realment mesura la pressió i la converteix a alçària. Els smartphones que no tenen sensors de pressió disposen d’apps que fan la funció d’altímetre via GPS: detecten la posició de l’aparell i interpolen l’alçària del lloc a partir de la lectura dels angles dels diferents satèlits captats pel GPS. Un procediment alternatiu, quan hi ha connexió a Internet, és combinar la posició donada pel GPS amb un mapa topogràfic del terreny, i d’aquí en dedueixen l’alçària. Naturalment aquests sistemes són inaplicables a l’interior d’un avió

Gairebé sempre mantenen la presurització de les cabines entre 2000 i 2300 m. El que sí que varia d’un vol a un altre és el temps que tarden a arribar a aquesta pressió, i el ritme que en aterrar augmenten la pressió fins a arribar a l’atmosfèrica. Poden tardar des de pocs minuts fins a més de mitja hora. No he detectat pautes d’actuació entre els avions d’una mateixa companyia. Sembla que això queda a la lliure decisió dels pilots, o a sistemes programats automàtics, però no programats amb els mateixos paràmetres.

Un dels darrers viatges el vaig fer a Colòmbia. Bogotà és la segona capital sudamericana a més alçària, a 2600 m, com Quito. La primera, amb diferència, és La Paz, a 3600 m. Doncs bé, el vol de Medellín -a 2100 m- fins a Bogotá va mantenir una pressió de cabina igual a la que hi havia a Medellín, uns 2100 m, i al final, quan faltaven 20 minuts per arribar, van reduir la pressió fins a la de l’aeroport de Bogotá, a uns 2540 m. Al vol de Bogotá a Barcelona van anar augmentant la pressió des de la de l’aeroport -2450- fins a la de creuer, 2300 m, i aproximant-nos a Barcelona van anar augmentant-la fins a 0 m al llarg dels darrers 45 minuts.

Per a la gent que pateix problemes auriculars amb les compressions i descompressions brusques, valdria la pena dissenyar protocols que els facilités el confort, que ja prou pena hi ha en inquibir-se en els cubicles dels avions, cada cop més estrets i amb menys espai personal.

Un smartphone amb baròmetre digital

DESXIFRANT ELS CAMIONS DE MERCADERIES PERILLOSES

Molts productes químics són perillosos, i és que volem que ho siguin. Volem que cremin a l’interior dels motors dels vehicles. Volem que es desembussin les canonades de les cases. Volem que s’eliminin les plagues dels cultius. Volem tenir gas butà a casa. Volem que s’elimini l’òxid de les instal•lacions. Volem que es desinfectin les nostres ferides. Tot això requereix combustibles, àcids i bases, oxidants, dissolvents, … Cal, doncs, fabricar i transportar substàncies perilloses.

Per les carreteres trobem amb freqüència camions de transport de mercaderies perilloses. La part del darrera sol ser com la de la figura, plena de signes i etiquetes. Corresponen als següents conceptes:

Camió-cisterna de transport de mercaderies perilloses. Portava probablement betum asfàltic. Foto de l’autor

1 Dades del transportista
2 Velocitat a la que pot anar per diferents vies
3 Número de perill
4 Número ONU
5 Etiqueta especial de perill (líquid calent)
6 Etiqueta de perill
7 Placa V6 del Codi de Circulació de que el vehicle fa més de 12 m.

Els conceptes 1, 2 i 7 són ben clars. Parlem de la resta.

Quines mercaderies perilloses es poden transportar?
Quasi totes, sempre que es satisfacin determinades condicions que la normativa preveu. Hi ha diferents legislacions per a transport per carretera (ADR), per ferrocarril (RID), per mar (IMDG) y per vía aeria (OACI), Ens centrarem només en l’ADR.
ADR ve de European Agreement concerning the International Carriage of Dangerous Goods by Road . És una legislació europea vigent a Espanya des de 1972. Va canviant amb el temps, a mida que surten substàncies noves i es té més experiència en la seva aplicació [+] . És un text summament prolix (més de mil pàgines), i d’interpretació a vegades ambigua, perquè hi ha tantes substàncies que és difícil preveure-ho tot. La darrera edició global és de 2013, amb modificacions de 2015.

Hi ha tres elements principals per informar de les característiques de la substància transportada: el número ONU, el número de perill i l’etiqueta de perill. Els vehicles han de portar-los visibles, al davant i al darrera, tant si la cisterna va plena com si va buida sense netejar. Quan és totalment neta no cal etiquetatge.

