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miércoles, 18 de febrero de 2015

Un Material para Gobernarlos a Todos. El poliuretano en la industria del calzado



El espacio que hay entre tu pie y el suelo es un mundo fascinante. Una gran variedad de materiales se han utilizado desde los inicios de la historia del calzado, hace más de 10.000 años, a finales del periodo paleolítico, para proteger nuestros pies ante los múltiples peligros que le acechan desde los diferentes terrenos que pisamos.

No sólo eso, sino que en muchas ocasiones no hay un solo material, sino una compleja combinación de varios materiales, para conseguir la mejor combinación de protección, y confort, entre nuestro pie y el suelo.

Intentar hacer una clasificación de la calidad de los diferentes materiales que se pueden utilizar como suelas es sumamente pretencioso, pero puedo intentar hacer una aproximación sencilla.

Lo que suele interesar en el material que está en contacto con el suelo es que resista el desgaste al caminar. En general se puede decir que las propiedades de durabilidad del material utilizado son directamente proporcionales a su densidad.  Esto tiene, como se verá, muchas excepciones, pero nos puede servir como regla general.


Un material compacto (de densidad relativa 1 o superior) no posee prácticamente huecos en su interior, y por tanto presentará, sea cual sea este material, unas propiedades "completas".  Fijémonos por ejemplo en la resistencia a la abrasión, o lo que podríamos entender en palabras de la calle como el desgaste de la suela.  Un hipotético rodillo de material abrasivo, que simulara el contacto con el suelo de la suela, no encontraría en el caso de un material compacto ningún hueco por donde iniciar el desgaste del material (excepto, lógicamente, los defectos superficiales del material, aunque sean muy pequeños).  Este material resistiría el contacto abrasivo durante un tiempo prolongado, que se podría determinar fácilmente, si consideramos la dureza de ambos materiales (el rodillo abrasivo, y el material de la suela).
A partir de este ensayo, es fácil hacer una clasificación de durabilidad, si comparamos siempre contra el mismo material abrasivo.


 
Un material de densidad menor que la del agua necesariamente ha de tener una estructura celular 
El "truco" para que la densidad de estos materiales (cuyo peso específico es siempre mayor que 1) sea menor que la del agua es crear una estructura celular, en la que haya mucho aire en su interior.
Las celdas pueden ser más o menos grandes, y estar más o menos conectadas entre sí.  Pero en definitiva, tiene que haber mucho hueco vacío (en realidad, lleno de gas, que puede ser aire, dióxido de carbono, o algunos otros) para que la estructura completa pese menos que el agua, y por tanto, su densidad sea menor.
Podemos tener estructuras de célula abierta (que pueden tener celdas tan grandes que llegan a ser visibles, como por ejemplo en las esponjas de baño, o la espuma de PU flexible de colchones o asientos) o estructuras de célula cerrada (en las que tenemos celdas separadas entre sí, y que no dejan salir ni entrar el aire, como por ejemplo las espumas de aislamiento térmico de las neveras).
Por otro lado, independientemente de su estructura abierta o cerrada, podemos tener unas celdas más finas o más grandes.

Las propiedades de un material celular van a depender de gran cantidad de factores: de la cantidad de espacio vacío que tengan, de cómo está conectado ese espacio vacío, también de qué gas esté relleno ese espacio vacío, y finalmente de las propiedades del material que forma la estructura.

Pero si volvemos a la gráfica anterior, y situamos todos los valores de resistencia a abrasión de los diferentes materiales ensayados, junto con su densidad, desde los materiales compactos a los materiales de menor densidad, veremos que se cumple aproximadamente la hipótesis inicial, aunque ya no tendremos una línea, sino una nube de puntos, con la siguiente forma.


Si repetimos esto mismo para otras propiedades diferentes, veremos que suele obtenerse una forma bastante similar. Ese gráfico puede servirnos de referencia para evaluar la calidad del material que podemos encontrar para fabricar la suela del zapato.

Pues bien, y ahora viene la explicación al título de este post. Sólo existe un material que cubre toda esa zona.  Que cubre todas las densidades y calidades posibles.  Un material que los gobierna a todos.  Un material para encontrarlos, un material para atraerlos a todos, y en las tinieblas atarlos. El material único.  Mi Tesssoro. El poliuretano.


Podemos comparar la calidad de los materiales en todos los rangos de densidad posibles, y siempre aparecerá el poliuretano, luchando con los demás materiales posibles, luchando por dominarlos a todos. Y en casi todos los “combates” sale bastante bien parado.

Si comenzamos por los materiales compactos, encontramos dos enemigos muy poderosos del poliuretano, el cuero y el caucho vulcanizado.

