Quizás en las grandes ciudades no existan niños yunteros, pero si los hay de vidas apuñaladas de desidia.

Y lo peor, hay progenitores de la desidia.

Hasta no arreglar esto, ni muertos podemos descansar en paz.

LOS INVENTORES DE MÁQUINAS DE HACER SONIDOS

UN TOQUE EUROCÉNTRICO MELODIOSO, ROBANDO LOGROS Y PARA COLMO, NINGUNEÁNDO LA CAPACIDAD DEL RESTO DE LOS HABITANTES DEL PLANETA. A VER SI HAY ALGÚN GRINGO QUE PUEDA CON EL XICU.

Hay un capítulo de la historia de la ingeniería al que generalmente no se presta demasiada atención: la increíble historia de las máquinas de hacer sonido. O, más vulgarmente, instrumentos musicales. Curiosamente, al llamarlos así, aparecen ante nuestros ojos como elementos de una lista ya acabada, objetos inmutables, predefinidos… y no nos damos cuenta de la evolución y el talento mecánico y creativo que requirió (y aún requiere) su evolución.

A fin de cuentas, producir sonido y poder controlar las características de este sonido ¡es un problema de física! Y por eso, la mayoría de los instrumentos comparten muchas características que merece la pena reseñar.

Por ejemplo: la mayoría constan de elementos unidimensionales, como tubos o cuerdas, para poder producir sonidos con una frecuencia bien definida. De hecho, cualquier objeto vibra de todas las maneras que le es posible y le permite su simetría. Pero, cuando una dimensión domina claramente sobre las otras dos, esta determina la dirección de la vibración y su longitud de onda, con sus armónicos (submúltiplos de la longitud principal).

En una cuerda, los distintos modos de vibración refuerzan la frecuencia fundamental. Son los armónicos, múltiplos de esta frecuencia.

Este es el motivo por el que los instrumentos de percusión, por ejemplo, son mucho más ruidosos que los demás. Ruidosos en un sentido físico (no me agredan soy Giordano), en el sentido que le dio el físico alemán Helmholtz: su frecuencia es menos nítida porque contiene más elementos “inarmónicos” que la de los instrumentos de viento y cuerda. Esto se debe a que, al vibrar en varias direcciones, no siempre las longitudes de onda que “encajan” en cada dirección se refuerzan entre sí. Para poder producir sonidos afinados, necesitan recurrir a formas geométricas de gran simetría, como la circunferencia de la membrana de un timbal, por ejemplo.

Existen más características comunes a la mayoría de los instrumentos además del control de la frecuencia: la mayoría tienen elementos de resonancia, como el cuerpo del violín o la caja del piano. Con ello se consigue una mayor amplitud sonora o modular el timbre. La mayoría constan de elementos de distintos grosor o longitud que amplían su tesitura a igualdad tímbrica… y todos ellos (a pesar de lo que podamos opinar sobre un contrabajo) deben poder ser interpretados por personas de cierta estatura, con diez dedos y dos pies. A fin de cuentas, cualquier cosa puede hacer sonido, pero hay cosas muy buenas haciendo sonido: máquinas versátiles, manejables y perfectamente precisas.

Más allá de lo sorprendentes que hoy puedan resultar ciertos experimentos, hacer música con cubos de basura o una zanahoria no deja de ser la versión pretecnológica de un problema al que ya se ha encontrado solución. Hace 35.000 años, los hombres perforaban huesos de animal para hacerlos sonar a su gusto (las zanahorias, es un suponer, no se han conservado). Desde aquellas rudimentarias flautas hasta instrumentos como el piano (inventado hace ¡sólo! 3 siglos), el saxofón (1840) o la guitarra eléctrica (1950 aprox.), todo cuanto ha acontecido han sido 35.000 años de desarrollo tecnológico y talento ingenieril.

En Europa, el Renacimiento (como en casi todos los ámbitos intelectuales) fue una época dorada para la invención y el perfeccionamiento de las máquinas de hacer sonido. También fue una época especialmente fructífera para la música instrumental, aunque en estos casos nunca se sabe si el huevo precedió a la gallina. Por primera vez, los compositores de prestigio se dedicaron a crear música específicamente instrumental. Esto significa que, aunque hasta entonces había sido común que hubiese instrumentos acompañando a las voces humanas, doblándolas o, incluso, sustituyéndolas, la forma de esa música estaba determinada por las características y las posibilidades de su destinatario: la voz humana. En esta época, por primera vez en la historia de la música occidental, los instrumentos reclaman su propio territorio. Nace una nueva música que no sólo es distinta tímbricamente, sino también en sus formas, sus giros melódicos, su “lenguaje”. Es una música creada para las máquinas capaces de reproducirla; consecuencia, por tanto, del desarrollo de la tecnología.

