Colores para teñir Understand article

Traducido por José L. Cebollada. El fundamento químico de los tintes apenas ha cambiado en el último siglo, pero, ¿qué sabemos sobre los peligros de teñir el pelo y por qué lo hacemos?

Cada dos meses Barclay Cunningham repite la misma rutina que comienza con  una pastilla de antihistamínico. Después de unas horas, se embadurna la frente, las orejas y el cuello con una pomada antihistamínica. Termina envolviendo las zonas con trozos de bolsas de plástico.

Y todo esto para poder teñirse el pelo.

Pero no siempre fue así. Estuvo tiñéndose sin problemas durante 10 años y un día se dio cuenta que se le inflamó la piel de las orejas después de teñirse el pelo. Se protegió las orejas con plástico y siguió tiñéndose pero persistía la reacción alérgica, así que tomó más medidas. Si ahora se tiñera el pelo sin estas precauciones, acabaría con picores, ampollas y sarpullidos con pus durante semanas.

Pero el sufrir por la coloración de los mechones no es de ahora. Los humanos nos teñimos desde hace miles de años (ver cuadro). Pero la historia química del teñido capilar revela que lo que una vez fue una industria innovadora, se ha estancado y sigue basada en la química de hace 125 años.

 

Una larga tradición

Hay evidencias arqueológicas sobre el uso de tintes en el Paleolítico. Los primeros humanos usaban óxido de hierro para decorar sus viviendas, ropas y cuerpos con color rojo. No pasó mucho tiempo para que lo aplicaran también a sus cabezas.

En el antiguo Egipto ya se teñían el pelo, pero no cuando estaba en sus cabezas. Se afeitaban y después lo rizaban, hacían trenzas y fabricaban pelucas para proteger sus calvas del sol. El análisis de restos de pelo reveló que griegos y romanos también se teñían de negro el pelo. Mezclaban sustancias bien conocidas  hoy como el óxido de plomo y el hidróxido de calcio para crear nanopartículas de sulfuro de plomo, que se forman al reaccionar el tinte con los puentes disulfuro de la queratina, una proteína del pelo. Cuando vieron que la aplicación directa del óxido de plomo era muy tóxica, los romanos cambiaron la fórmula del tinte negro por otra que se obtenía fermentando durante dos meses sanguijuelas en un recipiente de plomo. ¡Algo más desagradable que los tintes actuales!

La magia de la mezcla

Pelo azul que simboliza el
future. Modelo: Jamie Dietrich

Imagen cortesía de Kevin
Dooley; origen de la imagen:
Wikimedia Commons

Entender los colores de los tintes no es tan sencillo como entender el círculo cromático. Aprendimos en clase de dibujo que podemos obtener cualquier color mezclando los tres colores primarios: rojo, amarillo y azul. Para el naranja, amarillo y rojo; si quieres morado, basta con combinar rojo y azul; y si quieres marrón, mezcla los tres.

A los esteticistas se les enseña que funciona también en los tintes, que el marrón es una combinación de tres tintes diferentes. “Es una información falsa”, dice Tom Despenza, que trabajó durante años en investigación y desarrollo en la firma Clairol. Ahora está jubilado y ha creado su propia empresa de tintes.

Por el contrario, dice Tom, “el color marrón del pelo está hecho con dos componentes.” Los dos son incoloros, pero al reaccionar producen una sustancia de color marrón.

Los peluqueros no aplican pigmentos, (al menos no en los tintes permanentes), aplican una mezcla de sustancias que reaccionan formando el tinte. Las moléculas deben de reaccionar antes de tomar color, por eso los tintes tienen que actuar al menos durante 30 minutos, para dar tiempo a que se produzca la reacción.

Un colorido descubrimiento

A mitad del siglo XIX, William Henry Perkin, un químico inglés, sintetizó por casualidad el primer tinte artificial: buscaba aislar quinina –un medicamento contra la malaria- a partir del alquitrán de hulla, pero en su lugar sintetizó la malva. Este descubrimiento revolucionó la industria textil y dinamizó la industria petroquímica. Los tintes naturales no tenían ni colores tan vivos ni tan permanentes como los que creó Perkin. Nunca antes se había encontrado un tinte tan persistente.

Poco después, August Hofmann, (profesor de química de Perkin) observó que el tinte procedente del alquitrán de hulla adquiría color en contacto con el aire. La molécula responsable era el PPD, para-fenilendiamina, la base de la mayoría de los tintes permanentes actuales.

La formación oxidative del tinte capilar. El PPD (1,4-diaminobenzeno) se oxida a imina y reacciona con un acoplador.  Una oxidación posterior produce el tinte

 

El pelo, al igual que la lana, es una fibra proteica, pero no los podemos teñir de la misma manera.  Para teñir la lana hay que hervirla en una solución ácida durante una hora. El equivalente en el cabello es aplicarle amoniaco. El amoniaco separa las capas externas protectoras del pelo y  permite que penetren los productos en el interior del cabello y llegar  donde se encuentra el pigmento colorante, la melanina.

La melanina es la sustancia que da color a la piel, los ojos y el pelo.  Hay dos tipos de melanina que determinan el color natural del pelo, la eumelanina y la feomelanina.  El color depende del tamaño y forma de las moléculas de melanina cuando se aglutinan en el interior del cabello. Por ejemplo los rubios y morenos tienen aproximadamente la misma proporción de moléculas de eumelanina y de feomelanina, pero los rubios tienen menor cantidad. Los rubios también tienes  agregados de melanina más pequeños, que reflejan la luz más que los grandes, que se encuentran en personas morenas.