La suela de zapato "de toda la vida" (o como dice Juan-José, Yanko, Iruin, en su muy recomendable post La Química de una suela de zapato “una suela como Dios manda") se fabrica con cuero.

Aunque lamento decirte, querido Búho, que aunque la suela de cuero tiene sus ventajas (a mí también me gusta mucho el sonido de una suela de cuero, en unos buenos y elegantes zapatos de vestir) la durabilidad no es una de ellas.  Tampoco la facilidad de diseño, la impermeabilidad, transpirabilidad, aislamiento térmico, etc.

En cuanto al caucho vulcanizado, o goma, fue introducida como material para fabricar suelas hace más de 50 años, y presentó un importante logro tecnológico: gracias a las suelas de goma, las suelas se hicieron impermeables, permitiendo mantener los pies secos y calientes sobre todo en los meses de invierno.
Podemos decir que la goma es el enemigo más poderoso del poliuretano, en la zona norte de la Tierra Media.
Contra este poderoso enemigo, el poliuretano puede enfrentarse también con un grupo de poderosos materiales, La Comunidad del Anillo, entre los que se encuentran el TPU o poliuretano termoplástico inyectado, o el poliuretano compacto proyectado con tecnología RPU.


Como vemos en la siguiente figura, en términos de durabilidad, el poliuretano compacto (solid PU) sale muy bien parado con respecto a los dos materiales compactos citados, el caucho vulcanizado y el cuero.


Si pasamos a los materiales de menor densidad, el PU celular cubre un rango enorme de densidades, entre el prácticamente compacto (densidad 0,9 - 1,0 g/cm3) pasando por los habituales 0,6 - 0,5 g/cm3 para suelas de alta calidad, los 0,4 - 0,5 g/cm3 de las suelas más gruesas y ligeras y con menores requerimientos (por ejemplo las suelas de cuña de zapato femenino), los 0,3 - 0,4 g/cm3 para suelas de bajo requerimiento (por ejemplo el calzado de interior, las pantuflas de andar por casa), incluso los 0,2 - 0,3 g/cm3 de la entresuela deportiva, o del material para plantillas interiores que aportan mayor comodidad a nuestros pies.

Para cada uno de estos rangos de densidad se podría escribir un nuevo post, así que no me alargaré mucho más. Como hemos dicho, cuanto más bajamos la densidad peores propiedades vamos a obtener en general.

Pero sin embargo si bajamos la densidad al mínimo, encontraremos a uno de los más temibles enemigos del poliuretano. Un material muy conocido por todos los amantes del running, el EVA (siglas del Etil-Vinil-Acetato, nada que ver con la mujer de Adán, y causante del Pecado Original).
Este material podríamos decir que representa la menor densidad que se puede utilizar como material de suelas de calzado.
Sus propiedades para uso como material de suela son muy limitadas, no sólo en resistencia a la abrasión, sino también todo lo demás (sin entrar en muchos detalles, tiene una deformación remanente desastrosa, y una malísima resistencia al desgarre, por ejemplo) lo que limita su uso para suelas de chanclas, zuecos de hospital, etc. Pero su ventaja fundamental es el confort que proporciona, debido a su rebote .   Un material tan ligero, y con una elasticidad tan alta, tiene un tacto muy peculiar, que todo el mundo puede disfrutar haciendo guerras con los archiconocidos "churros de piscina".
Pero donde el EVA ha sido hasta hace muy poco imbatible ha sido en la entresuela del calzado deportivo.  Prácticamente toda deportiva de running del mundo fabricada en los últimos 30 años tiene una entresuela de EVA.

Pero como afirmo en el título de este post, el PU es el material para gobernarlos a todos, el anillo de poder, e incluso contra el todopoderoso EVA está consiguiendo vencer.

En este caso, el material desarrollado para esta ardua batalla en la parte Sur de la Tierra Media es el siguiente: micro TPU pre-expandido. Sin duda, El Retorno del Rey poliuretano.


En definitiva, de todas las combinaciones posibles de materiales que se utilizan para separar tu pie del suelo, es muy difícil no encontrar al poliuretano formando parte de alguna de las capas: patín, piso, suela, entresuela, plantilla, etc.  

Si no sabes lo que hay entre tu pie y el suelo, la respuesta es fácil: el Material Único, el que los gobierna a Todos.

Nota: This post is also available in English in my LinkedIn page: https://www.linkedin.com/pulse/one-material-rule-them-all-polyurethane-footwear-servet-casabona



viernes, 19 de septiembre de 2014

No obligues a tus hijos a ordenar su cuarto, no merece la pena


Lo malo de estar en un Universo regido por Leyes, es que nos guste o no, se tienen que cumplir. Se puede intentar luchar con ellas, pero si son Leyes Universales la batalla está perdida.  Como la batalla de intentar que tus hijos ordenen su cuarto.

