13 jun. 2011

Azul Maya: El Color de los Dioses

"Pintar es una ciencia y debería hacerse como una investigación de las leyes naturales"
John Constable, pintor inglés (1776-1837)

El Dr. Hoffmann con algún químico amateur

El Dr. Roald Hoffmann es un profesor Emérito de la Universidad de Cornell que en 1981 fue galardonado con un Nobel por sus teorías concernientes al curso de las reacciones químicas. En ellas expande las Reglas de Hückel, las cuales, intentan explicar las características específicas que tienen los compuestos aromáticos (con muchos electrones estables en sus estructuras). Sin embargo, dentro de esta mente tan compleja, también se encuentran una gran curiosidad y la motivación por adquirir nuevo conocimiento, sentimientos que muchos de nosotros seguramente hemos portado en algún momento de nuestras vidas.

Así como cuando un niño se familiariza con nuevas texturas de la naturaleza, el interés del Dr. Roald Hoffmann por la naturaleza le ha llevado a investigar uno de los fenómenos más impresionantes de la naturaleza: El Color. Algunos lectores críticos pueden pensar de manera válida que el color se encuentra sujeto a un observador, lo cual es totalmente cierto pero valiéndonos de la premisa de que la mayoría de los lectores del Uróboro de Kekulé, salvo desafortunadas excepciones, han apreciado este curioso fenómeno al observar cada contraste de su pintura favorita o discriminando la pasta roja de la verde en una fiesta familiar, me permitiré continuar con el artículo que espera ser de su agrado, ya que Usted es el mejor amigo del blog.

Cerámica pintada con Azul Maya
Recientemente, la importante revista alemana Angewandte Chemie publicó un artículo titulado "From Maya Blue to “Maya Yellow”: A Connection between Ancient Nanostructured Materials from the Voltammetry of Microparticles" al que inmediatamente he accesado como si se tratase de tickets gratis para ver la nueva película de los X-Men. En el artículo se abordaba el contexto histórico del Azul Maya, el cual es un pigmento ampliamente utilizado en murales, cerámica, esculturas y en obras de arte de la antigua Mesoamérica y, más específicamente, de aquella misteriosa cultura precolombina ubicada en el sureste mexicano.

Pero se preguntarán ¿qué tiene de especial este pigmento azul que fácilmente puedo hacer mezclando colores acrílicos o acuarelas adquiridos en alguna papelería? La respuesta ha llamado la atención a numerosas revistas internacionales de Química Inorgánica, Nanopartículas y Bioquímica. Los lectores que se ubican en alguna región del sureste mexicano sabrán que el estado del tiempo es variable dependiendo de la época del año, en primavera pueden alcanzarse temperaturas de 33°C en promedio y en invierno hasta de -5°C, pasando por numerosas lluvias (humedad elevada). Además, México cuenta con una amplia gama de microorganismos que se alimentan de la biodegradación de materiales orgánicos (algunos pigmentos incluidos). Estos lectores seguramente han sufrido de la decoloración de sus prendas favoritas, de su automovil o incluso de su hogar.
La Madriguera de Harry Potter y sus colorantes de dudosa calidad
Los factores mencionados en el párrafo anterior harían que la mayoría de los colorantes se degradaran con el paso del tiempo o implicaría la adición de grandes cantidades de metales para hacerlos más resistentes (traducción: más dinero y más protestas de Green Peace y GEO Juvenil Veracruz). Sin embargo el Azul Maya es un colorante que ha sobrevivido a más de 2000 en las obras creadas por esta cultura, manteniendo en muchas de ellas, la misma intensidad con las que fueron elaboradas en un inicio. Ahora surgen la preguntas ¿De qué manera logra mantenerse plasmado este color? y ¿Cómo descubrieron los Mayas esta técnica?
Azul Maya de más de 2000 años

