martes, 25 de diciembre de 2018

La celulosa


La celulosa, fibra estructural de plantas y árboles, se halla en la madera, el lino o el algodón. También, de forma modificada, en el papel. Es el compuesto orgánico más abundante en la naturaleza, puesto que aparece en todas las estructuras que soportan a las plantas.

Celulosa y biologia
La celulosa es el compuesto orgánico más frecuente en la naturaleza. Se encuentra en todas las plantas y árboles.

- Los hidratos de carbono


Los hidratos de carbono son los compuestos más abundantes en la naturaleza; representan un grupo más grande que el del resto de compuestos orgánicos conocidos. Se llaman hidratos de carbono o carbohidratos porque la mayor parte de ellos tienen la fórmula empírica Cn(H2O)n, como si se tratara de carbonos hidratados, cuando en realidad no lo son. También se llaman glúcidos, sacáridos o azúcares, por el sabor dulce de muchos de ellos.

Desempeñan dos funciones fundamentales: por un lado, actúan como fuente de energía en la mayor parte de los procesos biológicos, y por otro, operan como soporte de las paredes celulares y de los tejidos fibrosos y leñosos de las plantas, que básicamente están compuestos por celulosa.

Los hidratos de carbono pueden ser monosacáridos, oligosacáridos o polisacáridos, en función de la complejidad de sus moléculas.

Los primeros no pueden descomponerse mediante hidrólisis en otros compuestos más simples. Los oligosacáridos resultan de la unión de unidades de moléculas de monosacáridos, y pueden descomponerse en ellas por hidrólisis. Por su parte, los polisacáridos, entre los que se halla la celulosa, son macromoléculas de cadena muy larga, ya sea lineal o ramificada, formadas por condensación de moléculas de monosacáridos. Éstas pueden ser iguales, en cuyo caso se repiten a lo largo de la macromolécula, o de dos clases distintas, que se alternan. Su fórmula genérica es (C6H10O5)n.


- La celulosa


La celulosa es un polisacárido de cadena lineal, formado por aproximadamente 3.000 monómeros de D-glucosa, que se repiten a lo largo de la cadena. Los enlaces entre estas moléculas se llama glicosídicos 1,4-Beta –condensación de dos grupos OH que se unen mediante un puente de oxígeno tipo acetal–.

La D-glucosa es la glucosa ordinaria (la glucosa se presenta en forma de 16 isómero en la naturaleza). A su vez, presenta dos isómeros cristalinos, llamados alfa y Beta, que se diferencian en la rotación del plano de polarización de la luz en disoluciones acuosas.

La celulosa es muy parecida al almidón en su estructura, pero las pequeñas diferencias existentes son las que hacen que la primera no sea digerible por el ser humano y la mayoría de los vertebrados, debido a que las enzimas digestivas en ambos casos sólo pueden hidrolizar los enlaces alfa del almidón, pero no los Beta de la celulosa.

Sin embargo, algunos seres vivos, como los caracoles, insectos o ciertos hongos y bacterias, sí son capaces de deteriorar los tejidos de celulosa, porque sus enzimas digestivas pueden hidrolizar las uniones Beta de este polisacárido. También existen animales, como las termitas o los rumiantes herbívoros, que la digieren porque su aparato digestivo posee una flora bacteriana especial.

Las fibras de algodón están formadas por prácticamente un 100% de celulosa; la corteza seca de los árboles, por su parte, posee cerca de un 50%.

En la década de los sesenta se puso en práctica un procedimiento de degradación de la celulosa, destinado a originar una harina totalmente artificial, que podía emplearse, pese a carecer de valor nutritivo, para fabricar productos como el pan. Fue utilizada en su día como componente de algunas dietas, de las que sería finalmente eliminada, cuando se comprobó que, efectivamente, el organismo humano no era capaz de asimilarla.

- Derivados de la celulosa


Entre los derivados más comunes de la celulosa cabe destacar el papel, la seda artificial, el hilo de algodón o el hilo de rayón. También el acetato de celulosa, que es el material soporte de las películas fotográficas.

+ El hilo de seda artificial o rayón se fabrica a partir de una disolución de celulosa en sosa y sulfuro de carbono. En el hilado posterior se regenera la celulosa por tratamiento con un ácido diluido, en lo que se denomina proceso de viscosa.

+ A veces se habla de seda al acetato, cuando se hace pasar una disolución de celulosa en acetona a través de unos orificios muy finos realizados en una cubeta metálica. Dos de los tres grupos hidroxilo de cada unidad de glucosa se esterifican con el ácido acético.

+ Las fibras de algodón, por ejemplo, se obtienen directamente de la celulosa, sometiéndola a un esfuerzo de tensión y a un tratamiento en disolución de sosa para aumentar su resistencia. Con ello, además, se incrementa el brillo de la fibra.

+ El papel está formado por fibras microscópicas de celulosa de origen maderero, que son cementadas con una carga neutra de yeso o de sulfato bárico, entre otros. La pasta formada se introduce en una prensa para estirarla y laminarla.

+ El acetato de celulosa proviene del tratamiento de la celulosa con ácido sulfúrico. Se produce el rompimiento de la cadena del polisacárido en cadenas más cortas formadas por 200-300 monómeros.

+ El celofán es otro producto fabricado a partir de la celulosa: se trata de láminas muy finas de celulosa, regenerada de la disolución de viscosa e impermeabilizada por medio de lacas.

+ El celuloide, elaborado por vez primera en 1869, fue el primer termoplástico conocido. Se obtiene por tratamiento con alcanfor del dinitrato de celulosa, en el cual se han esterificado por el ácido nítrico dos grupos hidroxilo, aproximadamente, por unidad de glucosa. El alcanfor actúa como plastificante. El celuloide es altamente inflamable, por lo que su uso se fue reduciendo conforme fueron apareciendo productos de similares características, pero mucho menos peligrosos.

+ El llamado algodón pólvora es el éter completamente nitrado de la celulosa. Se emplea para la fabricación de la pólvora sin humo y de cierto tipo de explosivos.