Cada mercaderia perillosa té un número, igual per a tot el món, que es diu número ONU. No té només en compte de quina substància es tracta, sinó en quina forma física va (sòlida, en dissolució, més o menys concentrada), en quina quantitat es transporta i quin tipus d’embalatge porta. Hi ha molts números que no corresponen a substàncies definides químicament sinó conjunts de substàncies amb característiques similars. Els números ONU van des del 0004 al 3526, amb diversos números no existents. Hi ha aproximadament 2800 substàncies numerades, que cobreixen un amplíssim espectre de substàncies: explosives, radioactives, inflamables, a pressió, infeccioses, tòxiques, microorganismes…

A cada número ONU li correspon un número de perill de dues o tres xifres.

Cada tipus de perill té un número assignat, d’una sola xifra. Els perills que es consideren són els següents:

1 Material explosiu
2 Emanació de gasos
3 Inflamabilitat de líquids i gasos
4 Inflamabilitat de sòlids
5 Comburents, que afavoreixen l’incendi
6 Toxicitat o perill d’infecció
7 Radioactivitat
8 Corrossivitat
9 Perill de reacció violenta espontània

Quan una substància presenta un únic perill caracteritzat amb una sola xifra, es complementa amb un 0. Així, 30 voldria dir un líquid inflamable. Si té dos perills es posen dos números diferents: 23 voldria dir un gas inflamable. Una xifra amb dos números iguals vol dir un perill intensificat: 33 seria un líquid molt inflamable. Poden haver-hi fins a 3 xifres: 263 seria un gas tòxic i inflamable.

Hi ha algunes combinacions especials de xifres. Per exemple 22 indica un gas licuat i refrigerat. 99 indica una substància perillosa transportada en calent. Si davant del número hi ha una X indica que la substància reacciona violentament amb l’aigua. Aquesta és una informació decisiva si s’incendia, per evitar intentar apagar l’incendi amb aigua.

Alguns números ONU comuns que veiem a les carreteres i fins i tot als carrers de les poblacions són:
* gas butà 1011, 1075 o 1965. Perill: 23
* gasolina 1203. Perill: 33
* gasoli 1202. Perill: 30
* àcid sulfúric concentrat 1830. Perill: 80
* oxigen líquid refrigerat 1073. Perill: 22

L’ambigüitat de la classificació la veiem en els camions de butà, que poden portar tres números ONU indistintament: el 1011 del butà, el 1075 dels gasos licuats de petroli, o el 1965 de les barreges d’hidrocarburs gasosos licuats. Jo he vist més habitualment aquest darrer número. De fet, el gas domèstic no és mai butà pur, sinó barreges butà-propà de composició una mica variable segons el destí i l’estació de l’any, típicament amb un 80% de butà.

Principals etiquetes de perill. Fes clic per ampliar. Font: internet

Cadascun dels perills principals es caracteritza amb una etiqueta de perill, de la que n’hi ha molts tipus, com es pot veure a la figura. Alguns són habituals i coneguts, i altres molt menys difosos.

El camió de la figura tenia número de perill 99. Es tractava, doncs, d’una substancia transportada en calent, cosa que l’etiqueta de perill 5 ens confirma. El número ONU és el 3257, que indica un líquid a temperatura elevada. No presenta altres perills destacats, com l’etiqueta 6 de la foto ens informa. Probablement es tractés de betum asfàltic per pavimentar.

Tota aquesta informació, que potser intranquil•litzi una mica, està feta precisament per tranquil•litzar la població i donar informació als bombers i protecció civil si hi ha un accident: cada número ONU té una fitxa editada amb totes les actuacions que s’haurien de prendre, tant per part del conductor del vehicle com per part dels bombers i la població. Aquestes fitxes són continuament revisades i adaptades als nous coneixements.

La formació dels conductors és potser la baula més feble del sistema. Tots han passat una formació específica i han de conèixer què transporten i què fer en cas d’una eventualitat, però en alguns casos ens assabentem de conductors que han donat massa alt a controls d’alcoholèmia, o amb comportaments perillosos en la conducció. La tecnologia pot fallar, però en massa ocasions el factor humà és a la base dels accidents. Malauradament.