El cuarto de los niños, los propios niños, y el Universo en general está regido por la entropía. Esta misteriosa magnitud , también conocida vulgarmente como "desorden" es una magnitud física que, mediante cálculo, permite determinar la parte de la energía de cualquier objeto que no puede utilizarse para producir trabajo. La energía inútil, vamos. Como sabéis todos los que tenéis hijos pequeños, este tipo de energía "inútil" es muy elevada para nuestras amadas criaturitas, y necesita ser "quemada" antes de acostarse, para asegurar un descanso plácido (de los padres).

Para entender un poco más a la poderosa entropía, podemos realizarnos preguntas como: "¿Por qué ocurren los sucesos en la Naturaleza de una manera determinada y no de otra manera?". Buscamos una respuesta que indique cuál es el sentido de los sucesos. Por ejemplo, si se ponen en contacto dos trozos de metal con distinta temperatura, se anticipa que finalmente el trozo caliente se enfriará, y el trozo frío se calentará, finalizando en equilibrio térmico. El proceso inverso, el calentamiento del trozo caliente y el enfriamiento del trozo frío es muy improbable que se presente, a pesar de conservar la energía. 
Otro ejemplo doméstico sería el de lanzar un vaso de cristal al suelo: tenderá a romperse ya esparcirse, mientras que jamás conseguiremos que, lanzando trozos de cristal, se construya un vaso por sí solo. Estos sencillos ejemplos muestran procesos en los que ha aumentado la entropía.

La entropía puede también aplicarse a conceptos como el de la energía. El Primer Principio de la Termodinámica, el más conocido, dice que “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”.

De esa capacidad de transformación de la energía es de donde proviene el concepto de trabajo, que no es más que el aprovechamiento de un aumento de entropía. La energía sólo puede ser convertida en trabajo cuando, dentro del sistema en concreto, la concentración de energía no es uniforme.
Veamos otro ejemplo. Tenemos un embalse de agua situado a una gran altitud. Como la concentración de energía es uniforme, la entropía es máxima. Ahora, abrimos las compuertas de la presa de ese embalse de agua y al hacerlo cambiamos el sistema de referencia, al variar la distribución del agua a ambos lados de la compuerta. El agua fluye entonces con una gran energía gravitatoria y realiza un trabajo al hacer girar una turbina que convertirá esa energía gravitatoria en eléctrica.
Sigamos con la apasionante termodinámica. La tercera ley afirma que "No se puede alcanzar el cero absoluto en un número finito de etapas". 
Introduce el apasionante concepto del cero absoluto, y por qué no se pueden enfriar cosas a 300 grados (Celsius) bajo cero.  Pero eso lo dejo para otro día.
Para lo que nos atañe hoy, puede decirse que al llegar al cero absoluto la entropía alcanza un valor mínimo. El desorden de ese objeto sería mínimo.  Si ese objeto fuera la habitación de nuestros hijos, se alcanzaría el sueño de toda madre: una habitación perfectamente ordenada. Aunque, como se puede deducir fácilmente, llegar a ese estado no sólo es imposible, sino que quedaría una habitación un poco "fría".

Pero lo jodido de la Termodinámica viene con el Segundo Principio, que afirma que "la cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse en el tiempo. El universo tiende a distribuir la energía uniformemente; es decir, a maximizar la entropía."

Para entender este principio, y resignarnos a lo evidente, partamos pues de la base de que todas las habitaciones infantiles deben tener cierto desorden. Por otro lado, la entropía global de un sistema es la entropía del sistema considerado más la entropía de los alrededores. 

Si consideramos que ordenar la habitación se trata de un proceso reversible, la variación de entropía del sistema es cero: el orden generado es igual al trabajo realizado. Pero esto sería en una situación ideal, ya que en la realidad el trabajo es en la vida real siempre mayor del estrictamente necesario, ya que hay multitud de pérdidas de energía en cosas que no son estrictamente generar más orden en el sistema.  Mientras los niños ordenan la habitación se despistan, sacan otras cosas, juegan un poco antes de meter cada cosa en su sitio, etc.
Como los procesos reales son siempre irreversibles, siempre aumentará la entropía global. Así como "la energía no puede crearse ni destruirse", la entropía puede crearse pero no destruirse.

Podemos decir entonces que "como el Universo es un sistema aislado, su entropía crece constantemente con el tiempo". Esto marca un sentido a la evolución del mundo físico, que llamamos principio de evolución. Cuando la entropía sea máxima en el Universo, esto es, exista un equilibrio entre todas las temperaturas y presiones, llegará la muerte térmica del Universo. El desorden total, no sólo de la habitación de los niños, sino de todo lo que la rodea.  Y no podemos hacer NADA para evitarlo.  Resignémonos, y dejemos de reñir a nuestros hijos por tener la habitación desordenada.  No es culpa suya. No pueden saltarse el Segundo Principio de la Termodinámica.




