miércoles, 11 de abril de 2012

Disolventes Benignos



Esta era la última asignatura del primer bloque del máster que me quedaba por comentar... Uno de los principios de la Química Verde es no generar residuos, porque lo que no se genera no hace falta gestionarlo. Y uno de los campos en los que la Química (cuando digo Química englobo la petroquímica con el refino del petróleo y derivados, la denominada Química pesada que es la que fabrica productos en gran volumen como plásticos, etc, la Química fina que produce en la industria agroalimentaria y la Química farmacéutica: es decir, cuando digo Química hablo de la industria en general) son los disolventes, que en muchos caso, suelen ser bastante tóxicos. El mayor volumen de disolventes se emplean en las formulaciones de la pintura, y en segundo lugar para el desengrase de metales.

Por tanto, la asignatura de Disolventes Benignos es una pieza clave dentro de la Química Sostenible. Por un lado, estudia la posibilidad de eliminar el uso del disolvente, y cuando esto no es posible, busca otras alternativas que sean menos tóxicas y contaminantes. Al final, la Química Verde pretende que todo lo que se pone como reactivo se obtenga de producto (100% de economía atómica), para evitar la generación de residuos. El disolvente no es ningún reactivo, por lo que al final de la reacción, lo tendremos en la misma cantidad en que lo añadimos y probablemente impurificado. Aquí entran los temas de purificación de productos y recuperación del disolvente para reutilizarlo en un proceso posterior.

Reactivo 1 + Reactivo 2 → Productos

Pero, ¿por qué usar el disolvente como medio de reacción? Pues porque disuelve los reactivos, permitiendo el transporte de masa y que la reacción se lleve a cabo, normalmente aumenta la velocidad de reacción, facilita la distribución de energía, y estabiliza o desestabiliza los estados de transición (complejo intermedio de los reactivos que se están transformando en productos). Así que muchas veces, es necesario usar el disolvente, pero se puede buscar usarlo en menor cantidad, mejorar su recuperación, sustituirlo por otro más aceptado, o proponer nuevos procesos de síntesis que requieran menos disolvente o menos tóxico.

¡Y aquí hay una cantidad enorme de posibilidades! Por empezar con la más sencilla: el agua, muchas veces facilita la reacción aunque las moléculas orgánicas no sean solubles en ella, porque como son hidrofóbicas (huyen del agua) se “juntan” y se produce la reacción antes y con menor energía. Otro disolvente benigno es el etanol, y por ejemplo, el 2-metiltetrahidrofurano que no es tóxico y viene de fuentes renovables.

Pero luego las cosas se van “sofisticando”, y entran en juego los disolventes supercríticos, especialmente el dióxido de carbono, los disolventes fluorados, los disolventes inteligentes o activables (se activan con la temperatura o por un gas..., consiguiendo sistemas bifásicos y cambiando la polaridad), y los líquidos iónicos (es una sal fluida a temperatura ambiente que se puede diseñar a medida). Entiendo que estoy metiendo muchos temas demasiado específicos, pero solo quiero dar una idea general de lo amplio que es este campo en la investigación y la importancia que tiene hacer las cosas bien.




Por eso, es importante reconocer si un disolvente es más verde que otro, analizando la energía que se consume en su producción (lo que sería un análisis del ciclo de vida), la energía consumida en su distribución y recuperación, y su efecto sobre la salud y el medio ambiente. Y contar, con que no todo vale para todo: cada situación concreta requiere un análisis específico.

Referencias:

  • Asignatura de Disolventes Benignos, por Santiago Luis y Eduardo García-Verdugo (UJI, Castellón)

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