Hoy, la mal llamada música clásica (música histórica es más acertado) tiende a identificarse con la música instrumental. Pues bien, todo este género musical, con sus formas, sus sonatas, sus suites de Bach, sus sinfonías de Beethoven, su pianístico romanticismo… toda esta gigantesca obra de creación intelectual es descendiente del capricho renacentista de prescindir de los cantantes y confiar su trabajo a las máquinas.

Imagen de Musicagetutschtundaußgezogen (Resumen de la ciencia de la Música) de SebastianVirdung, 1511. Otro libro relevante de aquella época y abundante en ilustraciones es el Syntagmamusicum (Tratado de la música) de Michael Praetorious, 1614-1620.

Esta peculiar revolución musical dejó su constancia, asimismo, en los documentos escritos de la época. Se publicaron por primera vez tratados sobre instrumentosllenos de preciosos grabados e instrucciones sobre su afinación y su uso. Gracias a estos volúmenes, hoy conocemos detalles sobre la práctica de música improvisada en el siglo XVI o sobre las diversas teorías de afinación de la época. También figura en sus páginas el aspecto de los tatarabuelos del fagot o de instrumentos tan peculiares como el orpharion, el serpentón o la zanfona (hurdy-gurdy en inglés).

Organistrum, relieve de la catedral de Santiago

Este último llama especialmente la atención por su aspecto mecánico: en la zanfona, una pieza giratoria hace las veces de arco de violín y “frota” las cuerdas que elige el intérprete mediante un pequeño teclado lateral. No es propiamente un instrumento inventado en el Renacimiento, sino algo anterior: su predecesor inmediato, el organistrum, procede probablemente del norte de España a finales del siglo X. Fue, no obstante, un instrumento especialmente popular en el Renacimiento: tanto que figura en el infierno musical retratado por el Bosco en el Jardín de las Delicias.

Zanfona.Syntagmamusicum de Praetorious

Zanfona en el Jardín de las Delicias de El Bosco

Pues bien, Leonardo Da Vinci, como buen ingeniero de su tiempo, dedicó también parte de su talento a la invención de instrumentos musicales. Y debió inspirarse, precisamente, en la zanfona, para idear su viola-órgano. O más bien, en el hijo híbrido de una zanfona con un clavecín. O en una orgía a lo “El Bosco” de una viola con un teclado y algún tipo de organillo. En el viola-órgano, como en la zanfona, las cuerdas se desplazan hasta tocar una pieza rotatoria. Como en la viola, el sonido es de cuerda frotada. Y como en el clavecín, toda la interacción se produce a través de un teclado y unos pedales.

Tampoco está claro si Leonardo fue el único en idear algo parecido. Precisamente, en uno de los principales tratados de instrumentos de la época, el de Praetorious, figura un invento parecido llamado geigen werky creado por Hans Hyden en 1575. Si bien esta fecha es casi un siglo posterior a las anotaciones de Da Vinci, no está claro que Hyden pudiese haber llegado a inspirarse en ellas.

Geigenwerk, Syntagmamusicum de Praetorious

Este organista alemán llegó a construir 32 geigenwerks de los que ninguno ha sobrevivido. Sólo una copia, fabricada por Raimundo Truchado, que hoy se conserva en el (maravilloso) museo de instrumentos de Bruselas. Así que, recientemente, varios lutieres se han decidido a resucitarlo. Entre ellos, el polaco Slawomir Zubrzycki. El resultado es peculiar, se mire por donde se mire:

A mí, en concreto, me recuerda a esta otra máquina de hacer sonidos…

Que Da Vinci me lo perdone

Orquesta original:

http://culturacientifica.com/2013/12/06/los-inventores-de-maquinas-de-hacer-sonido/?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed%3A+CuadernoDeCulturaCientfica+%28Cuaderno+de+Cultura+Cient%C3%ADfica%29

ParticipaOrquestahttp://youtu.be/lR7-7uQFaPc

AQUÍ NO HAY SERENDIPIA QUE VALGA, AL METODO CIENTIFICO SE LE ENREDA EL ORIGEN

Aunque el lector que lea estas líneas no haya oído hablar nunca demoléculas quirales la entrada no debe asustarle. Es un tema fascinante con múltiples ramificaciones, que no es muy difícil de introducir. Y como se verá a continuación es una intrigante cuestión sin resolver en el origen de la vida. 