P.D: tranquilos, queridos padres, como os habréis imaginado ya, a una conclusión como ésta sólo puede llegarse haciendo unas tremendas simplificaciones, al estilo de "la vaca esférica"

En este caso hemos simplificado el Universo completo, como la habitación de nuestros hijos. Considerar la habitación, o como mucho la casa completa, como un sistema aislado, es tan falso como que una vaca es una esfera, pero puede ayudarnos a comprender conceptos tan difíciles de entender como la entropía, la irreversibilidad, o el cero absoluto. Y puede ayudarnos a comprender por qué es tan difícil conseguir que nuestros hijos ordenen su habitación. 

miércoles, 2 de julio de 2014

No es país para científicos



A veces veo  cosas que me indignan. Pequeños detalles que me cabrean y me hacen darle vueltas durante semanas, buscando una explicación. Cuando a veces la explicación es tan sencilla que me sorprende no haberla visto antes.

La última de esas veces ha tenido que ver con la cocina, la divulgación científica, y la estupidez humana.

Resulta que en el concurso de cocina Master Chef ha participado este año, entre otros, un doctor en biología molecular, llamado Jorge.

Este concursante no es uno de los más conocidos, y de hecho fue el quinto en ser eliminado, de un total de 16. Pero el mismo día en el que fue eliminado fue víctima de una de las burlas más lamentables que he visto en ese programa. 

El bueno de Jorge, apasionado de la cocina, pero también de su trabajo de investigación en el Centro Nacional de Biotecnología del CSICtuvo la necesidad de juntar ambos mundos, y crear un plato acompañado de una guarnición que él bautizó como "chaperoninas".  Cuando le tocó explicarlo, recibió desde el principio la burla de alguno de los representantes del jurado. 
La pasión con la que intentaba explicar su idea, su creación, no le permitió ver el tono de choteo de casi todos ellos.  Y el remate final, muy gracioso, eso sí, es lo más indignante que he visto en mucho tiempo.
"Por Dios, que estamos hablando de cocina".  Una frase para la posteridad.  Cuando a todos los grandes chefs se les llena la boca diciendo que la Cocina es creación, fusión de nuevas ideas con conceptos tradicionales, resulta que no les parece adecuado intentar plasmar el increíble mundo celular en la cocina.

El pobre Jorge cometió un tremendo error: creer que ese pequeño minuto de gloria le iba a servir para realizar una pequeña labor de divulgación científica.  Que iba a poder transmitir algo que a él le parecía apasionante, las proteínas chaperonas.

Pero no, este no es el lugar adecuado para ello.  Aquí no se viene a hacer divulgación.

Dónde íbamos a parar, ¡en un concurso de cocina!  

Aquí sólo se les permite insultarse, faltarse al respeto, y convertir el concurso en un reality más propio de Telecinco que en un concurso de cocina.

O sea, cocina + divulgación NO, pero cocina + crispación SI.  No vaya a ser que los telespectadores, horrorizados de ver el atrevimiento de un concursante de hablar de ciencia, huyan despavoridos en busca de otro programa como Sálvame, que consiga devolvernos a nuestro estado de aletargamiento previo.

Como he dicho al principio, la explicación a todo este sinsentido es bastante sencilla. Definitivamente éste no es un país para científicos.

Pero a pesar de todo ello, te animo Jorge a que sigas luchando para transmitir tu pasión a los demás.  A que sigas intentando que las personas que te escuchan tengan curiosidad, se informen, investiguen un poco, y acaben descubriendo el maravilloso mundo que a ti te tiene atrapado desde hace tanto tiempo.

Al fin y al cabo, necesitas soportar innumerables caras de burla, para conseguir una sola cara de interés, un diminuto instante, en el que el brillo en los ojos de la persona que te escucha te muestra con claridad que tu mensaje ha llegado, que has conseguido transmitir tu pasión, que algo ha nacido en su interior.
Ese es el instante por el que merece la pena todo lo anterior.  Ese brillo en los ojos lo paga todo con creces.

viernes, 31 de agosto de 2012

Mi robot aspirador no sigue las tres Leyes de la Robótica




Todos hemos tenido alguna vez la sensación de que llegará un momento en el que las máquinas se cabrearán con sus creadores, los frágiles y patéticos humanos, y nos destruirán.  Parece que la evolución de la inteligencia artificial no puede tener ningún otro final diferente.  Pero, ¿hay alguna manera de protegernos ante este funesto futuro?

