Las palomitas y la física

Todos hemos visto alguna vez cómo se hacen las palomitas de maíz: cómo saltan, el sonido que hacen, el olor que desprenden. Parece fácil: cualquiera sin muchos conocimientos puede hacerlas; sin embargo, como demuestran Emmanuel Virot y Alexandre Ponomarenko (Escuela Politécnica de la Universidad de Grenoble y Universidad Pierre y Marie Curie), el proceso, que dura solo unos 100 ms, incluye una asombrosa cantidad de física.

Aquí van algunos datos de las diversas fases de este proceso:
La corteza de un grano de maíz se quiebra a una temperatura de unos 180 °C, cuando el vapor de agua interno alcanza una presión crítica. Muchas plantas utilizan procesos similares para proyectar sus semillas de forma explosiva. En un grano de maíz, la fractura permite que se expandan adiabáticamente gránulos de almidón, transformándose en copos esponjosos que, como las piernas de un gimnasta, hacen que el grano de maíz empiece a dar volteretas. Con una energía cinética inicial de unos 20 μJ, un grano de maíz puede alcanzar una altura de un centímetro aproximadamente y rotar hasta 500°.

En cuanto al sonido característico de la explosión del maíz, lo sorprendente es que aparece después de que se haya roto la corteza. Una de las hipótesis de los investigadores es que las fracturas provocan reducciones rápidas de la presión, lo que da lugar a la excitación de modos acústicos dentro del grano.

Como vemos, algo tan cotidiano y tan sorprendente al mismo tiempo.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/68/4/10.1063/PT.3.2758

Radiación más alimentos igual a ...

(Este artículo es continuación de La radiación y los alimentos y La radiación, los alimentos y tú, y sirve de conclusión al conjunto. Mi consejo es que los leas todos.)

En relación al tema de la irradiación de los alimentos, la principal preocupación es la seguridad de la comida procesada. Al aplicar radiación a un alimento, se rompen enlaces moleculares y así se generan subproductos radiolíticos. Pero la pasteurización, el cocinado y el envasado también producen cambios químicos. Y después de 30 años de investigación, los trofólogos* no han encontrado motivos para preocuparse, lo que no quiere decir que no existan.

En 1980 una comisión mixta de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, el Organismo Internacional de Energía Atómica y la Organización Mundial de la Salud se propusieron evaluar todos los estudios sobre la salubridad de la comida irradiada. El informe final concluía que la irradiación de cualquier alimento hasta una dosis total media de 10 kGy no presentaba riesgo toxicológico, por lo que no era preciso hacer más pruebas toxicológicas a los alimentos así tratados.

Logotipo Radura

Hasta la fecha sólo se conoce un incidente que ocurrió en Australia en el 2008 y que tenía que ver con comida de gatos, pero parece que el problema se relacionaba únicamente con un lote específico de una marca determinada. En cualquier caso, el consumidor ha de ser el que elija qué tipo de alimento comprar; para ello, tales alimentos deben mostrar el logotipo Radura y/o indicar que han sido tratados con radiación. De momento, son los alimentos irradiados los más difíciles de encontrar. De hecho, yo no creo haberlos visto todavía en España. ¿Tú los has probado ya?
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i2/p66_s1

* V. Diccionario.

La radiación, los alimentos y tú

(Este artículo es continuación de La radiación y los alimentos; te aconsejo que lo leas antes de continuar con éste.)

 La técnica de la irradiación genera poco calor, por lo que los alimentos conservan su aspecto y su sabor fresco. Además, puede penetrar el envase del producto, lo que permite que los alimentos sean primero sellados y luego irradiados: así se elimina el riesgo de contaminación durante el envasado. La comida irradiada no necesita muchos de los aditivos alimentarios que normalmente se incluyen para impedir el crecimiento de bacterias. Por otro lado, se pueden eliminar los pesticidas tóxicos para tratar frutas y vegetales importados que se encuentren en cuarentena.

