Quimica Verde

Introducción.

La química está presente en todo lo que nos rodea y todo lo que nos facilita la vida, es una ciencia que nos ayuda a alimentarnos, a vestirnos, a desplazarnos, a sanar enfermedades. Participa de un modo directo e inevitable en cada una de las etapas o procesos para la obtención de un determinado producto o material, desde su diseño inicial hasta su adquisición por el consumidor, sin embargo dichos procesos se han realizado sin tener en cuenta su repercusión en el medio ambiente, siendo en muchos casos muy contaminantes.

Casi todas las reacciones químicas necesitan una especie llamada catalizador que aumente su velocidad de reacción para hacerla rentable, pero en general los catalizadores químicos son tóxicos, y una vez concluida la reacción hay que someterlos a diversos tratamientos para evitar la contaminación que producen al ser eliminados. Por otro lado, las reacciones químicas requieren generalmente el empleo de altas temperaturas y esto supone un gasto de energía que no favorece al ambiente.

Los datos anteriores sugieren la necesidad de cambiar esta filosofía de trabajo, pues los beneficios de la química no pueden alcanzarse a expensas del ambiente. Es oportuno asumir el desafío de que estos productos que hacen nuestra vida más cómoda puedan ser preparados a través de procedimientos no contaminantes, siguiendo los principios de la química verde o sostenible según la terminología utilizada más ampliamente en el ámbito anglosajón).

La química verde es un nuevo paradigma, en el cual se utiliza materias primas (preferentemente renovables), se elimina los residuos y evita el uso de reactivos y disolventes tóxicos y nocivos en la manufactura y aplicación de productos químicos. La química verde está, por tanto, directamente relacionada con la sostenibilidad.

La consecución de la sostenibilidad se logrará con nuevas tecnologías que provean a la sociedad los productos de los que dependemos, de una manera medioambientalmente responsable.

Química Verde:

La Química Verde es una nueva tendencia mundial que está íntimamente asociado con la prevención de la contaminación ambiental, mediante el diseño de productos o procesos químicos, que no posean propiedades dañinas al ambiente, al mismo tiempo que tiende a proteger la salud humana. Por ende, busca promover una química limpia al servicio de la humanidad y en armonía con los recursos naturales. En la página web de Química Verde Instituto (http://www.acs.org/greenchemistry), se expresa que “esta se ocupa de la elaboración de productos químicos y aplicación de procesos que reduzcan o eliminen el uso y generación de sustancias nocivas”. El término Química Verde fue introducido por Anastas, P. y Warner, J. (Citado en Ayuso, A. y Ortiz, A. 2008) y describe los esfuerzos de los químicos para desarrollar procesos y productos que prevengan la contaminación.

Principios de la Química Verde:

Los principios de la Química Verde fueron escritos originalmente por Paul Anastas y John Warner en su libro prácticas y teorías de la Química Verde, estos describieron 12 principios:

1. Prevención: Es preferible evitar la producción de un residuo que tratar de limpiarlo una vez que se haya formado.

2. Economía atómica: Los métodos de síntesis deberán diseñarse de manera que incorporen al máximo, en el producto final, todos los materiales usados durante el proceso, minimizando la formación de subproductos.

3. Uso de metodologías que generen productos con toxicidad reducida: Siempre que sea posible, los métodos de síntesis deberán diseñarse para utilizar y generar sustancias que tengan poca o ninguna toxicidad, tanto para el hombre como para el medio ambiente.

4. Generar productos eficaces pero no tóxicos: Los productos químicos deberán ser diseñados de manera que mantengan la eficacia a la vez que reduzcan su toxicidad.

5. Reducir el uso de sustancias auxiliares: Se evitará, en lo posible, el uso de sustancias que no sean imprescindibles (disolventes, reactivos para llevar a cabo separaciones, etcétera) y en el caso de que se utilicen que sean lo más inocuos posible.

6. Disminuir el consumo energético: Los requerimientos energéticos serán catalogados por su impacto medioambiental y económico, reduciéndose todo lo posible. Se intentará llevar a cabo los métodos de síntesis a temperatura y presión ambientes.

7. Utilización de materias primas renovables: La materia prima ha de ser preferiblemente renovable en vez de agotable, siempre que sea técnica y económicamente viable.

8. Evitar la derivatización innecesaria: Se evitará en lo posible la formación de derivados (grupos de bloqueo, de protección/desprotección, modificación temporal de procesos físicos/químicos).

9. Potenciación de la catálisis: Se emplearán catalizadores (lo más selectivos posible), reutilizables en lo posible, en lugar de reactivos estequiométricos.

10. Generar productos biodegradables: Los productos químicos se diseñarán de tal manera que al finalizar su función no persistan en el medio ambiente sino que se transformen en productos de degradación inocuos.

11. Desarrollar metodologías analíticas para la monitorización en tiempo real: Las metodologías analíticas serán desarrolladas posteriormente para permitir una monitorización y control en tiempo real del proceso, previo a la formación de sustancias peligrosas.

12. Minimizar el potencial de accidentes químicos: Se elegirán las sustancias empleadas en los procesos químicos de forma que se minimice el riesgo de accidentes químicos, incluidas las emanaciones, explosiones e incendios.

Áreas de Enfoque de la Química Verde:

Las tecnologías de química verde pueden ser clasificadas en tres áreas de enfoque primordiales:

-La utilización de rutas sintéticas alternativas basadas en química verde.

-La utilización de condiciones de reacción alternativas basadas en química verde.

-El diseño de sustancias químicas que sean, por ejemplo, menos tóxicas que las disponibles actualmente o inherentemente más seguras con respecto a su potencial de accidentes. El diseño de disolventes benignos y sistemas sin disolventes es una de las áreas más activas, como por ejemplo el uso de fluidos supercrítico como el dióxido de carbono; los líquidos iónicos, disolventes atractivos ya que tienen una presión de vapor despreciable y su uso en sistemas polares puede crear una nueva química; los sistemas de disolventes fluorados han demostrado ventajas en catálisis homogénea.

La catálisis se considera el “pilar fundacional” de la química sostenible. Las reacciones catalíticas reducen el consumo de energía, disminuyen las necesidades de separación como consecuencia

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