El genial escritor de Ciencia Ficción Isaac Asimov imaginó un futuro en el que los robots formarían un papel importante para la Humanidad, conviviendo en paz con nosotros, y evolucionando en una simbiosis perfecta.
Para ello, desarrolló un sistema perfecto de protección del ser humano, que él llamó Las Tres Leyes de la Robótica.
Estas Tres Leyes son unas normas que el robot estaría obligado siempre a cumplir, al estar impresas en su cerebro mismo (en la ROM, la memoria de sólo lectura).    Estas normas no se podrían pues modificar, y si el robot las intentara desobedecer, su cerebro se vería inmediata e irreversiblemente dañado.

Las famosas Leyes representan el código moral del robot.  Cada una de las decisiones que el robot tiene que tomar de manera independiente deben pasar por estas tres reglas lógicas.


  1. 1ª LEY: Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.

  2. 2ª LEY: Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la Primera Ley.

  3. 3ª LEY: Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.


Así de simple.  Así de perfecto.  La seguridad del Ser Humano está garantizada por este triple problema de lógica.
El propio Asimov comprobó la validez de dichas leyes en infinidad de situaciones, en varios de sus libros (Yo, RobotLas bóvedas de aceroEl sol desnudoLos robots del amanecerRobots e Imperio)

Cualquiera podemos plantear una situación en la que un robot tendría por obligación que actuar de una u otra manera, a partir de dichas leyes.

Un ejemplo sencillo: un robot descubre a un hombre, armado y peligroso, que está violando a una mujer.  El robot recibe dos órdenes simultáneas; la mujer le pide auxilio, y el hombre le ordena que se mantenga al margen.  Para recalcar esta orden, el hombre apunta al robot con un arma capaz de destruirlo.

¿qué debe hacer el robot?

Muy fácil: 

- Primero, de acuerdo con la Primera Ley, el robot no puede hacer daño a ninguno de los dos seres humanos, ni siquiera al violador.
- Sin embargo, su inacción permitiría que la mujer sufriera daño, y estaría incumpliendo la Primera Ley. Por tanto, el robot se decide a actuar, con el objetivo que la mujer no sufra daño.
- El robot debe obedecer a los humanos, siempre que esa orden no contradiga la Primera Ley.  Por tanto, la orden del violador no debe ser obedecida.  Sin embargo, la orden de la mujer es perfectamente compatible con todo lo anterior.
- Por tanto, el robot está obligado a proteger a la mujer sin causar daño al violador.
- El robot en ese caso no podrá proteger su propia existencia, manteniéndose fuera del alcance del arma.  Esto entraría en contradicción con su obligación de auxiliar a la mujer (1ª Ley), y con la de obedecer a su orden (2ª Ley). Intentará salvarla, aunque eso suponga su propia destrucción.

Como código moral es intachable.  No sé cuántos de nosotros tomaríamos impulsivamente la misma decisión, a pesar de saber que nuestro código moral nos obliga a ello.

Parece un sistema perfecto.  ¡¡Este tío era un hacha!!  Por mucho que se desarrollen los robots en el futuro, y nos superen en fuerza, inteligencia, rapidez, etc, nunca nos causarán daño. 
Supongo que todos los desarrollos de inteligencia artificial actuales están teniendo en cuenta esta magnífica manera de protección, de una u otra manera.  Lástima que la evolución de la robótica está siendo un poco decepcionante, y todavía los robots no son lo que Asimov esperaba.  Lo más "avanzado" y asequible que podemos encontrar hoy en día es un robot aspirador.  Llamarlo robot es un chiste, pero bueno.  Sin embargo, un incidente que ocurrió con el que tenemos en casa, me hizo sospechar que las tres Leyes no están instaladas en estos "robots".  Mientras el sufrido aspirador estaba buscando polvo y suciedad por todas las esquinas de la casa, dejé distraidamente la puerta abierta. Al salir de casa, encontré al robot parado en el rellano, a escasos centímetros de un precipicio de cinco pisos, a punto de caer.  Eso me hizo plantearme brevemente que su sistema de seguridad anti-caídas era equivalente a la 3ª Ley, puesto que el robot había protegido su propia existencia.  En ese caso, pensé, una sencilla orden que obligara al robot a avanzar, a través por ejemplo del mando a distancia, activaría la 2ª Ley, por la que el robot tendría que obedecerme, precipitándose al vacío.  Por si acaso, no quise tentar a la suerte, por lo que nunca sabré si el robot habría dado prioridad a su propia seguridad o a mi estúpida orden.  Decidí mejor intentar comprobarlo a través del libro de instrucciones.
Pues bien, allí no encontré ninguna referencia a las tres Leyes, ni siquiera a la más importante de todas, la primera. Bueno, ciertamente es ridículo planteárselo para un inofensivo robot aspirador, puesto que no tiene mucha capacidad de hacer daño. Pero supongo que robots más avanzados si que deberían tener en cuenta estas leyes de la robótica.

