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Química
verde |
¿Sabía
que cada uno de nosotros genera 40 kilogramos de residuos peligrosos por
año? ¿Qué la industria química más
sucia es la farmacéutica? ¿Qué se están desarrollando
procesos químicos donde se genera el mínimo de residuos,
de modo que sea útil hasta el último átomo que se
use? |
Uno de los problemas
más importantes que tiene la humanidad es la cantidad de residuos
que genera. Aunque la actividad industrial no es la mayor prodcutora de
residuos, de hecho en un país europeo como Gran Bretaña,
constituye un 12% del total, este porcentaje significa unos 75 millones
de toneladas por año. Evidentemente no todos los residuos son nocivos,
de hecho tan solo una mínima parte de ellos lo es, sin embargo
la necesidad de tratamiento de estos residuos peligrosos, que se pueden
estimar en unos 40 Kg/habitante y año en los paises desarrollados,
contibuye al encarecimiento de muchos procesos industriales.
La cantidad de
residuos producidos por la industria química no es menor de lo
que comúnmente se cree, además la percepción sobre
cuál es la industria química más limpia es errónea.
Habitualmente se señala como la industria química más
sucia a la del petróleo, aunque es cierto que es la que produce
una mayor cantidad de residuos en valor absoluto, tan solo genera aproximadamente
100 gramos de residuo por kilogramo de producto. En este sentido la situación
empeora en cuanto se reduce la producción, así la más
sucia es la que aparentemente parece más limpia, la industria farmacéutica:
genera entre 25 y 100 kilos de residuo por kilo de producto útil.
Esto se conoce como el factor E, introducido inicialmente
por Roger Sheldon de la universidad de Delft, en Holanda, como el cociente
entre la masa de residuo y la masa de producto útil. Este factor
varía enormemente de una industria a otra, el hecho de que alcance
valores elevados, de hasta 100, indica que hay una industria química,
de baja producción que genera productos de alto mayor añadido
pero una elevada cantidad de residuos.
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La
población mundial sigue aumentando y los países van adquiriendo
un nivel de desarrollo mayor. Esto implica mayor cantidad de residuos
de origen industrial.
¿Qué hacer?
En 1987 la Comisión
de Medio Ambiente y Desarrollo de Naciones Unidas elaboró el
informe Nuestro Futuro Común, más conocido como el Informe
Bruntland, allí quedó definido el concepto de Desarrollo
Sostenible: satisfacer las necesidades del presente sin comprometer
la capacidad de las generaciones futuras para desarrollarse. Siguiendo
esta filosofía, y poco después de haberse aprobado la
Ley de Prevención de la Contaminación de 1990, la Oficina
de Prevención de la Contaminación y Sustancias Tóxicas
de la EPA (Office of Pollution Prevention and Toxics, OPPT)
empezó a explorar la idea de desarrollar productos y procesos
químicos nuevos o mejorar los existentes para disminuir el peligro
a la salud humana y al medio ambiente. En 1991, la OPPT puso en marcha
el programa modelo de subvenciones a la investigación "Rutas
Sintéticas Alternativas para la Prevención de la Contaminación".
Así apareció la Química Verde (Green Chemistry)
con el objeto de promover tecnologías químicas innovadoras
que redujeran el uso o generación de sustancias químicas
peligrosas en el diseño, fabricación y uso de los productos
químicos.
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De este modo, el objetivo principal
de la Química Verde es reducir los problemas medioambientales
generados por la producción química no con soluciones
de final de tubería, no eliminando la contaminación una
vez producida, sino atacando el problema de raíz: utilizando
procesos químicos que no produzcan residuos.
Hoy en día funcionan muchas aplicaciones industriales. Por ejemplo,
el proceso por el cual se obtiene el principio activo de la Viagra se
cambió hace dos años para cumplir los principios de la
Química Verde el cual, además de mejorar el rendimiento,
reduce la obtención de subproductos en un 80%.
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Muchas
industrias químicas han incorporado la Química Verde a sus
departamentos de investigación. La razón es simple: se han
dado cuenta de que es más rentable que la química convencional
por diversos motivos, pero quizá el más poderoso sea que
con la química verde se reducen a la mínima expresión
las plantas de depuración; esto significa muchos millones de euros.
Hablar de Química Verde
no es hablar de una rama de la química, sino de una serie de
principios de sentido común. Por este motivo, la Química
Verde está llamada a desaparecer una vez que se incorpore a todas
las ramas de la química: es una filosofía, es química
pero pensando las cosas de una forma un poco distinta.
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Los
12 principios de la Química Verde fueron escritos originalmente
por Paul Anastas y John Warner en su libro Green Chemistry: Theory
and Practice
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Prevenir la creación
de residuos
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Diseñar productos
y compuestos seguros
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Diseñar síntesis
químicas menos peligrosas
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Usar materias primas renovables
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Usar catalizadores
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Evitar derivados químicos
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Maximizar la economía
atómica
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Usar disolvente y condiciones
de reacciones seguras
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Incrementar la eficiencia
energética (reacciones a temperatura y presión ambientes)
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Diseñar productos
biodegradables
-
Analizar en tiempo real los
procesos químicos para evitar la contaminación
-
Minimizar los riesgos de
accidentes
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Uno de los objetivos
que persigue la Química Verde es el de la Economía Atómica:
todos los átomos que entran a formar parte de una reacción
deben aparecer en el producto. Dicho de otro modo: todo lo que se mete
en el reactor debe incorporarse al producto, de modo que no se genere
ningún subproducto.
Cuando hablamos de subproductos los hay de
dos tipos: unos, porque la reacción no tiene un rendimiento del
100%. Esto se puede solventar mejorando la reacción mediante
el uso de catalizadores, por ejemplo. Pero hay subproductos concomitantes,
procedentes del propio proceso de síntesis. Si en una reacción
se usa un reactivo del cual sólo una pequeña parte se
incorpora al producto, el resto sobra y queda como subproducto. Aquí,
aunque alcances un rendimiento del 100%, esos subproductos estarán
ahí. Lo que se debe hacer es diseñar una nueva reacción
donde no aparezcan.
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¿QUÉ HACEMOS EN EL ICMA?
En el ICMA se trabaja en Química Verde
en los campos de catálisis y de disolventes. En el primero se
buscan catalizadores selectivos, que permitan reducir la cantidad de
subproductos y mejorar la economía atómica de los proceosos.
Se pretende también que esos catalizadores sean reutilizables,
de modo que favorezca los procesos de separación y se reduzcan
al mínimo los residuos procedentes del mismo.
En el campo de los disolventes
se trabaja en la búsqueda de alternativos a los convencionales,
que sustituyan a los que son contaminantes. En este aspecto es destacable
el desarrollo de procesos que reducen al mínimo la cantidad de
disolvente necesario, incluso en algún caso reacciones sin disolvente.
También se trabaja en el empleo de residuos como materias primas
parala preparación de productos útiles.
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Si quieres obtener más información:
Productos
de consumo biodegradables a partir de la materia prima vegetal
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