Si vols presumir d’informat, aprèn-te els números de perill i recita’ls cada cop que avancis un camió de mercaderies perilloses. Fins que vegis que els teus interlocutors ja no et fan cas…

LA CIÈNCIA EN LA LITERATURA

Portada del llibre.
Publicacions i Edicions de la Universitat de Barcelona, col·lecció Catàlisi

Fa dues hores -ara són les 21:15 del 8-9-15- que s’ha presentat a la Fira del Llibre en Català 2015 el llibre de Xavier Duran “La ciència en la literatura“, que té com a subtítol “Un viatge per al història de la ciència vista per escriptors de tots els temps“. Xavier Duran és un assagista ben conegut, que des de la seva doble condició de químic i periodista ha aunat sempre la literatura i la ciència, amb més de trenta llibres escrits i diversos premis literaris i de divulgació. Han presentat el llibre en David Jou, professor de Física Teòrica, assagista i poeta, i Jordi Elias, professor de Teoria de la Literatura i Literatura Comparada. El llibre ha estat publicat per Publicacions i Edicions de la Universitat de Barcelona, dins de la col•lecció Catàlisi que dirigeix encertadament el professor de Genètica David Bueno. (l’haig de deixar bé perquè tinc un llibre pendent de publicar en aquesta col•lecció… Disculpa, David, la broma).

El llibre és extens: 364 pàgines. I intens. Resumir tres mil anys de literatura buscant-ne les relacions amb la ciència, no és fàcil. I més si deixa fora, per trivial, la ciència ficció -exceptuant-ne notables autors clàssics, com Mary Shelley o H.G.Wells– i dedicant només dues pàgines a Verne, un “hàbil extrapolador”, en paraules de Duran. No hi he vist, en una primera mirada, res d’Asimov, que a més de divulgador científic, va escriure també notables contes de ciència-ficció, però al segle XX.

177 cites d’autors literaris de tot arreu i de tots els temps, d’Homer a Virginia Woolf, de Jaume Cabré a Dante, de Shakespeare a Dolors Monserdà. Poesia i prosa, novel•la o assaig, de totes les literatures, amb més abundor de la occidental. Els autors catalans hi són ben representats, però no sobrerepresentats. Com han dit els presentadors, l’autor va començar a agafar materials per al llibre fa més de trenta anys, i el té escrit des de fa temps, a l’espera d’editor. Ell mateix confessa que el text original era el doble del que finalment ha vist la llum, però per raons editorials n’ha hagut de resumir alguns capítols, i treure’n algunes parts. I, tot i això, el llibre és monumental…

El llibre és escrit cronològicament , però hi ha alguns trossos en que, per coherència, agafa una perspectiva temàtica. Efectivament, el tema de la medicina i la malaltia és transversal, molts literats n’han fet menció i al llibre es pot trobar , intercalada al llarg dels capítols, tota una història de la relació entre l’home i la malaltia i els metges que la pretenen guarir.

El llibre, com el matiex autor ha dit, es pot llegir un capítol rere l’altre, buscant-ne un tema a l’índex i seguint-lo, o obrint-lo a l’atzar i llegint el que hi trobis. Aquesta darrera forma és la que he fet servir fins ara.

Després de fer-ne la ressenya, ara només em falta llegir-me el llibre de veritat…

Felicitats, Xavier.

TESLA I EL VOL DELS COLOMS

Actualització l’11-7-15 gràcies a les aportacions dels comentaris

Nikola Tesla en la seva imatge més coneguda. Font: Internet.

Nikola Tesla va néixer a un poblet de l’Imperi Austríac, actualment de Croàcia, el 1856; i va morir a Nova York el 1943. Va ser un enginyer que treballà a Budapest i París, a una empresa d’Edison. Va desenvolupar la teoria del corrent altern, que li va permetre fer un invent del que en tenim a casa una pila d’exemplars: el motor d’inducció, el motor elèctric. A casa devem tenir més d’una dotzena de motors: n’hi ha a les rentadores, als cotxes, a les màquines d’afaitar, els ventiladors, les batedores, minipimers, picadores 123’s, discos durs giratoris, reproductors de CD, DVD, blu-ray, etc.

Tesla era de relació personal difícil. Va trencar amb Edison i va vendre la patent del corrent altern a Westinghouse. Tesla va fer més de 700 patents. Va dissenyar part de la central elèctrica de les catarates del Niàgara, on es va mostrar la superioritat de la transmissió de l’electricitat per corrent altern en lloc del corrent continu. Va fer invents irrealitzables, va ser molt visionari, va morir carregat de deutes i amb comportaments excèntrics… Els darrers anys la seva figura s’ha popularitzat molt, per diverses raons. Durant un temps es va dir que va rebre el premi Nobel de Física juntament amb Edison, però després d’episodis confosos, es van canviar els guardonats pels Bragg, pare i fill cristal•lògrafs. Pel que sembla, és una llegenda urbana que la Wikipedia manté viva [+].