Primero que nada, debemos saber que un "colorante" no es más que una molécula o conjunto de moléculas que absorben "algo de luz y reflejan otro poco. Esa luz que "rebota" sobre la(s) molécula(s) es la que nuestros ojos humanos perciben y transformamos en "color". El Azul Maya se logra con dos ingredientes principales. El primero de ellos es el colorante azul índigo que se extrae de las hojas de una planta llamada añil o xiuhquilitl (hierba azul). Muchos de los colorantes que conocemos también se obtienen de fuentes naturales. Usando únicamente el índigo podríamos crear objetos con colorido intenso y con un periodo de vida considerable. No obstante, no durarían los más de 2000 años del Azul Maya...

Máscara teñida con Azul Maya
Molécula de Índigo con su Añil
Es el otro ingrediente del Azul Maya el que le otorga el toque fascinante al arte de la cultura Maya y que ha permitido su conservación en sus obras de arte: la Paligorskita, éste es un mineral que guarda la apariencia de arcilla o tierra batida. Su fórmula molecular (para los lectores estrictos) es (Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O), así es, es una molécula inorgánica (que no contiene carbonos en su estructura).
Muestra del mineral Paligorskita
La "magia" de la cultura Maya reside en la manera en que interaccionan el azul índigo y la paligorskita, es decir, su química. Actualmente no se han encontrado fuentes etnográficas explicando la preparación del colorante, sin embargo, gracias a distintos métodos como Espectrofotometría UV-VIS, Difracción de Rayos X, Análisis Térmico Diferencial, IR-Raman, entre otros, es posible imaginar de qué manera interaccionan los dos ingredientes y cómo fueron preparados por los mayas.

Influencia de la Temperatura
El primer autor que se propuso investigar el fenómeno fue H. van Olphen y su investigación le valió una publicación en la importante revista Science. Él propuso dos métodos: uno en seco (A + B) y otro en húmero (A + B + Agua), en ambos calentaba la mezcla entre 120 y 180°C. Antonio Doménech y su equipo llegaron a la conclusión de que el Azul Maya pudo haber sido sintetizado en el contexto de rituales religiosos (quemando incienso de copal para producir calor) como un color de dioses.

Influencia del pH
Otro estudio llevado a cabo por el grupo de Polette-Niewold, nos acerca más a la técnica real para su preparación: ellos además de calentar las mezclas, añadieron soluciones alcalinas y ácidas para observar si el pH jugaba algún papel. Como se muestra en la imagen, visualmente el azul preparado con pH neutro (7 o como el agua que tomamos) o ácido (menos de 7, como nuestro jugo de naranja por las mañanas) es el que más se asemeja al Azul Maya auténtico, por lo que se cree que el Añil se dejaba remojar una noche antes con agua y jugo de limón para obtener un color más intenso antes de añadir la paligorskita.

De esta manera, los químicos actuales pudieron sintetizar el Azul Maya de la manera más parecida a como lo hacían nuestros antepasados. Sólo quedaba una pregunta por resolver: ¿A qué se debe la gran estabilidad del colorante ante todas las condiciones adversas? La respuesta todavía es debatible, sin embargo, una teoría sobresale de las demás.
En la imagen superior es posible apreciar la interacción de la molécula de índigo (discos grises/blancos/rojos) con la paligorskita. El mineral tiene una estructura molecular que forma "canales" entre sí en donde es posible que el colorante se deposite parcialmente. Es por ello que el mineral actúa de la misma manera que un escudo, protegiendo al colorante. Las dos moléculas se "amarran" debido a la fuerte interacción entre el aluminio del mineral con los átomos de nitrógeno y oxígeno presentes en el colorante y, de esta manera, el colorante Azul Maya es formado.

Inicialmente escribí acerca del Dr. Roald Hoffmann debido a que es uno de los pocos químicos (exceptuando a los Mayas) que han logrado unir la química orgánica (moléculas con carbono como el índigo) con la química inorgánica (moléculas sin carbono como la paligorskita) como lo demostró en su discurso al recibir el Premio Nobel titulado "Construyendo Puentes entre la Química Orgánica e Inorgánica"; ambas son interesantes, sin embargo, cuando se unen pueden crearse obras de arte como el Azul Maya. 

