La primera prueba

Era ya casi la hora y no quedaba ningún cliente en la tienda. Con su parsimonia habitual, James Mosher ordenó los muebles que habían quedado descolocados tras la última visita, recogió el dinero de la caja registradora y se dirigió a cerrar su establecimiento.

Salió al exterior y miró la calle arriba y abajo, como queriendo confirmar que era la hora de cerrar. Apenas había coches y no se notaba mucho ajetreo. En la barbería de enfrente, aún había algún parroquiano esperando su turno, y al bar empezaban a acudir los trabajadores de la pequeña destilería situada a la vuelta de la esquina.

Sacó las llaves del bolsillo y se dio la vuelta para cerrar la puerta de la tienda. En ese instante, en el reflejo de los cristales de la puerta, pudo ver un resplandor blanco intensísimo que venía de bien lejos. Giró la cabeza y se quedó asombrado del espectáculo de luz.

* * * * * * * * * * * *

Había recibido la llamada durante la mañana del día anterior, con un breve y críptico mensaje que solo algunos podían entender: “El bebé se espera que llegue mañana por la tarde a las 5.30pm”. Cogió el primer avión de regreso al día siguiente y, ya en la ciudad, tomó el coche que tenía reservado para dirigirse de inmediato al centro de investigación.

Los autobuses que trasladaban al personal hacia el lugar de observación estaban saliendo cuando llegó a las instalaciones, así que, sin bajarse del coche, se fue directo hasta allí, detrás de los autobuses. De camino recordó cómo se habían precipitado las cosas en las últimas semanas tras la visita al laboratorio de Niels Bohr y su hijo.

– ¿Quieren hablar conmigo? – contestó cuando le llamaron. Yo soy Feynman, no soy más que…
– No hay error. ¿Le va bien a las ocho?

La conversación con ellos fue interesante y productiva. Los miembros de la familia Bohr querían que alguien opinase abiertamente sobre sus ideas y él, con su ingenua impertinencia, hizo exactamente eso: criticó alguna propuesta, sugirió correcciones y opinó sin tapujos sobre todo lo que le preguntaron. Y según parece, aquello dio resultado y aceleró los acontecimientos. Bohr planteó a los responsables las novedades y estos dieron el visto bueno, así que solo era necesario dar tiempo para elaborar los precisos cálculos.

La impresión que le causó Niels Bohr en aquella reunión fue grande, pero no mucho más que la producida por otros compañeros de trabajo en aquel complicado proyecto. Le vino a la mente John von Neumann, un matemático ágil y pragmático, y como no, Enrico Fermi, un científico genial con una extraordinaria capacidad de razonamiento. Aunque tampoco debía olvidarse de sí mismo, Richard Feynmann, imprescindible en los aspectos de física teórica y en los cálculos por ordenador.

El trayecto en coche hasta el punto de observación duró cinco minutos. Se encontraban a 30 km del lugar señalado, aunque todavía había otro grupo más cercano, a tan solo 10 km del punto cero. Estos, los responsables, debían informar por radio del momento exacto de la ejecución de la prueba, la primera prueba, la que habían llamado el Trinity test.

Mientras esperaban impacientes, Feynmann rechazó las gafas oscuras que le pasaron para evitar daños oculares durante la observación. A semejante distancia y a través de cristales oscuros supuso que sería imposible ver alguna cosa. Entonces, sabedor de que en todo caso sería la luz ultravioleta la que podría causar lesiones, se metió dentro de un camión, a salvo de las radiaciones gracias al cristal del parabrisas.

Al cabo de unos minutos llegó el momento y lo pudo ver a la perfección. De hecho, el fogonazo fue tan intenso que se agachó instintivamente. Era una luz blanca, intensa y brillante, que poco a poco se convirtió en amarilla y después naranja. Había nubes que se formaban y desaparecían, provocadas por la compresión y expansión de la onda de choque.

