La química... ahora en colores

¿Cómo vemos el color?

Para comprender cómo vemos los colores, debemos investigar un poco más sobre la interacción entre la luz y el ojo humano. La percepción del color comienza cuando la luz entra en nuestros ojos y es captada por unas células especializadas llamadas conos, situadas en la retina. Cada tipo de cono responde a tres longitudes de onda diferentes (corta, media y larga, que en términos de colores corresponden al espectro azul, verde y rojo), lo que nos permite distinguir millones de tonos. Sin embargo, el color no reside en los objetos en sí, sino que es el resultado de la interacción entre la luz y las moléculas de esos objetos. Cada molécula tiene una firma química específica que determina qué colores se absorben y cuáles se reflejan.

Por ejemplo, imagina que estás observando una fresa. Las moléculas de la piel de la fresa absorben la mayor parte del verde y el azul, pero no el rojo, que se refleja. Es precisamente por eso que vemos la fresa de ese color. Por su parte, un objeto negro absorbe casi toda la luz, mientras que un objeto blanco refleja prácticamente toda la luz que recibe.

Del laboratorio a nuestra vida cotidiana

Históricamente, los colorantes y pigmentos se extraían de fuentes naturales como plantas, minerales, animales e incluso algunos metales. Sin embargo, estas fuentes presentaban limitaciones tanto en términos de disponibilidad como de estabilidad del color y de las variedades cromáticas que se podían obtener.

La revolución se produjo en el siglo XIX con la síntesis de colorantes artificiales. En 1856, mientras intentaba sintetizar la quinina en el laboratorio, el joven químico William Perkin descubrió accidentalmente la mauveína, o púrpura de anilina, el primer colorante sintético. Este descubrimiento abrió el camino a toda una industria de colorantes sintéticos, que ofrecían una paleta de colores más amplia, con mayor durabilidad y resistencia y, no menos importante, con un menor coste de producción.

Desde entonces, han aparecido pigmentos avanzados como los basados en óxidos de hierro, reconocidos por su estabilidad y su extrema resistencia a los rayos UV, la lluvia, la contaminación y las altas temperaturas, que se han convertido en esenciales en pinturas para la industria automovilística y en revestimientos arquitectónicos, por ejemplo.

Otro avance significativo fue la introducción de las pinturas de nitrocelulosa en 1921, que garantizan una mayor adherencia a las superficies, una fácil aplicación y un secado muy rápido, además de ser mucho más resistentes a la intemperie. A partir de la década de 1950, aparecieron los esmaltes acrílicos y los revestimientos a base de agua, que redujeron la emisión de compuestos orgánicos volátiles (COV). Estos componentes, dependiendo de su composición, pueden tener efectos secundarios nocivos para la salud humana (son cancerígenos) y provocar reacciones fotoquímicas que contribuyen a la formación de ozono troposférico.

Hoy en día, la química moderna sigue innovando con recubrimientos protectores avanzados, como las pinturas en polvo sin disolventes, que ofrecen una protección duradera con un menor impacto medioambiental.

Los colores de la sostenibilidad

La química del color se encuentra en un delicado equilibrio entre la necesidad de crear pigmentos y colorantes estables y resistentes a los elementos, pero que sean respetuosos con el medio ambiente. Muchos productos tradicionales siguen teniendo un alto impacto medioambiental, ya sea por las materias primas utilizadas o por los residuos y emisiones generados durante su producción.

La respuesta de la química ha sido desarrollar alternativas más ecológicas, utilizando materias primas renovables como residuos agrícolas, algas y diferentes extractos vegetales (como la piel de la uva). Estos materiales naturales, combinados con aglutinantes biodegradables como la goma arábiga o los aceites vegetales, permiten crear productos seguros para el medio ambiente y la salud humana. Además de reducir drásticamente las emisiones de COV, las tintas naturales también son menos perjudiciales para la calidad del aire interior. Optar por este enfoque ecológico permite además valorizar los recursos renovables (como los residuos orgánicos) y apoyar las economías locales mediante el uso de materias primas regionales, contribuyendo de manera significativa a una economía circular.

La industria química también está apostando por materiales innovadores, como las nuevas poliamidas semitransparentes, que combinan durabilidad, resistencia química y estabilidad cromática en condiciones ambientales difíciles, lo que reduce la necesidad de sustituciones frecuentes y disminuye el desperdicio.

Un futuro brillante y colorido

Otro avance notable es el color estructural. Gracias al trabajo a nivel de nano y microestructuras, es posible producir color mediante la reflexión y no la absorción de la luz. Esta innovación no solo elimina sustancias nocivas, sino que reduce drásticamente el calor absorbido por los edificios o los vehículos, contribuyendo a la eficiencia energética y a la lucha contra el calentamiento global.

Este proceso de creación de color aún debe simplificarse y ganar «escala» para reducir los costes y cumplir los requisitos de la producción en masa. Pero las ventajas son evidentes, ya que las pinturas basadas en este método son mucho más eficientes (se necesita menos cantidad para pintar la misma superficie), no se desvanecen con el tiempo, absorben menos calor, no son tóxicas y contribuyen a la reducción de las emisiones de carbono en la producción y la gestión de residuos.

Otra vía que se está explorando es la creación de la próxima generación de pigmentos y colores a partir de celulosa vegetal. Las sustancias convencionales utilizadas para dar color a nuestros cosméticos, tejidos, pinturas y envases suelen incluir ingredientes metálicos o derivados del petróleo. Por ejemplo, el dióxido de titanio (TiO2) se utiliza ampliamente para producir el color blanco, pero al estudiar el escarabajo Cyphochilus (totalmente blanco), los científicos imitaron la nanoestructura del interior del exoesqueleto del escarabajo (que solo refleja la luz blanca) y la replicaron en una cadena de moléculas de celulosa.

La química, la aliada omnipresente

Desde la comprensión de la luz y los receptores de nuestro ojo hasta el desarrollo de pigmentos y colorantes avanzados y sostenibles, la química del color es fundamental en la forma en que percibimos nuestro «universo» visual y desempeña un papel esencial en la sostenibilidad medioambiental.

Desde los descubrimientos históricos de Isaac Newton y William Perkin hasta las innovaciones modernas en el campo del color y las tintas, la química sigue contribuyendo a que el mundo sea más consciente del medio ambiente y, por supuesto, mucho más divertido.