Un tesla és el nom d’una unitat del Sistema Internacional, complicada d’explicar. Intentem-ho. Imaginem un cercle obert de coure i un imant que es mou al seu interior endavant i endarrera. En aquestes condicions es genera un voltatge entre els extrems del cercle metàl•lic. Això és la base de la generació del corrent altern. Doncs un weber és el flux magnètic – la “força” de l’imant- que és capaç de generar un volt quan l’imant passa des del centre de l’anell (màxima intensitat del camp magnètic) a fora (camp magnètic zero) en un segon. I un tesla T és la densitat de flux magnètic, definida com un weber per metre quadrat. Com més “potent” és un imant més tesles té. Els imants de neodimi (que realment són d’aliatges de neodimi, ferro i bor) són actualment els imants comuns més potents. Ja he dit que era complicat d’explicar el que és un tesla…

Però també Tesla Motors és una empresa californiana de Palo Alto [+] [+] que fa vehicles elèctrics esportius. Va ser fundada per Elon Musk, un inventor i empresari visionari creador de PayPal i de SpaceX. El vehicle Tesla model S té un motor a cada roda, gadgets com conducció quasi-automàtica amb canvi de carril, etc, i una autonomia de quasi 500 km. Per ara valen de $60000 a $90000, i en prepara per a l’any 2016 el model X de $35000. Són vehicles elèctrics-elèctrics, [+] és a dir, que s’han d’endollar a algun punt, i aquesta electricitat s’ha d’haver obtingut d’algun lloc. Tesla ha desenvolupat supercarregadors que carreguen les bateries del vehicle en minuts en lloc d’hores. N’hi ha, a Europa, a diversos hotels de ciutats importants, quasi totes per sobre del paral•lel de Marsella. La primera setmana del juliol de 2015 es va instal·lar al pàrquin del hotel Ibis Budget de Girona (C. Francesc Ferrer Gironès) els primers 4 supercarregadors Tesla de Catalunya i Espanya, als que seguiran instal·lacions a Tarragona i Saragossa.

Un vehicle de Tesla Motors. Font: l’empresa

Dos dels quatre supercarregadors Tesla al pàrquing de l’hotel Ibis Budget de Girona. Foto de l’autor (10-7-15)

Les bateries Tesla estan formades per milers de petites cèl•lules, com les dels portàtils, instal•lades en serie i paral•lel, que fan que siguin més barates , més eficaces i més fàcils de refrigerar que altres bateries de cèl•lules més grans.

He estat recentment a San Francisco i he vist milers de Toyota Prius, però només un Tesla. Potser a Silicon Valley n’hauria vist més. He llegit que una empresa navarro-andalusa, Velántur Cars, vol fer pel 2016 el primer elèctric de luxe espanyol. Ja veurem.

El 30 d’abril de 2015 l’empresa Tesla Motors va presentar la seva darrera novetat: la PowerWall, la paret energètica. La idea és que a les parets de les cases hi hagi panells que serien bateries acumuladores d’energia elèctrica. La bateria Tesla d’ús domèstic comercial és de 7 o 10 kWh de càrrega. Preus per ara, de 2700 a 3100 €. El problema és que aquestes bateries -totes les bateries- acumulen electricitat en forma de corrent continu, que en les disposicions habituals arriben a 350-400 V quan tots els aparells amb un motor, que són la majoria, van amb corrent altern. Cal, doncs, a més, instal•lar un convertidor.

Per als químics: les bateries són d’ió de liti, amb un líquid tèrmic que en regula la temperatura quan s’estan carregant i escalfant. L’electrode positiu o ànode d’aquestes bateries sol ser d’òxid complex de liti, níquel, manganès i cobalt, de més eficiència que els antics d’òxid de liti i manganès o de fosfat de liti i ferro. L’electrode negatiu o càtode sol ser de grafit, de titanat de liti, o, per a petits aparells electrònics, d’aliatges d’estany i cobalt o de silici i carboni. S’estan dissenyant a la Xina bateries amb vanadi, i al Japó amb alumini.