Instantes después, la gran bola de color anaranjado y de centro brillante se transformó en un globo naranja que comenzó a elevarse y a hincharse poco a poco, al tiempo que se iba oscureciendo por los bordes. Entonces se pudo ver el momento final: una gran bola de humo en ignición, con relámpagos en el interior y desprendiendo un intenso calor.[1]

Todo aquel espectáculo de fuegos artificiales duró aproximadamente un minuto y, al cabo de otro largo minuto más, llegó hasta los observadores un estruendo ensordecedor, un trueno como el de mil tormentas juntas, un boum como nunca nadie había oído jamás. Aquello desató las tensiones y el júbilo de todos los presentes, quienes empezaron a exclamar vítores y aullidos de satisfacción en una burda imitación de aquél estrépito.

El periodista que se encontraba allí para escribir un artículo sobre la prueba, asombrado, preguntó a Feynmann:
– ¿Qué ha sido eso?
– ¡Eso es la bomba!

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A unos cuantos kilómetros de allí, James Mosher, que acababa de cerrar su tienda de muebles, permanecía aun boquiabierto después de ver aquel espectáculo de luces intensas en el horizonte. Se adelantó unos pasos en dirección al bar para contárselo a sus vecinos, cuando un gigantesco estruendo le dejó paralizado: aquello parecía el fin del mundo.


[1] Algunos párrafos están extraídos casi literalmente del libro “¿Está usted de broma. Sr. Feynmann?”, páginas 154-155. Alianza Editorial.

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La ciencia y tecnología en el pan

Siguiendo con aquella vieja costumbre de recuperar las historias científicas de los primeros programas (como hicimos con la penicilina o el glutamato), hoy rescatamos para el blog la narración de la Ciencia y tecnología del pan que explicamos en el Programa 2.

Toda la historia, con nuestros comentarios y chistes malos (cosa que igual prefieres evitar), la puedes escuchar aquí, a partir del minuto 20’45”. Pero si quieres una versión escrita y algo resumida, aquí va esa historia sobre el pan.

Origen del pan

El descubrimiento del pan como tal se pierde en la más remota antigüedad y en los inicios de la andadura del hombre sobre este planeta. Se especula con la posibilidad de que, cuando el hombre empezó a usar los cereales como base de su alimentación, debió de caer en que ¿no sería más fácil machacarlos con dos piedras que hacer tanta fuerza masticando?

El siguiente paso sería mezclarlos con agua y hacer una masa, y no tardaría mucho aquel homo en darse cuenta de que era más fácil aún comerlos y digerirlos si estos se hervían en agua, preparando una especie de gachas.

Cabe la posibilidad de que, en la elaboración de las gachas, algunas gotas cayeran sobre las piedras del hogar y se cociesen. Aquellas gotas cocidas, podían comerse de igual modo, además de que eran más fáciles de consumir que el cereal original y más fáciles de trasportar que las gachas en sí (por ejemplo, cuando se iba de caza). Probablemente, así nacieron las primeras tortas de pan.

El azar nuevamente podría haber hecho que sobre un cuenco de gachas hervidas y olvidado en algún lugar comenzaran a crecer microorganismos, que causarían la fermentación de las gachas y que, al ser cocidas, darían lugar a una masa más esponjosa y fácil de comer que la que no había sufrido un proceso de fermentación: el pan.

Los componentes del pan

Aunque en el pan cabe la utilización de distintos tipos de aditivos, los componentes básicos son tres: una harina de trigo (salvo que pensemos en hacer algún pan especial), levadura y agua.

La Harina

La harina está compuesta fundamentalmente por almidón y proteínas, aunque pueden existir distintos tipos de harina como las que vemos en supermercados para repostería o harinas de fuerza (!?). Todas se diferencias en su composición, que por término medio es:

  1. Almidón (68-76%), que en realidad está constituido por amilosa y amilopectina, dos polímeros (uno lineal y otro ramificado) cuyos monómeros son al fin y al cabo, glucosas. Es decir, que si rompemos las moléculas de almidón podríamos obtener azúcares.
  2. Proteínas (6-18%). Las harinas con mayor contenido en proteínas son fundamentalmente destinadas a la fabricación de pan por los motivos que veremos en un momento. Las proteínas del pan son la glutenina y la gliadina; lo que conforman el famoso gluten.
  3. Humedad (11-14%), otros carbohidratos (2-3%) y sales minerales (0.5%).

