Múltiples aplicacions pràctiques de la química

La lletera, quadre de Johannes Veermer (Rijksmuseum Amsterdam). Usà pigment groc d’estany i plom, ultramarí natural i alitzarina.

By Johannes Vermeer – 9AHrwZ3Av6Zhjg — Google Arts & Culture, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=13408941

A més dels exemples ja esmentats a l’article anterior, que s’encabeixen en àrees concretes del coneixement químic, hi ha d’altres innombrables camps i aplicacions dels sabers que proporciona aquesta ciència. Podem començar per referir-nos a la restauració d’obres d’art. Tornant a la prehistòria, tothom coneix les primeres manifestacions artístiques dels humans i la seua realització a partir de pigments naturals i altres productes, com el greix animal. Molts pigments seguiren emprant-se al llarg de la història i és ben conegut el paper dels diferents òxids metàl·lics per obtenir els colors desitjats (el roig de l’òxid de ferro, el vermell del cinabri, el groc d’alguns òxids de plom, o el blau del cobalt, entre d’altres). Aquesta selecció continuà ampliant-se fins a l’esclat de la pintura renaixentista i barroca, com es pot veure al quadre de Vermeer, que usà pigment groc d’estany i plom, ultramarí natural i alitzarina, i anà completant-se amb altres fonts de pigments naturals, com els animals o les plantes. Fins el segle XIX no s’obtenen els primers pigments sintètics, com el famós tint de porpra trobat accidentalment per William Perkin i el seu professor August Hofmann quan un experiment, a la recerca de la síntesi de la quinina, fracassà i donà un resultat no desitjat que esdevindria el valuós pigment. La restauració d’obres d’art sovint implica la neteja superficial amb dissolucions poc agressives com l’amoníac diluït i recuperar la utilització d’alguns dels pigments originals però també requereix l’ús de tècniques més sofisticades com l’anàlisi per raigs infrarojos i raigs X que impliquen un coneixement exhaustiu dels conceptes teòrics de la química.

La fabricació de bateries per a cotxes, en la línia de la promoció dels nous vehicles elèctrics que minimitzen les emissions de gasos d’efecte hivernacle, és un camp en creixement que requereix l’ús de nous minerals, alguns d’ells basats en les anomenades terres rares. De nou la mineria i l’obtenció de nous metalls emergeix entre les activitats químiques més importants. Al mateix temps, tenir grans reserves de minerals com les sals de liti, mena emergent de gran valor estratègic, i altres substàncies, com el coltan, està en el punt de mira, i del seu valor estratègic ja en parlàrem en un article anterior: https://revistasao.cat/el-coltan-un-mineral-estrategic-per-al-segle-xxi/.

Un camp d’abast quasi il·limitat és l’enologia, o química del vi, que ve de la tradició ancestral de la producció i consum d’aquesta emblemàtica beguda. Associat a ell hi ha el camp de les begudes destil·lades, encara que són manifestament més perilloses si se’n fa un ús descontrolat i abusiu. Les begudes alcohòliques de baixa graduació, com el vi, la sidra o la cervesa, s’han utilitzat des de temps immemorial per estimular l’activitat lúdica de l’ésser humà i s’han convertit actualment en un negoci pròsper a escala mundial. Un cas ben diferent és el de l’alcohol i les substàncies psicotròpiques, com el cànnabis, els opiacis o els derivats de la coca, que també s´han utilitzat per diferents cultures, sempre amb un caràcter iniciàtic o ritual, fins que s’han estès a sectors de la població més vulnerable per produir estralls des del darrer segle i ser la base de negocis il·legals i fraudulents, com el tràfic d’estupefaents, que consumeix molts recursos humans i econòmics a les societats més desenvolupades.

La indústria química, en general, és la font de nombrosos materials sintètics, com els plàstics, amb les necessàries prevencions sobre el seu abús. Dins d’aquest grup de substàncies en coneixem de molts tipus, com ara la baquelita, el PVC, el tefló, el poliestirè, el plexiglàs o fibres com el niló. En principi, els materials plàstics presenten nombrosos avantatges en el seu ús sempre que s’eviten els que són d’un sol ús i es faça un control rigorós del destí final d’aquests contaminants. La seua font són bàsicament productes derivats de la destil·lació del petroli i pot ser limitada si no aturem la utilització d’aquest producte principalment com a combustible, tendència que haurà d’anar minvant. La fabricació és relativament senzilla, un procés conegut com a polimerització, i la varietat de productes que pot generar la fa un procés força versàtil. Una vegada obtingut el polímer desitjat, resulta senzill convertir-lo en tota mena d’objectes per a usos diferents, adquirint propietats com l’aïllament elèctric o la resistència a la combustió, encara que aquesta no sempre siga possible. Els plàstics durs permeten fabricar a baix preu tota mena d’artefactes que poden substituir materials com el vidre que per a certs usos resulten més cars o són més fràgils, cosa que el plàstic habitualment no és, vist que no es tracta d’un material cristal·lí. Generalment aquesta mena de plàstics es pot fabricar de manera que es puga recuperar o reciclar, encara que també sabem que hi ha plàstics d’un sol ús, sobretot els emprats per a fer envasaments, coberts i bosses destriables, dels que encara s’abusa molt en la distribució comercial i que, si més no a Europa, tenen data de caducitat.

És important la contribució a la investigació de l’escena d’un crim, la química forense, que avui dia facilita moltíssim la tasca de la policia científica. Els mètodes per a reconèixer les taques de sang humana, basats en la substància fluorescent, anomenada, per això, fluoresceïna o els procediments per a autentificar mitjançant l’anàlisi de l’ADN aquells individus que hagen pogut estar presents en l’escena del crim i per tant puguen ésser-ne testimonis o autors materials. El rastreig d’empremtes dactilars, que es fa mitjançant carbó actiu, també facilita la identificació de l’autor. L’estudi toxicològic pot ajudar igualment a la detecció de substàncies tòxiques en el cos de la víctima o en objectes que haja pogut tocar, cosa que permet reconstruir com ha tingut lloc el fet delictiu. Les tècniques per a identificar residus de pólvora que delaten l’ús d’una arma de foc, o un els residus d’un explosiu a l’escena d’un atemptat terrorista, utilitzen aparells sofisticats com el microscopi electrònic de rastreig que permet examinar les mostres recollides a l’escena del crim, per petites que siguen. Aplicades a la criminologia, aquestes tècniques procedeixen de la química analítica, que tant ha contribuït a reconèixer la presència d’infinitat de substàncies en llocs tan dispars com la sang humana o l’aigua contaminada, i són a la base del diagnòstic mèdic o de la qualificació de les aigües per al consum humà.

Finalment, i per acabar, encara que podríem continuar, la química és una ciència bàsica en l’estudi de la composició de la matèria en general, sobretot en la caracterització de la matèria ordinària tal com la trobem al nostre entorn. Poques ciències poden “resumir-se” en un quadre de dues entrades, com la taula periòdica dels elements, que classifica els tipus d’àtoms presents a la natura i obtinguts en reactors nuclears, que constitueixen, com el famós joc de construcció, els elements bàsics de què està formada la matèria. Amb aquests elements, però sobretot amb les possibilitats de combinar-los entre sí, es poden obtenir uns quants milions de substàncies químiques.