Sin entrar en excesivos tecnicismos sobre planos y ejes de simetría, podemos introducir el concepto de moléculas quirales reflexionando sobre la estructura de nuestras propias manos. En principio idénticas, no podemos sin embargo superponerlas una sobre otra. Cuando lo intentamos, el dedo pulgar acaba sobre el meñique. Esa misma idea puede aplicarse a ciertas agrupaciones de átomos para dar lugar a moléculas quirales. Tan es así que la denominación quiral proviene del griego keiros que significa mano. Muchas de sus propiedades son idénticas. Tienen la misma fórmula, el mismo punto de fusión, a veces el mismo color, etc. Pero hay otras propiedades que son sustancialmente distintas.

Nuestros conocimientos de las moléculas quirales arrancan de Louis Pasteur en los años cincuenta del siglo XIX y, ¡cómo no!, del vino (espero que se vaya entendiendo que mi interés por este curioso “material” va más allá de mis tendencias beodas). En ciertos vinos, particularmente en los blancos es normal encontrar cristales de tartratos en el corcho. Son sales del ácido tartárico que los enólogos se preocupan de evaluar adecuadamente para asegurar la longevidad del vino. Durante el proceso de fermentación del vino es posible también aislar otra sustancia, el ácido racémico que tiene exactamente la misma composición química que el ácido tartárico. Sin embargo se diferencian en algo que parece sutil. En sus propiedades ópticas. El ácido tartárico tiene la propiedad de hacer rotar un plano de luz polarizada, mientras que el racémico no.

Mirando la experiencia de Pasteur con la perspectiva que da el conocimiento actual de la quiralidad, hay que decir que fue muy afortunado. Tras cristalizar una sal de ácido racémico (suerte 1, no hay tantas moléculas quirales que formen cristales) y observándola al microscopio, pudo apreciar que aparecían dos formas cristalinas distintas, fácilmente distinguibles con los microscopios de la época (casi increíble). Separando ambas formas ¡con unas simples pinzas!, comprobó que cada una de las formas distintas giraba la luz polarizada en direcciones opuestas. Y que cuando estaban mezcladas, la luz no rotaba. Hoy decimos que el ácido racémico es una mezcla física de dos enantiómeros o formas quirales distintas del ácido tartárico, cada una de las cuales es a la otra como nuestra mano derecha es a nuestra izquierda, aparentemente iguales pero espacialmente distintas. Para terminar con el cúmulo de casualidades pasteurianas, hay que decir que la sal del racémico que Pasteur empleó sólo cristaliza a temperaturas inferiores a 20-22ºC. Parece que hasta tuvo suerte en el hecho de que los laboratorios del siglo XIX no tuvieran calefacción.

Hoy en día el papel de la quiralidad en las diferentes propiedades de los enantiómeros está suficientemente establecida y explotada comercialmente. Hay catalizadores específicos que hacen que la síntesis de un compuesto con potencial quiralidad evolucione hacia una forma u otra. Y hay ejemplos muy interesantes del papel de la quiralidad que no puedo dejar de relatar.

Quizás el más conocido sea el de la talidomida. La talidomida es una molécula no muy distinta a relajantes como el valium (diazepam) o el veronal (barbital), introducidos a principios de los 50. Por esa razón cuando la talidomida fue sintetizada en el pequeño Departamento de I+D de una también pequeña industria alemana (Grunenthal) en 1954, se pensó inmediatamente en su comercialización, como sedante durante los primeros meses de embarazo.

Sin embargo, las pruebas realizadas con ella, no tuvieron todo el rigor que debieran o no eran todavía los tiempos de tamaño rigor. El caso es que no se tuvo en cuenta su carácter teratógeno o lo que es lo mismo su capacidad de causar daños a un embrión en crecimiento. El resultado fue la aparición de 10.000 casos de focomelia, que se manifiesta en la ausencia o mal desarrollo de las extremidades. Casi todos los casos se dieron en Europa, porque en USA se encontraron con una joven científica, Frances Kelsey, trabajando en la FDA (Food and Drug Administration) a la que no convencieron de la fiabilidad de las pruebas realizadas con la talidomida. Comprobados los daños de la misma, Frances lideró la alerta a otras naciones hasta conseguir la desaparición del medicamento en los mercados, con lo que los casos de deformaciones desaparecieron rápidamente.