Cada Powerwall o mòdul de bateries Tesla pesa 100 kg, i fa 1,3 m d’alt, 0,86 m d’ample i un gruix de 18 cm. Poden subministrar fins a 3,3 kW. Actualment les cases tenen subministraments elèctrics molt superiors: a casa, per exemple, 6,6 kW, i en altres vivendes “tot elèctric” molt més. L’objectiu d’aquestes bateries és que les cases que ja tenen panells solars fotovoltaics tinguin un sistema de magatzematge d’energia que millori les bateries actuals. En teoria, amb uns 20 m2 de panells solars i amb un parell de Powerwalls grans la casa podria arribar a ser autosuficient i independent de la meteorologia

A casa meva, mirant consums reals, hem consumit 967 kWh en 130 dies. 7,43 kWh cada dia, de mitjana, a l’hivern: cada rentadora, uns 2: cada rentaplats, 3 més; algun calefactor elèctric momentani, bombetes, microones, refrigerador, forn, altres electrodomèstics, ordinadors… I no consumim gaire: ni tenim calefacció ni cuina elèctriques. Vol dir que amb aquests 7 kWh la Powerwall petita és molt justeta, i no permet que la vivenda sigui autosuficient. El rentaplats i la rentadora de roba escalfen aigua amb electricitat, tremenda despesa absurda. Però no hi havia, quan les varem comprar, màquines que es poguéssin endollar a la xarxa d’agua calenta.

Tres mòduls de Powerwall. Font: Tesla Motors.

Malgrat l’èxit inicial que Tesla ha tingut als EUA, on han venut més de 50000 panells elèctrics en pocs dies, no crec que aquest sistema tingui èxit aquí. Les limitacions legals a la producció domèstica d’electricitat a Espanya (reglament de 2011) fan que el sistema no es pugui connectar a la xarxa elèctrica, sinó que són legals només per a cases aillades. A altres paísos sí que es permet la combinació fotovoltaixa domèstica + xarxa.

Veurem què passa en el futur. Si no es canvia la composició de les bateries, faltarà liti. Xile, l’Argentina i Bolivia en tenen importants jaciments, però la quantitat que en faria falta per tenir bateries a totes les cases i als vehicles seria exorbitant. Alguna cosa s’haurà d’inventar, usant altres tipus de bateries menys costoses. Per ara, penso que somiar aquí, amb la legislació actual, amb un sistema “tot elèctric, tot bateries” és fer volar molts coloms, que volen amb l’energia química dels aliments que mengen.

Sistema energètic domèstic amb Powerwalls i inversors Fronius. Font: Energética Futura.

SÓN CENT MILIONS

Son cent milions… Fes clic per ampliar.

Els químics ho celebrem /celebrarem amb xampany: a les 17:38 (hora de casa), just abans de la nit màgica de la revetlla de Sant Joan el nombre de substàncies registrades pel CAS Registry. han arribat a cent milions. 100000000.

Com ho sabem? Quan un laboratori fa una investigació i resulta que identifica una nova substància en una planta tropical, o sintetitza una nova molècula per veure si pot ser un medicament, o identifica un nou mineral, ho escriuen en forma d’article científic, i proven de publicar-ho en una de les revistes que, a milers, s’editen en paper o per la xarxa. Algunes d’aquestes revistes -la majoria- són de pagament, d’altres són d’accés obert. La major part de les revistes tenen un sistema de revisors –peer review-que jutgen si l’article proposat és adequat per a la revista, si té el nivell de qualitat suficient, si està prou ben escrit, si els resultats que s’hi escriuen són reproduibles per altres laboratoris, etc. Els revisors solen ser anònims, i de les mateixes especialitats científiques que els autors. Si els revisors hi estan d’acord, l’article es posa a la cua i un dia o altre surt publicat. Aquest sistema és criticat i té molts punts febles, però és acceptat a manca d’un de millor.

Algunes d’aquestes revistes surten citades pels diaris, com Nature o Science: són de les més famoses, molt citades, i on tothom aspira a publicar. Però n’hi ha milers, i cadascuna té un índex d’impacte diferent: com més ímpacte, més es valora, perquè després la promoció personal depèn d’on has publicat els teus treballs. La revista de més impacte el 2014 és la CA-A Cancer Journal for Clinicians, amb un impacte de 115. Nature és la que més cites té, més de 600000 a l’any, amb un impacte de 42. De les 8600 revistes indexades n’hi ha 74 d’Espanya, la de més impacte la Revista Española de Cardiología, amb un factor de 3,79. Hi ha 580 revistes de química, i encapçala el rànquing la Chemical Reviews, amb 137000 cites i un impacte de 46. I n’hi ha 134 d’enginyeria química, encapçalades per Energy & Environmental Science, amb 36000 cites l’any i un factor de 20.

