Los alquimistas modernos

¿Basura que se transforma en petróleo? ¿Diamantes extraídos del tequila? ¿Materiales para recubrir objetos y hacerlos invisibles? Cada día que pasa, las noticias en las secciones de ciencia de los periódicos y revistas hacen pensar más y más en que los sueños de los alquimistas de la Edad Media, obsesionados con transmutar un elemento en otro, no eran tan descabellados como se ha creído.

Aunque  la alquimia entró en decadencia a medida que el método científico se impuso y muy pronto sus proyectos fueron tachados de absurdos y delirantes, mezcla de esoterismo, magia y rudimentos de ciencia, los físicos y químicos de hoy parecen dispuestos a conceder algo de razón a sus antecesores. En un amplio rango de tareas que van desde la creación de nuevos materiales hasta la manipulación de gases y líquidos, la ciencia va materializando las ilusiones de antaño.

En el Laboratorio de Películas Delgadas del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), en su sede en el estado de Querétaro, el físico Luis Miguel Apátiga, junto con un equipo de colaboradores, trabaja en la extracción de diamantes del tequila. "Sé que suena como a magia, como lo que desearon los alquimistas, pero se trata de un proceso que tiene fundamentos fisico-químicos", dice el investigador para comenzar a explicar de qué se trata su trabajo.

A mediados de los años noventa, este grupo de trabajo se interesó por la producción de películas muy delgadas de diamante que se utilizan en la industria para el recubrimiento de herramientas de corte como bisturís y brocas, así como en la fabricación de dispositivos electrónicos y equipos médicos como prótesis, válvulas del corazón, piezas de recambio para las articulaciones y herramientas. Incluso empresas como Swiss Diamond han comenzado a comercializar ollas recubiertas con el material, simulando propiedades como la del teflón. Las aplicaciones son numerosas y variadas, ya que la dureza de estas películas permite reducir el desgaste de los objetos sometidos a agresiones del entorno como fricción, corrosión y oxidación.

En un principio, los físicos de la UNAM exploraron la extracción de diamantes partiendo de gases, pero tiempo después optaron por ensayar con líquidos como la cetona, el etanol y el metanol, todos compuestos con un alto contenido de carbono e hidrógeno.

La idea dio vueltas en su cabeza por varias semanas hasta que, camino al laboratorio, decidió detenerse en una licorería cercana al campus y comprar una botella de tequila de 10 pesos. En compañía de Javier Morales, uno de los estudiantes de doctorado presentes en el laboratorio, inyectaron el licor al equipo que ellos mismos construyeron y que consta de una bomba de vacío que extrae el aire, una cámara de reacción y unos inyectores, similares a los de los automóviles.

"Era una idea un poco loca, pero el primer resultado fue sorprendente. También es posible obtener diamantes sintéticos del tequila", confirma Apátiga. Los diamantes obtenidos en este proceso son prácticamente idénticos a los naturales, salvo por una circunstancia: para observarlos es necesario utilizar un microscopio electrónico, pues su tamaño se mide en diezmilésimas de milímetro. Sería imposible producir diamantes más grandes. Aun así, las películas formadas tienen un valor comercial. ¿Significa esto que se abre un nuevo mercado para los productores de tequila en un país que ya comercializa 312 millones de litros de la bebida cada año?

Ahora no me ves

Si muchos alquimistas murieron buscando la piedra filosofal, otros tantos soñaron con desvelar el secreto de la invisibilidad, como el físico Jorge Portí, de la Universidad de Granada, España, quien trabaja en el desarrollo de modelos informáticos para crear materiales capaces de ocultar objetos.  

"El método consiste en rodear un objeto con una pantalla formada por diferentes capas con propiedades eléctricas y magnéticas que pueden tener valores menores a las correspondientes al vacío, o incluso ser negativos. Este grupo de materiales no existen en la naturaleza y son fabricados por el hombre, denominándose metamateriales", explica.