Hoy sabemos que la talidomida es una molécula quiral y que de sus dos enantiómeros, uno es el teratógeno y el otro no. Pero, desgraciadamente, lo que se vendió como talidomida en los años 50 era una mezcla de ambos.

La talidomida no es el único medicamento con implicaciones quirales. Muchos otros fármacos tienen estructuras de ese tipo y son activas unicamente en una de las formas. Entre ellos se incluye un amplio rango de medicamentos como antiinflamatorios, antibióticos, para tratamientos cardíacos, cáncer, colesterol, etc. Entre los medicamentos quirales más usados está el ibuprofeno, un analgésico que se vende como mezcla de enantiómeros, aunque sólo uno de ellos es el analgésico. Pero el otro, en el ambiente fisiológico se transforma en el primero, resultando igualmente activo contra el dolor. Lo cual tiene la ventaja de no tenerse que meter en un procesos mas costoso de síntesis selectiva del enantiómero adecuado. Sin embargo, otro analgésico, el Naproxen, solo se puede vender en la forma activa contra el dolor porque la otra puede causar serios problemas hepáticos.

Otro interesante ejemplo son los dos enantiómeros de una molécula denominada carvona. Uno de ellos se extrae de las hojas de la menta y se usa de forma extendida como aromatizante en los chicles mentolados. El otro enantiómero se encuentra predominantemente en las semillas de una planta denominada alcaravea, similar al anís o al hinojo y que se usa como especia gastronómica. Ambos enantiómeros se pueden encontrar como sustancias distintas en catálogos de productos químicos (yo los he visto en un catálogo Aldrich).

En los últimos años, ha habido repetidos intentos de conseguir plásticos biodegradables, en un intento de que los desechos que generamos acaben su vida de forma sostenible. Uno de los mas recientes y ambiciosos es el generado por el consorcio Dow-Cargill. Dow es un gigante químico y Cargill, entre otras cosas, controla de forma importante el mercado del maiz mundial. El consorcio pretende usar el maiz para, mediante un proceso de fermentación, generar ácido lactico una molécula que puede polimerizar para dar poliácido láctico, un polímero que se usa en forma de hilos de sutura y en algunas prótesis biocompatibles y biodegradables. Pero se pretende ampliar ese mercado al de los termoplásticos convencionales y obtener materiales que sean usables en forma de todo tipo de objetos, filmes, envases, etc.

Para ello, una parte de la estrategia descansa en el hecho de que la unidad de ácido láctico es quiral. Mediante adecuados métodos de síntesis uno puede conseguir cadenas de polímeros en las que la unidad repetitiva sea uno de los enantiómeros al 100% o adecuados copolímeros de ambas formas quirales. Como se puede comprender las variantes son infinitas, no sólo en composición sino en la topología, esto es, la forma en la que las diferentes unidades se ordenan.

Pero lo que más me ha sorprendido en los últimos tiempos en torno a la quiralidad es una serie de artículos que he leído en el que se plantea esta propiedad como una de las grandes incógnitas de la teoría evolucionista del origen de la vida. Resulta que casi todos los polímeros biológicos que nos constituyen son homoquirales, esto es, constituidos por uno de los enantiómeros posibles y no por mezclas de ambos. Todos los aminoácidos en proteínas son del tipo L, que desvían la luz polarizada a la izquierda. Y todos los carbohidratos que forman el ADN son R (justo el efecto contrario). Y son así porque tienen que ser. Si en una proteina se nos metiera como imperfección el enantiómero inadecuado, esta no podría adquirir la estructura adecuada. Y la famosa estructura de doble hélice del ADN no podría formarse si un monómero L entrara donde debía entrar un R, no almacenando así la información que soporta la vida.

Y, sin embargo, lo lógico es que no se formaran estructuras homoquirales. La síntesis biológica de estos materiales parte de monómeros que son mezclas de enantiómeros y hay una regla bien establecida en Química Orgánica que establece que a partir de esas mezclas de reactivos es imposible obtener polímeros homoquirales. La pregunta que atormenta a los partidarios de la teoría evolucionista de la vida es: ¿cómo es posible que se haya conseguido esa estructura homogénea en los componentes esenciales de nuestro organismo?. Porque aquí no hay un Pasteur que ande mirando al microscopio la diferente morfología de uno y otro enantiómero y separándolos con pinzas.


Fuente:

http://elblogdebuhogris.blogspot.com.es/2006/04/como-dos-manos-quiralidad-y-evolucion.htm