Un cop publicat un article en una revista, la que sigui, comença una nova etapa: la indexació i registre d’aquell article. Hi ha publicacions especialitzades en llegir-se toooots els articles que es publiquen d’una determinada matèria, fer-ne un resum i publicar-ne els resums. L’any 1830 es va fundar a Leipzig la primera d’aquestes revistes de resums en el camp de la química, en alemany, i que resumia totes les revistes conegudes europees i americanes en qualsevol idioma. Primer es va dir Pharmaceutisches Centralblatt, El 1850, i vista la predominància de la química en el món farmacèutic, va passar a dir-se Chemisch-Pharmazeutisch Zentralblatt, i finalment el 1856 només Chemisches Zentralblatt. Aquesta revista va durar fins 1969. Havien publicat dos milions de resums. Ara està tot digitalitzat.

El primer número del Chemisches Zentralblatt, encada amb el nom Central-Blatt. Fes clic per ampliar.

A la Biblioteca de Física i Química de la UB tenen el Zentralblatt des de 1897 fins el darrer número. Jo la vaig usar al començament de la meva tesi, i vaig veure aviat que era redundant amb l’altra gran revista de resums que tamé teniem a la biblioteca i que és la que ara té el monopoli d’aquesta temàtica: el Chemical Abstracts.

El Chemical Abstracts en paper a la biblioteca de Física i Química de la UB. Ás sobre hi ha la Taula Periòdica d’Eugènia Balcells. Fes clic per ampliar.

El Chemical Abstracts Service (CAS) [+] és una part de la American Chemical Society. Entre moltes altres publicacions, edita des de 1907 la revista de resums Chemical Abstracts. Vegeu-ne una exposició commemorativa del centenari: [+]. Primer era en paper, però ja fa anys que és només a la xarxa. Cada setmana revisa més de 8000 revistes d’originals i els extracta. Tots els químics relacionats amb la recerca acadèmica o industrial l’hem usat i l’usem en una forma o altra. El volum d’informació és tan enorme que s’han desenvolupat moltes eines de selecció i filtratge temàtic que l’interessat pot trobar a la seva web. Per a la tesi jo la vaig usar en paper: buscaves en els seus diversos índexs, seleccionaves alguns articles interessants, i els demanaves per correu ordinari als autors, que te’n enviaven, si volien, una separata: un tros de revista amb el seu article. Per no haver-hi ni fotocopiadores hi havia, encara no eren inventades. Ara es fa tot des de l’ordinador propi.

El 1965 el CAS va crear una innovadora eina: el registre de substàncies, el CAS Chemical Registry. Totes les substàncies descrites en tots els articles de química mundials des de l’inici de les publicacions reben un número de registre segons unes complicades regles, i un registre en magatzema la informació: què és, quines propietats té, qui i on l’han identificat, on surt descrita…

I, què és per al CAS una substància? Doncs, qualsevol de les següents:
• Compostos orgànics com fenol, sacarosa…
• Compostos inorgànics com àcid fosfòric, sulfat de praseodimi, carbur de silici…
• Metalls com sodi, cobalt, samari…
• Aliatges com llautó, acer 18/8, peltre…
• Minerals com calcita, coltan
• Compostos de coordinació
• Organometàl•lics
• Elements com nitrogen, xenó, fósfor…
• Isòtops com U235, U238
• Partícules nuclears com raigs alfa, positrons…
• Proteïnes i àcids nucleics
• Polímers com PVC, PET…
• Materials no estructurables (UVCB, Unknown or Variable compositions, Complex reaction products and Biological materials)

Veiem que hi cap de tot, però no tot. La major part de barreges no hi són: una barreja d’aigua i sucre pot tenir infinites composicions, des de tot aigua a tot sucre. Doncs aquests barreges no són substàncies registrades pel CAS. Un rovell d’ou, ben caracteritzat en la seva composició, tampoc.

L’esdeveniment d’avui és que s’ha arribat a la substància 100000000! Cent milions de substàncies! És fàcil de dir, però molt difícil d’imaginar.

Però la major part d’aquestes substàncies ja no existeixen. Han existit però ja no n’hi ha. Es van sintetitzar en el seu dia, es van caracteritzar, es va publicar el procediment d’obtenció i les seves propietats,i amb el pas del temps els laboratoris on es van obtenir les van eliminar perquè no tenien interés pel futur i no cabien als magatzems. Altres substàncies es descomponen amb el temps. I dels elements amb nombre atòmic superior a 110 només se’n han generat i detectat alguns àtoms que no han sobreviscut més d’unes fraccions minúscules de segon…

En el llenguatge quotidià de laboratori i de els indústries es sol parlar més de productes que de substàncies. Sigma-Aldrich [+] es una de les principals empreses fabricants de productes per a laboratori. Té en els seus catàlegs més de 200.000 referències de tot tipus, que pot comercialitzar en diverses formes.. Per exemple té 126 referències per a l’or pur: en nanopartícules, en escames, en lámines i en diferents quantitats d’envàs… Aquestes diferents formes són només un sol número de registre del CAS Registry, el 7440-57-5, perquè totes són or. 200000 són molts productes, però representen només el 2 per mil de les substàncies registrades. I no els tenen tots al magatzem. Alguns productes els sintetitzen sota demanda.