De momento, la invisibilidad a la que se refiere Portí funciona sólo para un estrecho margen de frecuencias. Es decir, se pueden ocultar objetos para hacerlos indetectables a ciertos radares, pero no al ojo humano, que  percibe más de una frecuencia (color). Pero no descarta que sea posible en unos años, cuando se fabriquen diversos metamateriales que, al combinarse, abarquen el espectro de luz percibido por los humanos.  

La técnica apunta a rodear al objeto que quiere esconderse con una pantalla formada por capas adyacentes de metamateriales, cuyos parámetros eléctricos y magnéticos hacen que las líneas que indican la trayectoria de la energía de una onda se abran al llegar al cuerpo, rodeándolo y volviendo a juntarse una vez aque lo atraviesan, de manera que la onda se propaga como si no hubiera un obstáculo en su camino. Según Portí, la luz que llega a este cuerpo ni se refleja ni se dispersa, y por tanto no puede ser visto por el ojo o detectado por un radar.

Intentos como el de Portí se replican en laboratorios de la Universidad de Tokio, en la Universidad de Duke y recientemente en el Centro de Ciencia a Nanoescala de la Universidad de California, cuyo director, Ziang Zhang, presentó una "tela" confeccionada con nanoingeniería capaz de alterar el comportamiento natural de la luz.

A John Idarraga, físico e investigador de la Universidad de York, en Canadá, no le impresionan de ninguna manera los trabajos que actualmente desarrollan sus colegas y con los que seis y siete siglos atrás soñaron los alquimistas: "Al menos a nivel atómico podemos  convertir una sustancia en otra, por ejemplo, un átomo de plomo en un átomo de oro. Si tomamos un gran número de átomos y los bombardeamos con neutrones podemos esperar que cambie el número de protones en algunos de los núcleos de esos átomos. Recordemos que el número de protones es lo que define que es cada cosa".

El problema, advierte Idarraga, es que  los átomos que surgen de este proceso en general no son estables, y tras una breve existencia, decaen en otras formas de la materia. Y eso, sin mencionar el descomunal precio que puede tener semejante tarea.

Lo que sí podría traer algún beneficio económico es la manipulación de la materia para obtener nuevas fuentes de combustibles. En la Universidad Nacional de Colombia, en Bogotá, Amadeus Castro apuesta a la extracción de petróleo a partir de basura orgánica. En 2003, como estudiante de ingeniería química, se enteró de que en Japón se intentaba convertir materia orgánica en precursores del petróleo.

El interés por reproducir un experimento similar lo llevó a tocar la puerta de Luis Ignacio Rodríguez, un químico experto en fluidos supercríticos de la misma universidad. De la mano de Rodríguez, y luego de recomponer unos reactores de alta presión, comenzaron las pruebas. Cuando el agua se somete a temperaturas de 374 grados centígrados y una presión de 221 atmósferas, llega a un punto crítico en el que cambia sus propiedades y se comporta simultáneamente como un gas y un líquido. En estas condiciones, el agua supercrítica se utiliza para imitar el proceso natural de conversión de la materia orgánica en un biocrudo con propiedades físico-químicas similares a las del petróleo.

Castro aclara que no se trata propiamente de petróleo, sino de querógeno, un material aceitoso considerado un estado inmaduro del petróleo: "Partimos de un material residual con un poder calorífico de ocho a 13 kilojulios y obtuvimos este material aceitoso de 33 kilojulios, muy cercano al del petróleo, que ronda los 50 kilojulios".

La utilidad de los fluidos supercríticos se extiende a muchas otras áreas de la industria, ya que l manipularlos se pueden extraer aceites esenciales, saborizantes, colorantes y principios activos de las plantas para utilizarlos posteriormente en la industria cosmética y de alimentos.
    
Diamantes del tequila, capas invisibles y petróleo de la basura no parecen un mal premio para quienes se empeñaron en trasmutar metal barato en oro puro.