Los tintes contienen, además de amoniaco, peróxido de hidrógeno, un agente blanqueante. El peróxido de hidrógeno tiene una función doble: reacciona con la melanina del pelo y elimina su color natural y también oxida las moléculas de PPD creando moléculas de tinte de mayor tamaño. La molécula que colorea el pelo quedará en el interior, pues es demasiado grande como para escapar.

Desde muy pronto los químicos se dieron cuenta de que si añadían una segunda molécula, llamada acopladora, podrían manipular el pigmento que se formaba: un carbono aquí, un par de nitrógenos allí… y se multiplican las posibilidades de color sólo con PPD. Aunque se han propuesto otros métodos, lo fabricantes aún no aceptan tintes permanentes sin PPD o sin p-aminofenol, un compuesto relacionado.

¿Herencia peligrosa?

La reacción oxidativa de la PPD ha condicionado la tecnología de los tintes. Esto es ‘de locos’ según David Lewis, profesor emérito de la Universidad de Leeds en el Reino Unido. “Ahora sé mucho sobre tintes textiles. Nunca habíamos siquiera soñado en usar estos tintes en los tejidos,” añade. “Lo primero que me viene a la cabeza es: primitivo, arcaico. ¿Por qué seguimos poniendo estos tintes en nuestras cabezas?”

Lewis se alejó de la academia hace diez años para crear Green Chemicals, una empresa que fabrica productos más seguros. Su compañía introdujo un retardante de la combustión respetuoso con el medio ambiente y ahora Lewis planea revisar los tintes capilares.  

Pelo verde
Imagen cortesía de Lisa Creech
Bledsoe; origen de la imagen:
Flickr

La primera cuestión es saber cómo funcionan los tintes: Lewis dice que las moléculas de color son ladrones de electrones. Su necesidad de electrones no se para en otras moléculas de tinte sino que los buscan en la piel, causando reacciones alérgicas y que podrían dañar el ADN.

Los productos capilares son los primeros de la industria cosmética y proporcionan cerca de la cuarta parte de sus ingresos. En EE.UU, por ejemplo, se estima que el 70% de las mujeres se tiñen el cabello.

Repasando la historia de los tintes no no puede dejar de preguntarse: ¿por qué la gente se sigue tiñendo el pelo? ¿Por qué aguantamos el rollo de teñirse, el gasto, el picor, el olor? Sea cual sea el motivo por el que la gente cambia el color de su pelo, hay una cosa clara y es que hay fuertes lazos emocionales con lo que cubre nuestro cuero cabelludo.

Y es muy cierto en el caso de Barclay Cunningham. A los doce años comenzó a experimentar con su pelo y ahora, adulta, ha buscado el color perfecto para el pelo. “Nunca se me ha ocurrido no teñirme el pelo,” dice Barclay.  “El color de pelo que siento como natural es el que sale de un bote (de tinte). El color con que mi pelo brota de mi cabeza no era el correcto.”

Danksagungen

Este artículo es una versión abreviada del original publicado por Mosaicw1 la web de Wellcome Trust que artículos de gran extensión.

Download

Download this article as a PDF

Web References

  • w1 – El artículo complete se puede leer en la web Mosaic.

Resources

  • Para una visión más detallada de la química de los tintes puedes descargar aquí la infografía de Compound Chemistry.
  • Existe un resumen para profesores del descubrimiento de la malva en la web Learn Chemistry de la Royal Society of Chemistry. Descarga el PDF.
  • Antes de los tintes sintéticos la gente usaba tintes naturales extraídos de plantas o animales. El índigo era el tinte púrpura que se usó hasta que se descubrió la síntesis de la malva. Puedes extraer el tinte tú mismo:

Author(s)

Rebecca Guenard es una aunténtica nerd de las matemáticas y las ciencias y su doctorado en química lo demuestra. Pasó un tiempo realizando trabajos académicos antes de dedicarse por completo a la divulgación científica. Salta con facilidad de un fascinante tema de química al siguiente. Ahora está trabajando en la química aplicada a la salud y la belleza. Ha escrito para The Chemical Heritage Foundation, Kids Discover y Scientific American. Si quieres leer sus sobre sus últimos devaneos científicos puedes consultar atomic-o-licious.com o seguirla en Twitter  @BGuenard.  


Review

Las explosiones y cambios de color seducen a muchos científicos. El artículo es un ejemplo de cómo usar este interés y porqué hay que explotarlo.

El artículo cuenta la historia de los tintes – haciendo hincapié en el descubrimiento de la malva por Perkins y muestra cómo un descubrimiento accidental propició la fabricación de muchos productos de consumo.

Esta peculiar historia de los tintes y la química del color puede servir para introducir el estudio de la síntesis de tintes orgánicos. Se podría plantear el reto de sintetizar en el laboratorio del centro algunos tintes que se pudieran usar en clases de plástica. Los profesores pueden relacionar el artículo con contenidos de historia (historia de los medicamentos y los cosméticos) y el arte (métodos de tinción de tejidos y fibras).


Graham Armstrong, Kinross High School, Escocia




License

CC-BY
CC BY