Para mi profunda decepción, nadie parece estar teniendolas en cuenta para el desarrollo de sus robots.  Ni siquiera Honda, con su famoso robot ASIMO hace ninguna referencia al tema (y eso que su nombre tiene un sospechoso parecido con Isaac ASIMOv).
Bueno, tranquilos, tampoco este gracioso robot con forma de niño tiene aparentemente ningún peligro para nosotros.  Quizás es demasiado pronto para que en nuestra sociedad se haya instalado el debate de si las máquinas creadas por el Hombre se pueden volver contra él, y de cómo protegernos.

Pero la robótica, aunque lenta, va avanzando. Un día, aunque sea lejano, existirá un robot tan tan avanzado que puedan dedicarse, por ejemplo, al cuidado de nuestros hijos: realizarán todas las tareas más repetitivas o tediosas, sentirán un amor incondicional hacia esas delicadas criaturas, y podrán enseñarle a los niños muchas cosas, con una infinita paciencia.  


Pero ese día espero que ya haya quedado claro que es imprescindible tener un sistema de protección tan sencillo y poderoso como las Leyes de la Robótica.  Porque a todos nosotros, por mucho amor que tengamos a nuestros hijos, hemos tenido en algunos momentos ganas de saltarnos la Primera Ley de la Robótica. 


sábado, 7 de abril de 2012

El poliuretano: doble aniversario


El poliuretano es un material generalmente desconocido por la mayoría de sus usuarios. Este versátil material está de aniversario, y por eso le voy a dedicar unas cuantas líneas.
Por una parte, han pasado ya 75 años desde que el Profesor Otto Bayer lanzara la patente inicial que señaló el nacimiento de la química de los poliuretanos en 1937. Este aniversario será conmemorado en la próxima feria internacional UTECH  que tendrá lugar en Maastricht, Países Bajos 17 a 19 abril.
Por otro lado, se acaban de cumplir 10 años desde que comencé a dedicar mi vida profesional a conocer, desarrollar y asesorar sobre este apasionante material.

De una manera muy resumida, se puede decir que el poliuretano es ampliamente utilizado en multitud de sectores industriales hoy en día. Los sectores en los que este material tiene un papel fundamental son tan diversos como el automotriz, aeroespacial, construcción, la fabricación de muebles y ropa de cama, aparatos eléctricos, el calzado y los textiles, la minería, la tubería industrial y fontanería, la refrigeración y el aislamiento, las especialidades médicas y quirúrgicas, etc.  El desarrollo de nuevas aplicaciones para este producto tan versátil es continuo, y nuevas e innovadoras aplicaciones y sectores nos sorprenden cada día.

Para una información más profunda sobre el poliuretano, se puede comenzar, como casi siempre, por Wikipedia

Una curiosidad sobre los inicios del poliuretano.  A pesar de que su creador se llamaba Otto Bayer, no tiene nada que ver con la multinacional alemana Bayer. Este químico industrial alemán era el jefe del grupo de investigación que descubrió la poliadición para la síntesis de polímeros de poliisocianato y poliol en la empresa IG Farben. El Dr. Otto Bayer comparte apellido con el venerable Frederich Bayer, fundador de Bayer Corp, pero no forman parte de la misma familia.

La producción comercial de espuma de poliuretano flexible comenzó en 1954, basado en diisocianato de tolueno (TDI) y polioles de poliéster.
El poliol de poliéter, el primero comercialmente disponible, poli (éter tetrametilen) glicol, fue presentado por DuPont en 1956 por polimerización de tetrahidrofurano. Polialquilenglicoles menos caros fueron introducidos por la empresa BASF y Dow Chemical en 1957. Otros pioneros de la fabricación industrial del PU fueron Union Carbide y Mobay.

Las primeras formulaciones de poliuretano, en forma de espumas (inicialmente llamado imitación de queso suizo por los inventores) fueron desarrolladas gracias a la introducción accidental de agua en la mezcla de reacción.

Los poliuretanos se presentan en dos formas principales: espumas de poliuretano y elastómeros de poliuretanos. Aparte de las espumas flexibles de, por ejemplo, los colchones, los poliuretanos se utilizan en una amplia serie de otras aplicaciones.