Des de 2007 regeix a Europa i altres paísos el sistema REACH [+] . És un sistema obligatori de Registre, Avaluació, Autorització i restricció de productes químics, per als productes dels que se’n produeixin a Europa o se’n importi un mínim d’una tona a l’any. Fins el el 2015 s’han registrat uns 15.000 productes. D’aquests 15.000, entre el 10 i el 20%, és a decir, entre 1.500 i 3000, es comercialitzen en grans quantitats i el transport per carretera està regulado -si són perillosos- per les directrius del reglament ADR [+] (Agreement concerning the International Carriage of Dangerous Goods by Road) i altres similars per a trens, vaixells i avions.

I el nombre de substàncies no para de créixer. El 4-5-2015 n’hi havia 96565979. això vol dir que el seu número creix a raó de més de 2800 substàncies per hora!

I, quina importància té que hi hagi 100.000.000 substàncies? Cap, naturalment. Només és la màgia dels números rodons. I la demostració de que la ciència avança, també amb la creació de substàncies que no hi ha a la naturalesa, amb els nous riscs, i les noves esperances que comporten. Una pila de científics de totes les edats i de tot arreu està treballant ara i en el temps que has llegit aquest post ja s’han pujat quinze substàncies noves… Mira com va creixent el número aquí:`[+]

Un abstract del Chemical Abstracts, de 1918. No és una literatura apassionant…

L’EXAMEN FINAL DE CURS. METROS I METRES

Actualitzat el 28 de novembre de 2016

Un tren de 1924

Aquest curs el tema monogràfic de l’examen serà el metro de la xarxa de TMB. No hi inclourem els de FGC (actuals línies L6, L7 i L8) ni els de RENFE. Les respostes són al final.

1. Al Bon Pastor hi ha una bifurcació de les línies L9 i L10. Abans hi havia hagut una altra estació amb bifurcació. Quina?
a) Correus
b) Fontana
c) Aragó
d) Fernando

2. Quants metres fa la xarxa de metro? Els llocs on coïncideixen dues línies (L9 i L10) es compten una sola vegada.
a) De 60000 a 80000
b) de 80000 a 100000
c) De 100000 a 120000
d) De 120000 a 150000

3. Quina és l’estació més profunda, comptat des del nivell del terra?
a) Llefià
b) El Coll – La Teixonera
c) Singuerlín
d) Vallcarca

4. Quans trens circulen en una hora punta al metro?
a) 87
b) 98
c) 127
d) 157

5. Quina és l’estació amb més boques de sortida?
a) Urquinaona
b) Passeig de Gràcia
c) Diagonal
d) Catalunya

6. A quina línia i entre quines estacions hi ha un salt de moltó en la mateixa línia?
a) L3 entre Les Corts i Maria Cristina
b) L2 entre Sagrada Família i Monumental
c) L10 entre Singuerlín i Can Zam
d) L1 entre Bellvitge i Hospital de Bellvitge

7. Quina línia té l’amplada de via més gran?
a) L1
b) L3
c) L4
d) L5

8. Quina línia té una sola via en algun tram?
a) Cap
b) L11
c) L9
d) L10

9. Quantes línies van amb metro sense conductor?
a) 1
b) 2
c) 3
d) Cap

10. Quants municipis tenen metro de TMB?
a) 6
b) 7
c) 8
d) 9

11. Hi ha alguna estació amb sortides a més d’un municipi?
a) No
b) La d’Artigues-Sant Adrià a la L2
c) La de Can Vidalet a la L5
d) b) i c)

12. Quantes línies de metro creuen el Llobregat ?
a) Cap
b) 1
c) 2
d) 3

13. Quantes línies de metro creuen el Besòs?
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4

14. Quantes estacions fantasma hi ha al metro?
a) 3
b) 4
c) 5
d) 6

15. Quantes estacions tenen la paraula “hospital” al nom?
a) 2
b) 3
c) 4
d) 5

16. Quantes parelles d’estacions comparteixen un tros de nom, no comptant el terme “hospital”?
a) 3
b) 4
c) 5
d) 6

17. A quina velocitat comercial va el metro? (velocitat mitjana, comptant parades)
a) 15 a 20 km/h
b) 20-25 km/h
c) 25-30 km/h
d) 30-35 km/h

18. Quina és l’estació del metro situada més al nord?
a) Ciutat Meridiana
b) Can Cuiàs
c) Singuerlín
d) Can Zam

19. Quina és l’estació de metro situada més al sud?
a) Aeroport T1
b) Cornellà Centre
c) Hospital de Bellvitge
d) Aeroport T2

20. Pregunta autoalusiva. Quantes preguntes té aquest test?
a) 18
b) 19
c) Cap de les anteriors
d) Cap de les anteriors

Construcció del Gran Metro (actual L4) a les Rambles, 1923.