La Levadura

Se puede encontrar en forma de levadura deshidratada o levadura prensada, aunque suelen ser del mismo tipo: hongos microscópicos unicelulares del tipo de la Sacaromyces Cerevisae, del mismo tipo que las empleadas en la fermentación de la cerveza. La labor a de estas levaduras es consumir los azúcares presentes en la masa, lo que produce dióxido de carbono, alcohol, y otros muchos productos que dan el aroma característico al pan.

Hoy en día vamos al supermercado y es fácil comprar levadura, pero hace cientos de años, ¿de donde sacaban las levaduras? Bien, lo normal era que la gente hiciese sus propios cultivos de levaduras en casa, y que consiste fundamentalmente en capturar del ambiente levaduras “salvajes” y otras bacterias del tipo del lactobacilo.

Actualmente, hay bizcochos que usan como fuente de levaduras una porción de masa previamente fermentada, la famosa masa madre, que se utiliza para hacer nuestro propio bizcocho y que después se reparte entre amigos y familiares en una especie de “bizcocho en cadena”.

El Agua

Sobre el agua hay poco que decir, aunque hay quienes dicen que aguas demasiado duras no son recomendables, pero demasiado blandas, tampoco.

La buena consistencia de la masa

Una vez que tenemos todo, cogemos los ingredientes y los mezclamos. El objetivo fundamental de esta etapa, además de obtener una mezcla uniforme y homogénea, consiste en la hidratación del almidón y las proteínas de la harina (el gluten) para obtener así una masa con una consistencia óptima, según el tipo de pan que queramos hacer.

Hoy en día esto se suele hacer con mezcladoras industriales, o en casa con ayuda de robots de cocina, si bien se puede hacer de manera tradicional y mezclar enérgicamente la masa, estirándola, plegándola o dándole incluso golpes contra el banco de la cocina. Existe incluso una tarta húngara en la que el número de golpes parece ser muy importante…

En definitiva, lo importante es que los gránulos de almidón se hidraten y las moléculas de gluten se extiendan. ¿Por qué? Pues porque el gluten, responsable de la “estructura” de la masa, de cuán rígida o viscosa es, debe estar bien repartido para aportar a la masa cierta viscoelasticidad.

Hay que tener en cuenta que, por otro lado, existe un factor que puede afectar a la consistencia de la masa. Este factor es la presencia en la harina de encimas como las proteasas, unas enzimas capaces de romper el gluten y provocar que la masa pierda esa consistencia que debería tener. Por lo tanto, un proceso de mezclado “excesivo” también puede ser contraproducente.

La fermentación de la masa

Después de la etapa de mezclado tiene lugar la fermentación. Durante este proceso, las levaduras o las bacterias que estén en la masa convierten los azúcares presentes en la masa en dióxido de carbono, que se libera en forma de burbujas. Además de este gas, se pueden generar multitud de compuestos químicos distintos, algunos de los cuales son característicos del pan recién hecho.

Los azúcares en la masa que sirven de alimento a las levaduras provienen de la ruptura del almidón, que es causada principalmente por otras enzimas, las amilasas. Estas enzimas están presentes de forma natural en los cereales, especialmente cuando comienzan a germinar, pero también se pueden encontrar, por ejemplo, en nuestra saliva.

Es en este punto cuando adquiere importancia el mezclado de la fase anterior, ya que una masa en la que el gluten no haya adquirido la estructura idónea presentará unas propiedades reológicas (su capacidad de fluir) poco deseables. Lo que puede suceder es que el crecimiento de las burbujas de gas sea inestable y poco homogéneo, con lo que la masa no adoptará la esponjosidad deseada.

