La percepción del mundo que nos rodea se lleva a cabo a través de unas ventanas de comunicación y traducción que llamamos sentidos. Detrás de los sentidos están los mecanismos cerebrales de interpretación y del otro lado están esas cualidades de la naturaleza que identificamos como «propiedades biofísicoquímicas», indicadores que se encargan de conformar selectiva o interactivamente la excitación de las antenas terminales de nuestros sentidos. La llamada ‘difusividad molecular’ es una de ellas.
Dejando sutiles formas posibles de percepción atípica que pudiéramos denominar extrasensoriales, la vista, el tacto, el oído, el gusto y el olfato – los cinco sentidos de antes de las reformas educativas- nos permiten una comprensión del entorno suficiente como para desenvolvernos en él sabiendo a qué atenernos.
Este bombardeo constante de percepciones sensoriales bien definidas cualitativa y cuantitativamente permite catalogarlas, interpretarlas, recordarlas, comunicarlas, construirlas y preverlas -si se es un simple mortal-, o trasfigurarlas, sublimarlas e inmortalizarlas se es un místico o un artista.
Pero, además de fedatarios subjetivos de la realidad que perciben, nuestros sentidos son también utilísmos e incordiantes sistemas de alarma y defensa, puertas abiertas al sufrimiento y al placer, y órganos diana de degeneraciones endógenas y agresiones externas, desde enfermedades a intoxicaciones, pasando por la propia contaminación ambiental.
El negocio de los sentidos
Por obvias razones antropocéntricas, en torno a nuestros sentidos se han construido no sólo voluminosos tratados de moral y densos capítulos de ciencia médica, sino todo un artificio de hedonismo, cultura e industria que mueve muchos intereses y, por supuesto, muchísimo dinero. Es el negocio de los sentidos; para entendernos, el dale alegría a tu cuerpo, Macarena, que decía el filósofo.
Pero, salvo en casos de potenciación sustitutiva o anómala de algunos sentidos (para compensar las limitaciones o carencias de otros, o por las razones genéticas o patológicas más diversas), las percepciones sensoriales menos desarrolladas, menos sutiles, menos elocuentes y más difícilmente cuantificables en la especie humana son el gusto y el olfato.
Aún así, no podrá decirse que los refinamientos culinarios y los sofisticados alardes de la perfumería sean una forma de halago y dispendio menor en torno a estos sensores presumiblemente secundarios.
Percepciones organolépticas
Sin entrar en los mecanismos fisiológicos de esta percepción (ocasionalmente estereoquímicos: correspondencia como llave y cerradura entre una morfología molecular y una estimulación sápida u olfativa) y los más complejos de la interpretación cerebral de las propiedades organolépticas denominadas olor y sabor, y sin entrar en las razones por las que existen umbrales inferiores y superiores de detección, tanto en calidad -tipo de olor o sabor-, como de intensidad – cantidad efectiva (actividad) de agente estimulante-, no son pocas las dificultades para configurar «espectros sensoriales» objetivos que permitan medir y codificar de forma reproducible estas magnitudes sin tener que recurrir a panelistas (conejillos de indias con voz y voto) y a las subsiguientes interpretaciones estadísticas de sus respuestas.
En efecto, así como es perfecta e inequívocamente cuantificable con instrumentos extrasensoriales una imagen cromática o un movimiento orquestal -codificables a su vez como una fotografía o una partitura-, una contribución de los llamados olores o sabores básicos (cuatro, cinco o seis) no basta para caracterizar con similar precisión el toquecillo de un cabrales o el gustirrinín de una sidra.
Inclusive un análisis instrumental refinado (cromatográfico o espectrométrico) puede ser insuficiente para ello, como se deduce de que – por ejemplo- la fórmula de la Cocacola siga siendo un secreto bien protegido a pesar de estar en todos los frigoríficos, incluidos los de los antiyankees más furibundos.
Puesto que existen evidentes interacciones entre sabor y olor en el sujeto sensible, fijemos por un momento nuestra atención en las propiedades externas que se encuentran en la raíz de estas percepciones, y puesto que el sabor parece vincularse a las señales vehiculadas por la fase acuosa que integra la práctica totalidad de la saliva, y la mayor parte de nuestro organismo, fijémonos en el olor, más sutil, cuya vía preferente de acceso a nuestra pituitaria se lleva a cabo sin contacto directo con el emisor, a través del medio gaseoso, en su mayoría aire, que nos rodea
Olfato y físicoquímica
¿Qué propiedades físico-químicas objetivas pueden identificarse como condicionantes de una percepción olfativa? ¿Cuál es el peso o significación de su contribución? ; es decir, ¿cómo se reparten los 600 euros pagados la víspera de San Valentín por un perfume de marca, después de hacer frente a los costes del artístico diseño de un envase de 100 ml, a la distribución, al salario de las pizpiretas empleadas que nos ofrecen una infinitesimal aspersión de prueba, a los overheads, a las comisiones y a los costes de esa publicidad que incluye a cualquier lánguida o agresiva joya del famoseo arropada , o desvestida, por el terciopelo de sugerentes jadeos de acento exótico?
Probablemente unos 10 euros destinados a adquirir en los paÁ§íses empobrecidos buena parte de las matrices de las esencias sustanciales y otros 50 euros a repartir entre aditivos tecnológicos y formulación adecuada para conseguir que el perfume llegue del frasco a su nariz en intensidad y secuencia correcta para transmitir el mensaje deseado; que es de lo que se trata.