Respostes

1. c) Aragó, on es bifurcava la línia de Correus (actual L3) i la de Fernando (L4).

2. d) La xarxa de metro fa actualment 122000 m, sense comptar les línies de FGC.

3. b) El Coll-La Teixonera és a 74 m de profunditat.

4. d) Són els que circulen en hora punta. N’hi ha més a les cotxeres.

5. d) L’estació de Catalunya té 9 boques, 6 si descomptem les 3 del tren de Sarrià i Sabadell

6. b) A la L2 els trens entre Paral•lel i Monumental circulen com a Madrid o Londres, per l’esquerra. A partir de Sagrada Família i fins a Badalona-Pompeu Fabra van per la dreta. Entre les dues estacions una via passa per sobre de l’altra, en la disposició denominada salt de moltó.

7. a). La L1 té un ample de 1674 mm (ample ferroviari ibèric). La resta, de 1435 mm (ample ferroviari estàndard o europeu). El carrilet del Baix Llobregat, de 1000 mm (ample ferroviari mètric)

8. b) Majoritàriament és via única, excepte a les estacions de Torre Baró i Vallbona.

9. c) L9 (nord i sud), L10 i L11

10. d) Barcelona (totes les línies), Sant Adrià del Besòs (L2), Badalona (L2, L10), Santa Coloma de Gramenet (L1, L9), L’Hospitalet de Llobregat (L1, L5), Esplugues de Llobregat (L5), Cornellà de Llobregat (L5), el Prat de Llobregat (L9 sud) i Montcada i Reixac (L11)

11. a) L’entrada de l’estació d’Artigues-Sant Adrià és a Badalona per pocs metres. La de Can Vidalet té només entrades a Esplugues de Llobregat, però l’estació s’estén entre Esplugues i l’Hospitalet.

12.b) La Línia L9 sud, a més del carrilet del Baix Llobregat, la RENFE i l’AVE

13.d) L1, L2, L9 i L10. Aquestes darreres ja s’han bifurcat poc abans.

14. d) Banc (L4), entre Urquinaona i Jaume I. Bordeta (L1), entre Pl. de Sants i Bordeta-Cotxeres. Bordeta-Cotxeres (L1), substituida per Santa Eulàlia. Correus (L4) entre Jaume I i Barceloneta. Gaudí (L5) entre Sant Pau-Dos de Maig i Sagrada Família. Totes es poden veure mirant per les finestres, si saps on són. A la línia L9 sud hi ha tres estacions encara sense obertura comercial.

15. b) Hospital de Bellvitge, Hospital Clínic i Guinardó-Hospital de Sant Pau.

16. d) Hospital de Bellvitge i Bellvitge; Guinardó-Hospital de Sant Pau i Sant Pau-Dos de Maig; Plaça de Sants i Sants-Estació; Aeroport T1 i Aeroport T2 (L9 sud); Europa i Europa-Fira (L9 sud); i Plaça de Catalunya (L9 sud, al Prat de Llobregat, encara no en funcionament) i Catalunya (L1, L3 a Barcelona)

17. c). Totes les línies circulen en aquest interval de velocitats, excepte L10 (va una mica més ràpida) i L11 (va una mica més lenta)

18. b) Per poc. Can Cuiàs és a 41º27’47″N, i la següent és Ciutat Meridiana a només 8″ menys (uns 250 m).

19. a) Aeroport T1 que és a 41° 17′ 18.1″ N. Abans d’inaugurar la línia L9 sud era Hospital de Bellvitge, a 41ª20’36″N

20. c) La resposta d) no és correcta perquè la c) ja ho és.

Molta d’aquesta informació -però no tota- es pot trobar per la xarxa, i especialment a la Viquipèdia [+]

L’estació fantasma de Correus, en ús fins 1972.

Evolució de les línies de metro de Barcelona (video de 4 min en castellà): https://www.youtube.com/watch?v=HuQa79mPaNU