Con este párrafo me despido de Ustedes, estimados lectores del Uróboro, espero que esta nota haya sido de su interés y les haya hecho valorar la importancia de preservar nuestra cultura como sociedad, ya que con ella forjamos una identidad que puede ser un objeto fácil de estudio de cualquier revista científica internacional. Si tienen la oportunidad de visitar las ruinas de Chichén Itzá no olviden buscar un Azul Maya, seguro lo encontrarán.


Pueden encontrarme por Twitter: @wimblegon

Bibliografía
  1. Berke, H. (2002). "Chemistry in ancient times: The development of blue and purple pigments." Angewandte Chemie International Edition 41(14): 2483-2487.
  2. Doménech, A., M. T. Doménech Carbó, et al. (2011). "From Maya Blue to “Maya Yellow”: A Connection between Ancient Nanostructured Materials from the Voltammetry of Microparticles." Angewandte Chemie 123(25): 5859-5862.
  3. Polette-Niewold, L. A., F. S. Manciu, et al. (2007). "Organic/inorganic complex pigments: Ancient colors Maya Blue." Journal of inorganic biochemistry 101(11-12): 1958-1973.
  4. Reinen, D., P. Köhl, et al. (2004). "The nature of the colour centres in ‘Maya Blue’—the incorporation of organic pigment molecules into the palygorskite lattice." Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 630(1): 97-103.
  5. Van Olphen, H. (1966). "Maya Blue: A Clay-Organic Pigment?" Science 154(3749): 645.

3 comentarios:

Eli Wong dijo...

ok gonzalo, en lo personal me gusto mucho, se me hizo intersante como abordaste el tema aunque siento que debiste profindizar mas sobro Hoffman, pero muy interansante sobre todo para aquellos que generalmente no le encuentran una utilidad a la quimica eh ahi un ejemplo, gracias por estos articulos de interes general

Martha Lilian Llanos Rodríguez dijo...

Gonzalo! Está muy bueno tu artículo.

Los colores siempre me han resultado algo sorprendente, por aquello de que sólo son refracciones de luz, pero ahora con todo ese que mencionas... se me hace aún más increíble. O.O

PD. me mató la imagen del químico amateur con el Dr. Hoffmann jaja.

Yamileth dijo...

Qué tal Gonzalo, buenas noches!...

Empiezo por disculparme por mi demora exageradamente prolongada para escribir este humilde comentario, lo único que puedo decir en mi defensa, es que aún es sábado jojojo...
Déjame decirte que nuevamente tu habilidad para redactar artículos me sorprende, una excelente forma de conmemorar el año internacional de la química :) ...
Tocas un tema muy interesante para mí, el color(sin tomar en cuenta que el azul es mi favorito)... Añadiendo a esto, el hecho de que me hiciste recordar a la prodigiosa civilización Maya y a cierta familia de alto renombre, sin duda descendientes de estos químicos ancestrales (¡Cómo olvidar a los Chable!), así como al bonachón Dr. Hoffmann del cual tengo una impresión muy grata (jajaja la foto!)... Bien pues es muy interesante cómo se las ingeniaban en aquellas épocas para realizar figuras coloreadas sobre una infinidad de objetos, paredes, piedras, etcétera; pretendiendo que estas perduraran por mucho tiempo (quizás buscando a la complicada eternidad), además del hecho de que esta molécula sea noble con la naturaleza...Simplemente es maravilloso.
En fin, creo que me he extendido más de la cuenta, jajaja... Pero vale la pena hacerlo...
Y por cierto, gracias por prestarme tu "rota", es posible que te lo pida próximamente...

Saludos y ...
Bonne niut :)


Yami