¿Qué propiedades caracterizan entonces dicha intensidad y secuenciación («espectro olfativo dinámico», dicho sea con poco romanticismo)? -Pues la presión de vapor y la difusividad molecular. Ambas pertenecen al grupo de las propiedades de estado, es decir, propiedades que dependen exclusivamente de la estructura molecular y proporciones de las sustancias implicadas, así como de la presión y temperatura del sistema considerado, pero se diferencian en algo esencial, ya que una de ellas-la presión de vapor- es una propiedad de equilibrio termodinámico, mientras que la otra -la difusividad- es una propiedad cinética de transporte físico.
La presión de vapor sirve para describir la tendencia de cada sustancia, de cada compuesto puro, a pasar a la fase gaseosa desde una fase condensada, sólida o líquida. Describe la volatilidad de un determinado compuesto, es decir, la concentración con la que, al saturarse de dicho compuesto una determinada atmósfera, el fenómeno de evaporación se estabiliza en unas condiciones de equilibrio dinámico (ya que el número de moléculas que se evaporan coincide con el de las que condensan).
Por ejemplo, todo el mundo sabe que el agua evapora superficialmente tanto más cuanto más alta es la temperatura ambiente, saturando el aire con la composición correspondiente a la presión de vapor propia de esa temperatura, como sabe que a 100 ºC esa presión coincide con la atmosférica normal, por lo que, si estamos en una atmósfera normal a pesar del cambio climático, el fenómeno se generaliza en el seno del fluido dando lugar a lo que se conoce como ebullición.
Todo el mundo percibe también que al evaporarse cualquier líquido -como el agua de la ducha o un perfume – se siente un enfriamiento de la piel, que los termodinámicos explican prosaicamente diciendo que se trata de un fenómeno endotérmico, ya que la energía necesaria para la evaporación se toma del propio fluido y de un entorno muy próximo de materiales en contacto con éste. Si los componentes de una mezcla tienen distintas volatilidades, la concentración de ellos en el ambiente será obviamente distinta.
La difusividad sirve para describir la velocidad intrínseca con la que las moléculas de cada sustancia se mueven dentro de una mezcla líquida o sólida, por ejemplo, para mantener su homogeneidad (difusividad en fase líquida o sólida); la velocidad con la que pasan de una fase a otra, por ejemplo, la velocidad con la que se evaporan (difusividad de interfase); o la velocidad con la que, una vez en fase de vapor, se mueven en una determinada atmósfera, por ejemplo la velocidad con la que un perfume se acerca a nuestra nariz desde el envase o desde la piel o el pelaje del emisor de estímulos olfativos (difusividad en fase gas).
La velocidad de las moléculas, la llamada velocidad de agitación molecular, es relativamente alta – centenares de metros por segundo- pero desordenada, como sucede con los enjambres de abejas, por lo que globalmente parecen avanzar mucho más lentamente -centímetros por segundo en el aire, milímetros por segundo en líquidos, nanómetros (mil millonésimas de metro) por segundo en sólidos-, que es la llamada velocidad de difusión.
Al igual que sucede con la presión de vapor, pero sin condicionamiento vinculado necesariamente a ella, las sustancias presentan diferentes difusividades. Si los componentes de una mezcla tienen distintas difusividades, la secuencia de percepción será distinta. Claro que si hay corrientes térmicas, sopla la brisa, tenemos un ventilador o nos despedimos desde la portilla de un avión a punto de despegar de la Casablanca, la contribución de velocidad global del medio debida a la convección forzada viene a sumarse, condicionando sensiblemente el resultado.
Por tanto, la gracia de un perfume de diseño es contar con componentes de diversa volatilidad y difusividad para transmitir un mensaje secuenciado, en el que intensidades y tiempos componen una compleja señal olfativa que los cursis llamarían mensaje y los técnicos cromatograma.
Destilaciones, sorciones y desorciones
En efecto, tanto que muchos científicos y científicas han dedicado tiempo y esfuerzo a estudiarla teórica y experimentalmente, con el objeto de ahorrar pruebas y ensayos al buen «tun-tun» y de establecer pautas para adelantarnos al comportamiento previsible de la naturaleza o de infinidad de fenómenos domésticos e industriales.
Tratando de averiguar si, como pasa con el genoma -algo mucho más complicado, y paradójicamente más cercano a la gente gracias a una buena publicidad científica-, la estructura molecular nos puede sugerir, a priori, y de forma generalizada, cuál va a ser el valor de una determinada propiedad -por ejemplo, de la difusividad- , para una determinada mezcla de sustancias químicas de estructura conocida en unas determinadas condiciones ambientales.
Lo cual llevaría al diseño de moléculas y permitiría resolver problemas muy complejos: destilaciones, sorciones y desorciones, extracciones, diálisis y otras separaciones con membranas, purificaciones, acondicionamiento de atmósferas, reacciones heterogéneas y un larguísimo etcétera.
Gracias al conocimiento de la difusividad podrían saber hasta qué punto es cierto que las burbujas de gas ocluidas en las profundidades del hielo antártico nos puedan informar mejor que el telediario del cambio climático. Si estas cuestiones les parecen a ustedes aún más excitantes, no duden en manifestarse al respecto, y cualquier otro día podemos vernos para hablar de la difusividad molecular.
Universidad de Oviedo // Julio Bueno de la Heras