En cuanto al mercado mundial de este material, podemos dar un par de pinceladas rápidas (datos de 2010):
Asia y el Pacífico domina el mercado mundial de poliuretanos, representando el 40,20%. El mercado en Europa representa un 35,59% del mercado total, mientras que el mercado norteamericano representa el 19,96%.
Asia-Pacífico es pues la región más atractiva para el mercado de poliuretanos, impulsado por las economías fuertes de China e India. China es el mercado más grande de Asia y el Pacífico, representó el 20% del mercado mundial y más del 50% del mercado de Asia-Pacífico.
El mercado global de la PU por tipo de producto está dominado por las espumas rígidas y flexibles, que en conjunto representa el 65,02% del mercado total. Los otros tipos de productos principales incluyen revestimientos, adhesivos, selladores y elastómeros.
La demanda de poliuretano está dominado por los muebles y los interiores y los sectores de construcción, que en conjunto representaron el 52,99% del mercado del PU. Los otros usos  principales del PU son, en este orden, calzado, automoción, aparatos electrónicos y electrodomésticos, y embalajes.

Y para aquel que crea que todo está inventado ya, le puedo decir por experiencia que en los últimos diez años he podido comprobar los increíbles avances que ha dado la química del poliuretano.  He visto cosas como: almohadas y colchones viscoelásticos, que se adaptan perfectamente a tu cuerpo; poliuretano ligante  para rocas, que protegen las costas contra la acción de las olas mucho mejor que el cemento; espuma rígida ultraligera, que rellena las aspas de los aerogeneradores; pieles que recubren piezas interiores de un coche, con apariencia muy similar al cuero, pero con un proceso de fabricación cientos de veces más económico; platos de ducha con un tacto cálido y flexible, antideslizante, y con las mismas prestaciones que los habituales. Y muchas otras más.
También he podido recopilar una colección de aplicaciones mucho más artesanales, en las que el poliuretano ha servido para inspirar la creatividad de infinidad de artistas, como se muestra en esta página:



En fin, un mundo apasionante al que he dedicado con pasión los últimos diez años de mi vida profesional.  Puedo decir, no sin orgullo, que cada vez que te sientes al volante de tu propio coche probablemente estarás tocando un material cuya fórmula química conozco muy bien.  





martes, 13 de diciembre de 2011

Ante la duda, la más tetuda

Siempre he tenido la duda de por qué a los hombres nos gustan tanto las tetas grandes; la increíble atracción que ejercen sobre nosotros los pechos voluptuosos, erguidos, esféricos.



Tiene que haber alguna explicación biológica que le de un poco de sentido a nuestra irracional atracción sexual hacia un órgano que en principio tiene otra función, la lactancia

Podríamos pensar que los hombres vemos subconscientemente en las mujeres de grandes pechos a unas buenas madres para nuestros futuros hijos.
Sin embargo, otras especies de primates ofrecen a sus retoños una lactancia copiosa y, sin embargo, sus hembras no presentan seños hemisféricos claramente definidos. En este particular, la hembra de nuestra especie es única entre los primates. Y debido a ello el acto de amamantar al hijo crea a las hembras de nuestra especie un problema mucho mayor que a la de las demás primates.
La dificultad del amamantamiento, llamada “lucha contra el pecho”, con la que suelen reaccionar algunos niños, da a menudo la impresión a la madre de que el niño no quiere chupar; pero en realidad significa que, a pesar de sus desesperados intentos, no lo hace porque se ahoga.  Una posición ligeramente inadecuada de la cabeza del niño contra el pecho puede ser causa de que quede tapada la nariz, y como tiene la boca llena, no puede respirar.  Lucha, no porque no quiera mamar, sino porque necesita aire.


Este tipo de problemas son causados por la forma sólida y redondeada de las mamas; basta observar el perfil de los pezones de goma elástica de los biberones para comprender cuál es la forma que funciona mejor. 

Esta forma es mucho más alargada y no se hunde en el gran hemisferio que causa tantas dificultades a la boca y a la nariz del niño.   




Su forma se asemeja mucho más al aparato de alimentación de la hembra del chimpancé.  Ésta tiene unas tetas sólo ligeramente hinchadas, pero incluso en plena lactancia su pecho es mucho más plano que el de la hembra de nuestra especie.


  

Pero alguna razón tiene que haber para que los pechos de las hembras de homo sapiens hayan evolucionado desde algo parecido a las mamas de un chimpancé a la sugerente forma hemisférica actual.

La selección natural tiene como resultado evolutivo la transformación de las especies gracias a la acumulación progresiva de variaciones. En el caso de la selección sexual humana, el proceso se da en los dos sentidos, a la hora de hacer una elección por parte de uno de los sexos de los mejores individuos del otro sexo.
Tanto hombres como mujeres tenemos numerosos mecanismos, que actúan a nivel subconsciente o subliminal, para elegir a la pareja que potencialmente traiga más ventajas a nuestra descendencia.

