Autores: Noelia Velasco Pérez y Fernando Martínez Lara.

Comenzamos a escribir este artículo por esa curiosidad que nace de cada uno de nosotros, siempre ha sido una parte fundamental de nuestra vida desde pequeños, nos impulsa a preguntar y querer saber más. El otro día, durante una comida familiar, una prima pequeña me hizo una pregunta: ¿qué es ser científico y a qué nos dedicamos los científicos?

¡Entonces se abrió a la caja de Pandora! ¿Cuántas veces muchos amigos nos han realizado esta pregunta y no sabemos cómo responderla? Si cabe, esto es más difícil todavía si viene dirigida de alguien tan pequeño. Así que, ¿por dónde empezar?

Investigador. (Fuente: Pixabay)

¿Qué es la ciencia?

En primer lugar, adentrémonos en la base de la cuestión: ¿qué es la ciencia? Es el proceso de descubrir y aprender sobre el mundo que nos rodea mediante la observación, planteándonos preguntas y experimentando para buscar posibles respuestas. Las personas que se dedican a estos estudios son los científicos y científicas. En la naturaleza hay muchas cosas que estudiar, por ello la ciencia se divide en diferentes ramas, así, por ejemplo, encontramos las siguientes especialidades:[1]

  • La biología se encarga de investigar lo relacionado con los seres vivos. A su vez, se subdivide en otros campos más específicos, como la zoología para estudiar los animales, la botánica centrada en las plantas o la paleontología en los fósiles.
  • El cuerpo humano es estudiando por la medicina, tratando de averiguar cómo prevenir y curar las enfermedades que sufrimos.
  • Todo aquello que le ocurre a la materia y su movimiento se encarga de estudiarlo la física. Que tiene áreas tan interesantes como la astronomía que nos ayuda a descubrir el universo, o la óptica que investiga la naturaleza enigmática de la luz.
  • La química estudia cómo son las sustancias, que cambios ocurren en ellas y cómo interaccionan con otras sustancias para crear nuevas cosas. ¡Y no hablamos de magia, aunque lo parezca!
Científica laboratorio. (Fuente: Freepik)

Nosotros también somos científicos, nuestro trabajo se basa en estudiar una de las partes de la ciencia: la química. Y nuestro centro de operaciones es el laboratorio.

Así que, ¡manos a la obra! Nos preparamos con nuestra bata, guantes y gafas, la seguridad siempre ha de ser lo primero, y nos adentramos en el maravilloso mundo de los átomos y las moléculas.

Los cocineros de la química

Dentro de la química nuestro trabajo se centra en la química orgánica, que estudia las sustancias orgánicas, aquellas que se forman fundamentalmente por la combinación de carbono, hidrógeno, oxígeno y azufre. En concreto, nos encargamos de investigar cómo preparar estas sustancias, o lo que es lo mismo, de cómo sintetizarlas. Es decir, somos los cocineros de la química.

Y te preguntarás: ¿qué interés tiene preparar este tipo de sustancias?[2] Pues bien, se trata de compuestos que están en casi todo lo que nos rodea desde los alimentos, las pinturas que usamos en el cole, nuestra bicicleta o incluso los medicamentos que el médico nos receta cuando nos encontramos mal. En este último punto es donde se emplean en concreto las sustancias que nosotros preparamos, se tratan de pequeñas partes que conforman el medicamento final que podemos comprar en las farmacias.

Para entender cómo se llega a conseguir ese fármaco y qué parte de él es la que nosotros preparamos, vamos a pensar en cómo se construye un móvil.

El smartphone que tenemos en la mano no es un dispositivo tan sencillo como creemos, si lo analizamos con detenimiento está formado por un montón de cosas. A simple vista, podemos encontrar la pantalla LCD táctil, que nos permite con un simple dedo acceder a infinidad de aplicaciones; la carcasa de nuestro color favorito, o el objetivo de la cámara para hacernos selfis. ¿Pero qué pasa si miramos en su interior? Descubriremos un sinfín de elementos desde la batería o el módem, hasta llegar el microprocesador conocido como el cerebro del sistema.

Componentes de un smartphone. (Fuente: Freepik)

Lo mismo ocurre con un medicamento, aunque pueda parecer un simple líquido rosa, una pastilla de color azul o polvos amarillos, entre muchos otros aspectos, detrás de esa sustancia hay mucho más de lo que nos imaginamos y no se puede ver a simple vista.

Dentro del medicamento hay una parte muy importante, unos pequeños compuestos orgánicos que son la clave para que pueda llegar a curarnos: los principios activos. Estas sustancias son lo que nosotros investigamos y nuestro objetivo es descubrir cómo prepararlas, llevando a cabo diferentes reacciones químicas.

