dissabte, 18 d’octubre de 2014

Beer per controlar la conducció temerària

No cal dir que alcohol i conducció no són bons amics: la desinhibició, la pèrdua de reflexes, tot contribueix a que en aquestes condicions siguem un perill a la carretera. De vegades un no n'és conscient, diu que "va bé" però si hagués de reaccionar de manera ràpida davant un imprevist potser seria massa lent. La inconsciència de la societat en general fa que davant de qualsevol norma social s'hagi d'imposar un càstig, ja que sembla que és l'única manera de fer que es compleixi.

En el cas de l'excés d'alcohol al volant, per controlar-lo el que es fa és "fer bufar": et posen un trasto a la boca que recorda a un espiròmetre i has de bufar tant fort com puguis. Després surt un numeret en una pantalla que indica la quantitat d'alcohol que portes a sobre. Val a dir que l'aproximació que se n'obté és menys fiable que la detecció dels nivells d'alcohol en sang, però a peu de carretera és una bona mesura per tal d'identificar qui va passat de voltes.

Com s'ho fa, però, aquest aparell? Què té a dins? Com es converteix la quantitat d'alcohol a l'alè en un numeret?

El detector que es fa servir als controls d'alcoholèmia té un funcionament prou senzill: aprofita la propietat que tenen les molècules d'absorbir una part de la llum que els arriba, una propietat que es coneix amb el nom de Llei de Lambert-Beer. Aquesta llei diu que hi ha una relació logarítmica entre la transmissió de la llum a través d'una substància, el coeficient d'atenuació de la substància i la distància que la llum recorre al llarg del material en qüestió. Una frase una mica massa rebuscada, com a majoria de lleis, però que es pot entendre de manera més senzilla.

Tornem al cas de l'alcohol. Podem haver begut una cervesa, un combinat o una copa de vi, però tots ells coincideixen en que porten etanol, una molècula que conté un grup alcohol (OH-). Els grups alcohol tenen la propietat d'absorbir la llum en el rang de l'infrarroig, de manera que si fem incidir un feix de llum d'aquestes característiques sobre una suspensió que contingui alcohol, la quantitat de radiació infraroja que en sortirà serà menor. En aquesta web posen un exemple força bo per acabar d'entendre-ho: la idea del funcionament és el mateix que el  d'unes ulleres de sol, que absorbeixen una part de la llum que els arriba per tal que no ens faci mal als ulls (en aquest cas, absorbeix en el rang dels ultraviolats).

Dins l'espiròmetre hi tenim una font de raigs infraroigs que emet la longitud d'ona específica que els grups OH capten, un espai buit per on circularà l'alè que expirem i un detector de raigs infraroigs. Quan algú bufa dins de l'aparell, l'espai buit que hi ha dins s'omple d'alè que conté CO2, vapor d'aigua i moltes altres substàncies volàtils, entre elles els OH- de l'alcohol. Aquests interferiran en el flux del feix infraroig i n'absorbiran una part, de manera que el feix d'infrarroigs que arribarà al detector serà menor que el que s'havia emès. Contra més alcohol haguem consumit més energia del feix infraroig serà captada pels grups OH, i com que coneixem quin és el coeficient d'absorció específic de l'alcohol podem calcular quina és la concentració d'alcohol que hi ha a l'alè. 

Aquesta llei es pot aplicar també en molts altres camps. Per exemple, al laboratori la fem servir per quantificar molècules, tals com RNA o DNA sense necessitat de tenir uns estàndards de concentració coneguda i haver de fer corbes patró per extrapolar cada vegada.

Com veieu, una Llei amb múltiples aplicacions. Potser poc s'ho imaginava al segle XIX, el senyor Beer, que els seus càlculs servirien per poder controlar a peu de carretera qui ha begut més beer del compte!

4 comentaris :

XeXu 18 d’octubre de 2014 a les 13:43  

O potser sí que s'ho imaginava el tio, amb aquest nom estava cantat.

Amb aquesta tècnica es detecten grups -OH, però no específicament etanol, doncs. Què passa si has consumit algun altre alcohol? Alcohols de cadenes més llargues fan els mateixos efectes o uns altres. Si has consumit propanol, per exemple? Perquè si has consumit metanol, el menor dels teus problemes és que donis positiu al control d'alcoholèmia...

Pere 21 d’octubre de 2014 a les 13:04  

Jo crec que sí que s'ho imaginava, però va voler ser molt humil, com tots els científics (hehe...), i va deixar que algun altre després d'ell ideara l'aparatet.

De tota manera, qualsevol aparell electrònic té al darrere un munt de ciència que l'explica. No solem ser-ne conscients i cal recordar-lo perquè la gent entenga que ciència i investigació són necessàries.

Alasanid 28 d’octubre de 2014 a les 23:10  

Ni idea de com funcionava el bitxo aquest. ARa ja ho sabré :D

I això té nom?? hahahaa jo sempre ho havia derivat en algun moment (es fa servir a vegades) i sense donar-li nom xD

Laia 2 de novembre de 2014 a les 22:42  

XeXu, no sóc cap experta en el tema, però intentaré contestar (si no m'explico, a la wikipedia tens una explicació millor!). Cada tipus de molècula té un patró d'absorció determinat, perquè no només el grup -OH absorbeix la llum sinó que cada tipus d'enllaç covalent té un espectre d'absorció. Per tant, si es tenen en compte tots els tipus d'enllaç que té una molècula, per a cada molècula tindrem un sol espectre d'absorció. Per exemple, per a l'etanol s'hauria de tenir en compte l'enllaç O-H, el C-O, el C-C... I a més, no tots els tipus d'OH són iguals: el del fenol i el de l'etanol són lleugerament diferents, la distància entre ambdós àtoms deu variar (això depèn de la resta d'àtoms de la molècula crec, hi ha diferents forces implicades...) I crec que fins aquí puc arribar, hauries de preguntar-li a un químic. De tota manera hi ha certs productes que interfereixen en aquests aparells de bufar, no són pas infal·libles, i no crec que tinguin tanta precisió!


Pere, doncs amb aquest nom, els seus descobriments no han contribuït pas a la indústria cervesera! I per la resta que dius, no hi puc estar més d'acord. Mira que encara recordo quan a l'institut feia física i em can explicar l'efecte fotoelèctric... I després et deien que les portes automàtiques funcionaven amb això!! És increïble la gran quantitat d'aplicacions que se li poden donar a tot el coneixement que generem.


Alasanid, si algun dia et paren, els hi pots explicar als mossos, tot i que potser pringues per anar de llest ;) Home, jo la llei de Lambert-Beer l'havia sentit anteriorment... Sobretot quan es quantificava DNA i RNA amb espectrofotòmetre (molt laboriós) i s'havien de fer els càlculs a posteriori. Avui en dia tenim aparatets que ens ho fan.

Publica un comentari a l'entrada

  © Blogger templates 'Neuronic' by Ourblogtemplates.com 2008

Back to TOP