Así podemos encontrar una explicación biológica a cuestiones como por ejemplo cuál es la manera que vemos más atrayente o sexy de caminar:





La evolución de unos senos prominentes de piel desnuda parece constituir otro ejemplo de señal sexual. Además de su forma ostensible, sirven también para concentrar la atención visual en los pezones y hacer más visible la erección del pezón, así como el oscurecimiento de la aureola pigmentada alrededor del pezón, efectos que se producen en la mujer durante la excitación sexual.

Una de las más admitidas teorías parte de la hipótesis de que las hembras humanas fueron progresivamente atrayendo a los machos hacia una postura de cópula frontal (la del misionero, vamos)
La aproximación frontal proporciona la máxima posibilidad de estímulo del clítoris de la hembra durante los movimientos pelvianos del macho.
Si aceptamos esta hipótesis, podemos llegar a concluir que los pechos se desarrollaron a través del proceso de autoimitación sexual.

Debió de haber un tiempo, en época de nuestros remotos antepasados, en que se empleó la aproximación por detrás. Supongamos que hubiésemos llegado a la fase en que la hembra incitaba sexualmente al macho desde atrás, con un par de carnosas nalgas hemisféricas (que, digámoslo de paso, no se encuentran en ninguna otra especie de primates)
Supongamos que el macho hubiese adquirido una fuerte sensibilidad sexual para responder a estas señales específicas. Supongamos que, llegada a este punto de su evolución, la especie se volviese cada vez más vertical y orientada de frente en sus contactos sociales. En esta situación, cabría esperar que encontrásemos alguna especie de autoimitación frontal. Si la hembra de nuestra especie tenía que atraer eficazmente la atención del macho sobre su parte frontal, la evolución tenía que hacer algo para que la región frontal resultara más estimulante. Si observamos las regiones frontales de la hembra de nuestra especie, ¿podremos descubrir alguna estructura que sea posible imitación de la antigua exhibición genital de las nalgas hemisféricas?
La respuesta aparece con la misma claridad que el propio pecho de la hembra. Los
senos protuberantes y hemisféricos de la hembra son, seguramente, copia de las carnosas nalgas. El pobre macho de nuestra especie, obligado ya a responder sexualmente a estas señales cuando procedían de la parte posterior de la región genital, se vio sutilmente atraído hacia la región frontal, con el único y malévolo objetivo de las hembras de obtener mayor placer sexual.

Según esta teoría, el seno femenino es, perdonadme por la expresión, un culo en mitad del pecho. 


Existen otras teorías no tan elaboradas o admitidas.  Por ejemplo, a comienzos de la década de los 70 Elaine Morgan presentaba los pechos de Eva al Desnudo como la prueba de que hubo una fase acuática de la evolución de nuestra especie, a diferencia de otros primates. Defendía que la evolución de unos pechos desnudos protuberantes sirvieron para que se cogieran las crías.  También especulaba sobre si los pechos habrían servido de flotadores para aquellos simios ribereños.

Otros estudios defienden que la elección de hembras con pechos prominentes podrían haber seguido la siguiente selección evolutiva:
1. Los pechos grandes como señal de buen estado de nutrición de la mujer. En el pasado, la búsqueda de sustento era mucho más difícil que en la actualidad y no eran raros los casos de hambruna o déficits nutritivos. Una mujer con unos pechos grandes (recordemos que se asocia a abundante grasa) era una señal de un buen estado de nutrición
2. Los pechos grandes como señal de ovulación. A lo largo del ciclo menstrual, los pechos van sufriendo variaciones visibles en su volumen. Normalmente, su mayor volumen suele ser durante la ovulación, momento durante el cual la mujer puede quedarse embarazada. Debido a que la hembra femenina no muestra unas señales evidentes de la ovulación, el aumento de volumen de los pechos se convertiría en una señal que avisara al varón de ese momento

Como todo esto no son más que teorías, yo también voy a lanzar la mía: nuestros antepasados ya conocían el dicho popular del título de esta publicación. Al fin y al cabo, los dichos populares son más antiguos de lo que nadie puede imaginar.  Cuando el macho de protohumano tenía que seleccionar pareja, una vocecita venía a su mente, suave, pero insistentemente:




--> ANTE LA DUDA... ¡LA MÁS TETUDA!



P.D. Si quieres profundizar más, te aconsejo esta publicación en la que se responde de forma sencilla a cosas como: ¿por qué las mujeres os fijáis primero en el culo de los hombres? o ¿por qué pintarse los labios es una señal sexual?

Y también recomiendo la obra original de Desmond Morris, El Mono Desnudo, donde desarrolla todas estas teorías.