Barras, roscos, panes, baguettes…

Una vez que la masa ha experimentado una primera etapa de fermentación en bloque, donde se han generado fundamentalmente los aromas característicos del pan, la masa se divide y se le da la forma final que se desee. A continuación, se deja de nuevo que la masa experimente un segundo proceso de fermentación, durante el cual la forma que hemos construido se irá hinchando gracias a los gases que se generaran nuevamente.

Para saber cuándo es el momento óptimo de detener la fermentación y cocer esta masa, los entendidos presionan ligeramente con el dedo y comprueban que la masa tiene cierta elasticidad y que es capaz de recuperar aproximadamente un 50% de la deformación aplicada con el dedo.

En este momento, justo antes de cocer la masa, se practican unos cortes en ella, algo que puede parecer una tontería, pero que influye bastante en el crecimiento del pan dependiendo de su forma, orientación y profundidad. Estos cortes provocan que el pan crezca mejor por esa zona, por lo que son necesarios para obtener la forma deseada.

El dilema final

Cuando se hace el pan en casa, llegada la hora de someter la masa a un proceso de calefacción en el horno, surge la pregunta de… ¿ventilador o resistencia?

La diferencia entre ambos métodos está en que cada uno causa una transferencia de calor por mecanismos distintos. Las resistencias generan calor por radiación mientras que el ventilador favorece el intercambio de calor por convección, por el reparto del aire. Pero para saber cómo influye cada mecanismo en la cocción del pan, primero conviene saber en qué consiste esta cocción.

Durante el calentamiento de la masa, la temperatura va subiendo desde la superficie hasta el interior de la masa. Durante este proceso, las levaduras siguien ejerciendo su función de fermentación (generando gas CO2) hasta que se alcanzan unos 50-60ºC, que es cuando mueren.

Al mismo tiempo que sucede esto, el aumento de la temperatura (a unos 70ºC) lo que provoca es una gelificación del almidón hidratado, es decir, un aumento en su viscosidad, convirtiendo la masa inicial en algo esponjoso y más rígido: el pan en su forma final. Por tanto, es muy importante que el almidón esté siempre hidratado, para poder gelificar y aportar la consistencia final del pan.

Es por este motivo por el que el ventilador durante el proceso de cocción no es recomendable, ya que favorece la deshidratación de la superficie de la masa, esto es, la pérdida de agua del almidón, con lo que quedaría una corteza excesivamente dura y seca.

Por otro lado, la cocción se realiza hasta temperaturas de unos 200ºC por varios motivos. El primero es el de aumentar el volumen de las burbujas de gas generadas en la fermentación. De esta forma se obtiene un pan más esponjoso, siempre y cuando la masa no haya desarrollado una viscosidad demasiado elevada como consecuencia del resto de procesos involucrados.

El otro motivo de la cocción a 200ºC es el de favorecer esa costra dorada y crujiente típica del pan. Esta costra se produce por las reacciones entre los azúcares presentes y las proteínas, las denominadas reacciones de Maillard, que suceden a unos 150ºC o más, y que son las responsables del desarrollo de ese color y de parte de los aromas del pan. En relación a esto, si la superficie de la masa se reseca demasiado pronto por el uso del ventilador en el horno, el almidón no estaría hidratado y por tanto no habría azúcares disponibles para estas reacciones de Maillard, con lo que se obtendría una superficie también dura y no muy sabrosa.

Sea como sea, una opción para mantener la superficie de la masa hidratada es la de introducir un vaso con agua en el horno, o un cazo con trapos mojados, de forma que el horno tenga vapor de agua suficiente como para no permitir la deshidratación del almidón de la corteza.

En definitiva, el pan es todo un artículo de ingeniería que, si somos capaces de fabricarlo en casa, bueno, bonito y barato, podemos estar satisfechos porque indica que controlamos un proceso realmente complejo.