El arte (y la química) de un buen rizo: así funcionan los enlaces de hidrógeno del cabello

Una mañana húmeda puede arruinar el peinado más perfecto. El cabello se encrespa, los rizos se deshacen y el cabello liso se vuelve irremediablemente ondulado. No es casualidad ni la secadora: es pura química. Pero, ¿qué sucede exactamente dentro de cada cabello que hace que el agua sea tan poderosa?

Cada hebra está formada principalmente a partir de queratina, una proteína fibrosa rica en azufre que se acumula, sobre todo, en las capas más externas del cabello: la cutícula y el córtex. Estas zonas aportan al cabello resistencia, elasticidad y forma, por lo que son las más sensibles a la humedad y al calor.

Estructura del cabello. Alfabellezza/Wikimedia Commons

Las cadenas de queratina se mantienen unidas mediante millones de enlaces químicos que se agrupan en tres tipos: disulfuro, iónicos e hidrógeno. Cada uno de ellos tiene una función diferente en el aspecto y comportamiento del cabello.

Enlaces de hidrógeno que actúan como velcro.

Los enlaces disulfuro, formados entre átomos de azufre (-SS-), son enlaces covalentes y, por tanto, muy fuertes. Forman el pilar estructural de las fibras capilares. En el cabello liso se distribuyen uniformemente, mientras que en el cabello rizado aparecen zonas con mayor densidad de estos enlaces, lo que provoca que la fibra se doble o retuerza.

Los enlaces disulfuro solo pueden romperse mediante procesos químicos, como tratamientos de alisado o permanente, que utilizan productos reductores, como el tioglicolato de amonio, para romperlos. Al usarlos, la fibra se puede moldear fácilmente (enderezar o torcer) mientras se reordena su estructura molecular. Luego, los agentes oxidantes, como el peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), estabilizan la nueva forma del cabello. Al modificar la organización interna de la queratina, el resultado es duradero, aunque reduce su resistencia y brillo.

Por el contrario, los enlaces de hidrógeno son mucho más débiles, pero también más abundantes. Ya en los años 60 se estimaba que en las fibras capilares había alrededor de nueve enlaces de hidrógeno por cada enlace disulfuro. Esta proporción hace que los enlaces de hidrógeno, a pesar de su fragilidad individual, sean responsables de cambios temporales en la forma del cabello cuando intervienen agentes externos como el agua o el calor.

En realidad, no se trata de enlaces químicos en sentido estricto, sino de débiles atracciones electrostáticas entre un átomo de hidrógeno (con carga positiva parcial) y otro altamente electronegativo, como el oxígeno o el nitrógeno. En la queratina, actúan como un “velcro” que mantiene unidos los hilos. Los enlaces iónicos también se basan en este tipo de atracciones entre grupos funcionales proteicos cargados positiva y negativamente.

Modelo 3D de moléculas de agua conectadas por enlaces de hidrógeno. Wikimedia Commons Terrible encrespamiento

Cuando la fibra capilar absorbe humedad, las moléculas de agua rompen los enlaces de hidrógeno de la queratina, compitiendo por los mismos puntos de atracción y reemplazándolos. A medida que estos “enlaces” de hidrógeno se rompen, el cabello mojado se vuelve más flexible, pero también propenso a deformarse.

Estas reorganizaciones a nivel molecular explican el rizado: cuando el aire se llena de humedad, el agua se infiltra entre las cadenas de queratina, creando áreas con diferente cantidad de enlaces activos, lo que provoca tensiones internas desiguales. El resultado es una fibra que se dobla de forma irregular y provoca un frizz terrible.

Para combatirlo, los productos anti-frizz actúan cubriendo el cabello con una fina capa hidrofóbica (aceites, siliconas o ceras) que impide la entrada de agua. No eliminan el problema, pero ayudan a que los enlaces de hidrógeno sean más estables durante más tiempo.

Corrección de calor

Estos enlaces también pueden ser manipulados deliberadamente. El calor de un secador o plancha rompe temporalmente los enlaces de hidrógeno y nos permite alisar o rizar el cabello. Cuando se enfría o seca, el peinado queda “fijado”, hasta que vuelve a intervenir la humedad. Por eso, alisar el cabello en un día lluvioso suele ser un ejercicio de paciencia: el vapor de agua del aire vuelve a romper los puentes y el cabello vuelve a su forma original.

Lo mismo ocurre con los rizos: el agua o el sudor sueltan las ondas porque la humedad impide esas uniones. Todo ello explica la elasticidad del cabello y su capacidad de recordar un peinado durante horas.

Este fenómeno, lejos de ser sólo un problema estético, es una demostración perfecta de cómo un cambio físico tan simple como la cantidad de vapor de agua en el aire puede reordenar millones de enlaces químicos en cuestión de segundos.

Cuando la ciencia se traduce en cuidado del cabello

El conocimiento de la química del cabello ha inspirado una nueva generación de productos que prometen “renovar el cabello desde adentro hacia afuera”. Algunos tratamientos para el cabello (los llamados constructores de enlaces) intentan recrear artificialmente los enlaces disulfuro o proteger los enlaces de hidrógeno durante procesos agresivos. Si bien no son milagrosos, reflejan cómo la ciencia se traduce en el cuidado del cabello.

Cada vez que nos peinamos, alisamos o simplemente dejamos que la humedad pase factura, miles de vínculos se rompen y reconstruyen. Así que la próxima vez que nuestro cabello se rebele en un día lluvioso, podemos culpar al clima… o agradecer a la química por su obra de arte.