Y te preguntarás, ¿pero qué diantres es una reacción química? Aunque suene muy complejo, de manera sencilla podemos decir que es una transformación de la materia hasta conseguir una nueva sustancia; en ocasiones podemos observar este proceso al producirse un cambio de color, olor, desprenderse gas, generarse calor o incluso en el fondo del recipiente va apareciendo un montoncito con un sólido (precipitado).[3]

Proceso de una reacción química con generación de gas.

Ocurre de un modo análogo a cuándo preparamos un bizcocho. Primero, mezclamos los ingredientes, cómo, por ejemplo: harina, huevos, mantequilla, leche, azúcar, levadura y pepitas de chocolate; lo horneamos y conseguimos un rico bizcocho. Cuando realizamos una reacción también necesitamos unos ingredientes, que se llaman reactivos, como ocurría con nuestro bizcocho sino usamos las cantidades adecuadas el resultado no será bueno.

Los reactivos son tratados bajo las condiciones adecuadas para llegar a la sustancia deseada, producto. Por ejemplo, podemos llevar a cabo la reacción calentando; enfriando incluso a menos 78 grados, utilizando nitrógeno líquido, como hacen en los experimentos de la tele; también se puede preparar la reacción en un microondas, entre otras alternativas.

Así llegaríamos a obtener el producto, pero todavía no esta listo para formar parte del medicamento. Al terminar la reacción puede contener otras sustancias “pegadas” a él que tenemos que quitar sino queremos que estropee el medicamento final. En este punto pasamos a lo que se llama etapa de purificación, retiramos todas las impurezas que contenga nuestro compuesto hasta que quede lo más puro posible.

Matraces reacción. (Fuente: Freepik)

Sin embargo, tenemos un problema, como hemos dicho de antes estos compuestos no se ven a simple vista, entonces… ¿cómo podemos comprobar que la sustancia es la deseada y qué realmente esta pura? Para esta labor contamos con la ayuda de nuestros colegas del Parque Científico Tecnológico de la universidad[4], donde poseen instrumentos tecnológicos muy sofisticados que nos van a permitir ver y comprobar las características de porciones de materia hasta un millón de veces más pequeño de lo que nuestro ojo puede percibir.

En el caso de nuestros compuestos para poder identificarlos solemos utilizar técnicas que seguro nos sonaran de pruebas médicas. Es el caso de los rayos X, sin nos caemos con la bici y el médico quiere saber si nos hemos roto la muñeca nos harán una radiografía y obtendrán una imagen de nuestros huesos; nosotros lo que obtenemos es una imagen exacta de cómo son y cómo están colocados los átomos de nuestros compuestos. Otra técnica es la resonancia magnética nuclear, los compuestos se analizan dentro de súper imagen y en función de los cambios que se produzcan podemos saber cuál es nuestro compuesto. Además, también podemos usar microscopios avanzados, equipados con lentes muy potentes que nos permite ver la forma de nuestras sustancias a un tamaño muy muy pequeño, ¡más que un grano de arena! Así, es como conseguimos el compuesto químico que queríamos y sabiendo con exactitud lo que es.

Por último, estos compuestos se los pasamos a otros científicos/as, como los biólogo/as y farmacéuticos/as, que estudiarán las propiedades que tienen, qué ocurre al introducirlos en el cuerpo humano y si son capaces de curar o prevenir enfermedades.

Este principio activo lo unirán con otras sustancias para mejorar sus propiedades. Conseguir que se pueda ingerir, transformarlo en una crema o en un colirio, por ejemplo; darlo un mejor sabor y aspecto; mejorar su digestión, …

Esquema de desarrollo y producción de un medicamento. (Fuente: Freepik)

 Y finalmente, tendremos esa pastilla o el jarabe que el médico nos ha recetado. Como vemos, esto es posible gracias a muchos, muchos pasos de trabajo y la investigación de multitud de científicos y científicas, como nosotros, que pasito a pasito hacen que se consiga algo tan útil como los medicamentos.[5]

¡Pero la cosa no queda aquí! Los compuestos orgánicos que investigamos en nuestro laboratorio pueden usarse para muchas más cosas, como preparar envases, juguetes, ropa, piezas para coches o aviones, …. Bueno ya vale por hoy, tampoco vamos a desvelar todos nuestros secretos en un solo día, dejaremos algo para la siguiente comida juntos. Y mientras tanto…. A convertirse en un pequeño/a científico/a y descubrir todas las cosas curiosas que ocurren a nuestro alrededor.


Notas

[1] https://acortar.link/9KSwa4.  Consultado 27/03/2023.

[2] https://acortar.link/sco462.  Consultado 27/03/2023.

[3] https://educa-ciencia.com/reaccion-quimica/. Consultado 27/03/2023.

[4] https://www.ubu.es/parque-cientifico-tecnologico/servicios-cientifico-tecnicos. Consultado 27/03/2023.

[5] Para saber más, ver vídeo de ejemplo: https://www.youtube.com/watch?v=hp2fRtbnZus&t=20s. Consultado 27/03/2023.