Sin embargo, aún permanecen dos cuestiones que preocupan al consumidor: la seguridad de la radiación y la calidad de los alimentos. Ya dijimos que las fuentes de radiación aprobadas por la FDA* no pueden hacer la comida radiactiva. Pero, ¿es peligroso el transporte de isótopos radiactivos? La respuesta es que sólo un poco. Los contenedores usados para ello se han diseñado y construido para aguantar los accidentes más graves, como el choque de un camión de transporte con una pared de hormigón a 135 km/h. En realidad, el transporte de materiales radiactivos por necesidades médicas es algo rutinario y seguro.

La otra preocupación se refiere a la calidad: si se usaría para "rescatar" alimentos echados a perder, si se perderían nutrientes o si se podrían generar compuestos dañinos en el proceso de irradiación. Para empezar, la irradiación no elimina los subproductos bacterianos que nos hacen identificar un alimento echado a perder. Si se tratara con radiación leche estropeada, seguiría oliendo y sabiendo mal, por lo que no podrían engañarnos al respecto.

En cuanto a los nutrientes, es verdad que la irradiación reduce los niveles de vitamina en los alimentos, especialmente las del complejo B (como la tiamina, que es particularmente sensible a este proceso). No obstante, la pérdida de vitaminas ocurre también al cocinar o enlatar los alimentos. Y la FDA, al evaluar los procesos de irradiación, tiene en cuenta el cambio en el valor nutricional. Por ejemplo, con las radiaciones aprobadas para el control de frutas y vegetales en cuarentena (por debajo de 1 kGy), más del 90% de las vitaminas permanecen en el producto.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i2/p66_s1

* Agencia de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos.

La radiación y los alimentos

La radiación y la comida parece que son temas que no deberían ir juntos. Sin embargo, no se ha demostrado que los niveles de radiación capaces de controlar de forma efectiva los gérmenes tengan efectos dañinos para los seres humanos. El propósito de irradiar los alimentos es mejorar su calidad: se pueden eliminar los gérmenes patógenos, así como aumentar su atractivo estético. En general, la radiación rompe el ADN de una célula; y si ésta es incapaz de reparar tal lesión, muere.

La radiación empleada en los alimentos puede consistir en fotones (rayos gamma o rayos X) o electrones altamente energéticos. Los rayos gamma se pueden producir a partir de isótopos radiactivos como el cobalto 60 o el cesio 137, pero hacen falta aceleradores para generar haces de electrones y rayos X. En principio, todos estos haces pueden provocar excitaciones nucleares que den como resultado subproductos radiactivos; pero las energías que se emplean para irradiar alimentos* son demasiado bajas para inducir radiactividad.

El efecto de la radiación en los alimentos está relacionado con la cantidad de radiación ionizante absorbida, que se mide en grays (Gy)**. Dosis de menos de 1 kGy impiden los brotes en las patatas y retrasan la maduración de las frutas; también sirven para desinfectar los alimentos mediante la eliminación de insectos en cereales y frutas y la desactivación de parásitos en las carnes, como la triquinosis.

Dosis de 1-5 kGy sirven para pasteurizar alimentos. La pasteurización por radiación*** reduce significativamente o elimina bacterias en los alimentos, como la salmonela, la Listeria monocytogenes y la Escherichia coli O157:H7. Sin embargo, los organismos responsables de que la comida se eche a perder no son tan sensibles a la radiación, por lo que los alimentos pasteurizados por radiación todavía necesitan ser refrigerados. Sólo una dosis de más de 25 kGy puede esterilizar los alimentos, como nos podrían contar los astronautas. Aquí en la Tierra, los alimentos se podrían conservar a temperatura ambiente, como los productos enlatados.

Pero, los alimentos así tratados, ¿se pueden consumir de forma segura? Y su calidad, ¿se ve alterada?, ¿pierden cualidades? Podrás hallar la respuesta en La radiación, los alimentos y tú.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i2/p66_s1

* Niveles energéticos aprobados por la Agencia de Alimentos y Medicamentos (FDA) de Estados Unidos.
** Un gray es una dosis absorbida de un julio por kilogramo de material.
*** Algunos lo llaman radurización.