Al grano con la física

Mar. 18 , 2010

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Ella los desnudó sin importarle que fueran hermanos. Les apartó sus cabellos y los acarició. De improviso, les azotó sus dientes contra el acero. Todo era loco. En medio de la refriega ellos derramaban su leche. Cuando acabó, me miró complacida y encendió un cigarrito. Yo lo disfruté más después, cuando los sacó del horno. Ha sido el mejor pastel de choclo que he comido.

Escribí este cuento de 65 palabras en enero de este año, cuando por razones estacionales, supongo, me sentí impelido a escribir cuentos así de cortos sobre vegetales (choclo, sandía, melón tuna, palta…).  En este caso se trataba de mi homenaje al choclo.  Solo y simplemente cocido, en pastel o en humitas es un alimento excepcional.  Así es el choclo o maíz.  El maíz se domesticó en México, a partir de una planta silvestre llamada teosinte (quinto milenio a.C.).  En su inmensa versatilidad pareciéramos olvidar que también lo comemos cuando consumimos “cabritas” (palomitas de maíz o popcorn).  Empleando sus granos, la práctica de elaborar cabritas ya existía miles de años antes de la llegada de los españoles a América.  Hasta hoy, dulces o saladas, forman parte de los gustos más extendidos de las personas.  Con todo lo ricas que son, tal vez no sean más ricas que el fundamento físico que subyace a su preparación y que sugiere formas de optimizarlas.  “Voy al grano”.

El grano de maíz posee un núcleo (endospermo) compuesto de almidón y una pequeña fracción de agua hidratándolo.  La cobertura del grano (pericarpio) es más dura que otros granos.  Cuando el grano se calienta, la presión interna aumenta y se rompe repentinamente el pericarpio.  El vapor de agua se expande tan rápido que se considera que no intercambia calor con el ambiente (proceso adiabático).  Esta súbita expansión del gas enfría el almidón que ya tenía consistencia gelatinosa, solidificándose y conformándose la “cabrita”.  En su preparación, el calentamiento puede hacerse mediante una olla puesto al fuego o empleando de un horno microondas.  Lo esencial para el éxito del proceso es que la transformación de grano cerrado a grano abierto ocurra muy rápido.  También se requiere que el calor sea aplicado al grano de manera homogénea.  En la preparación de las cabritas, un consumidor podrá hallar que 10% a 12% de los granos no abren.  Una explicación sobre por qué hay granos que no abren serían las diferencias en el contenido de agua.  Un grano normal contiene un cierto porcentaje de su peso en agua.  Los granos abren idealmente  al contener de 11% a 14% de su peso en agua.   Contenidos mayores de agua pueden reblandecer la cobertura y evitar la explosión del grano.  En tanto que menores contenidos de agua evitarán un gran aumento de la presión interna del grano.  Otra explicación considera que la cobertura del grano puede estar dañada, impidiéndose el sello que permitiría el gran aumento de la presión interna.

Fallas en el proceso también pueden explicar la nula o deficiente apertura de los granos.  Ése es el caso cuando el calor aplicado no es homogéneo.  Este problema se evita cuando se proporciona una película de aceite al grano o, mejor aún, cuando se emplea un horno microondas.  En el caso de calentamiento en una olla, la constante agitación de los granos mejora la homogeneidad del calor aplicado y evita también que se quemen los granos abiertos.  La rapidez de la transferencia de calor al grano también influye.  Una transferencia que comienza muy lentamente reblandecerá y dañará la cobertura y permitirá que se escape la humedad del grano sin haber expansión rápida de vapor.  Se recomienda una aplicación de calor más rápida, para producir una violenta expansión de vapor, sin que se alcance el equilibrio térmico entre el grano y su ambiente.

Es muy recomendable preparar uno mismo sus cabritas.  He hecho el intento en olla y no me resulta muy bien, aunque a muchos les resulta excelente.  Empleando un horno microondas, este verano, cuando escribía mis “cuentos de la feria”, me resultó mucho mejor.  Recomiendo no prepararlas con aceite.  Así serán mucho más saludables que las que se venden en los supermercados en bolsas de papel, listas para ser preparadas.  Un recipiente especial de vidrio y con tapa permite seguir el proceso completo.  Cuando las veo abrirse, de forma impredecible, me imagino que estoy frente a un generador natural de números aleatorios, tal vez siguiendo una distribución gaussiana.

La exquisitez misma del análisis teórico la hallé en una idea de Daniel  C. Hong, físico de la Universidad de Lehigh (Pennsylvania).  Dicho profesor, en el año 1999 estimó que el tamaño de las cabritas podía aumentar hasta 10 veces si se disminuía adecuadamente la presión externa al grano.  Realizó unos cálculos termodinámicos para modelar el proceso y recomendó a la industria que consideraran su propuesta.  Investigando más, hallé un artículo posterior del mismo profesor junto a dos de sus colaboradores.  Esta vez del  2005, en la revista especializada Physica A (volumen 353, páginas 637 a 648).  En esta ocasión, se demostraban cualitativamente sus predicciones.  Se había implementado un sistema muy simple, compuesto por una olla a presión conectada a una bomba de vacío.  Cuando la presión en el interior de la olla se reducía a 1/30 atmósferas, el resultado no sólo era el aumento del tamaño del grano, sino que la cantidad de granos sin abrir era la quinta parte de cuando se aplicaba el proceso normal.

Al final del artículo, los colaboradores, discípulos del Dr. Hong, le dan sus agradecimientos.  Señalaban que él había fallecido el año 2002 y valoraban el ingenio y el pensamiento creativo de su mentor y amigo.  Lo hermoso de su trabajo ha sido el ejemplo de hacer física prácticamente con nada, con lo cotidiano.  Artículos insólitos como el de estos científicos no son ni un capricho ni  una frivolidad.  Son los necesarios ramales de la creatividad, del pensamiento divergente, que, muchas veces fútiles, pero algunas veces significativos, impulsan a la ciencia.

LINKS DE INTERÉS

El maíz en la nutrición humana

Sobre lo saludable o no de las palomitas de maíz

Noticia 3 de junio de 2000 en NewScientist sobre Daniel C. Hong

Noticias 16 de agosto de 2000 sobre Daniel C. Hong

Noticias 23 de agosto de 2000 sobre Daniel C. Hong 

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