El documento trata sobre la química verde. Explica que la química verde se centra en diseñar productos y procesos químicos de manera sostenible, minimizando el impacto ambiental negativo. Describe los 12 principios de la química verde, como la prevención de residuos, la economía atómica y el uso de materias primas renovables. También menciona algunos avances de la química verde como mejorar la eficiencia del proceso de producción del ibuprofeno y el desarrollo

1. VERANO
2016
QUÍMICA VERDE
IRIVAS HERNÁNDEZ SANDRA ARADID
DHTIC

2. INTRODUCCIÓN
En la actualidad la Industria en general se ve inmersa en un ritmo creciente de
producción para abastecer las necesidades de una población mundial en continuo
crecimiento. La Química es una de las ciencias que contribuye a la mejora de la
calidad y al bienestar de la humanidad, aportando ideas y soluciones en diferentes
campos como son la salud, los nuevos materiales, la vida cotidiana, etc. Sin
embargo, los beneficios que produce no pueden realizarse a expensas del medio.
Como consecuencia de estas preocupaciones surgió la denominada Química
Verde o Química Sostenible con el fin de minimizar la contaminación y desarrollar
nuevos métodos menos agresivos con el ambiente.

3. RESUMEN
La Química sostenible (también llamada Química verde) consiste en una filosofía
química dirigida hacia el diseño de productos y procesos químicos que implica la
reducción o eliminación de productos químicos (para los materiales, las personas
y el medio ambiente). Actualmente sus bases se resumen en 12 principios que se
detallan a continuación.1 Por lo tanto, la Química sostenible se centra en las
reacciones y procesos que se llevan a cabo en la Industria Química e industrias
afines. Es necesario distinguirla de la Química ambiental, que estudia el
comportamiento de los compuestos químicos (naturales o sintéticos) en el medio
ambiente. También hay que destacar que la Química sostenible tiene un carácter
preventivo (evitando, en la medida de lo posible, la generación de productos
peligrosos), mientras que la remediación medio ambiental se dirige hacia la
eliminación de productos dañinos que ya se han vertido a la naturaleza.
Se están haciendo esfuerzos no sólo para cuantificar el verdor de un proceso
químico, sino también un factor en otras variables como el rendimiento químico, el
precio de los componentes de la reacción, la seguridad en el manejo de los
productos químicos, el perfil de energía y la facilidad de estudio de diagnóstico de
productos y su purificación.

4. PROLEMAS AMBIENTALES Y
RESPONSABILIDAD DE LA
QUIMICA EN ELLOS
Se denomina contaminación ambiental a la presencia en el ambiente de cualquier
agente (físico, químico o biológico), o bien de una combinación de varios agentes
en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la
salud, la seguridad o para el bienestar de la población, o bien, que puedan ser
perjudiciales para la vida vegetal o animal, o impidan el uso normal de las
propiedades y lugares de recreación y goce de los mismos.
La contaminación ambiental es también la incorporación a los cuerpos receptores
de sustancias sólidas, liquidas o gaseosas, o mezclas de ellas, siempre que
alteren desfavorablemente las condiciones naturales del mismo, o que puedan
afectar la salud, la higiene o el bienestar del público.
La contaminación es uno de los problemas ambientales más importantes que
afectan a nuestro planeta y surge cuando se produce un desequilibrio, como
resultado de la adición de cualquier sustancia al medio ambiente, en cantidad tal,
que cause efectos adversos en el hombre, en los animales, vegetales o materiales
expuestos a dosis que sobrepasen los niveles aceptables en la naturaleza.
El crecimiento urbano e industrial de las últimas décadas ha ocasionado un
aumento de la contaminación química y, por tanto, un mayor riesgo para la salud.
La mayoría de contaminantes químicos producen efectos perjudiciales en función
de su concentración, por lo que es importante determinar su existencia y controlar
el nivel de cada uno de estos elementos potencialmente peligrosos.
La contaminación química empezó a convertirse en un asunto preocupante para la
opinión pública tras la Segunda Guerra Mundial, después de que se hiciesen
evidentes las repercusiones de la lluvia radiactiva ocasionada por las guerras y
ensayos nucleares. En la década de los 50 se produjo la Gran Niebla de 1952, que
se llevó la vida de unas 4.000 personas en Londres, lo que motivó la creación de
una de las leyes modernas más importantes sobre el medio ambiente: la Ley del
Aire Limpio de 1956.
A menudo oímos hablar de la lluvia ácida, que es un fenómeno producto de la
contaminación química. Consiste en una precipitación de cualquier tipo (lluvia,
partículas o nieve) con altos niveles de ácido nítrico o ácido sulfúrico. Es causada
por la emisión de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno que reaccionan con las

5. moléculas de agua formando ácidos muy dañinos. Puede ser por causas
naturales, como los óxidos de nitrógeno que ocurren debido a rayos, material
vegetal en descomposición o el dióxido de azufre emitido por erupciones
volcánicas. Pero la mayoría se deben a la actividad del hombre, sobre todo por la
quema de combustibles fósiles.
Otros posibles contaminantes químicos son los pesticidas en la agricultura y, en la
ganadería, serían los antibióticos, hormonas, ya sean naturales o sintéticas, o el
clenbuterol usado para favorecer el engorde del ganado, entre otros. También son
frecuentes las dioxinas, que se liberan en el ambiente cuando se queman
materiales que contienen cloro, sin olvidar los mencionados contaminantes
químicos naturales, como ciertas toxinas producidas por mohos.

6. CREACIÒN DE LA QUÌMICA VERDE
En este contexto, entre los químicos va surgiendo la inquietud de asumir su parte
de responsabilidad en el tema contaminación. A raíz de esta conciencia y de otros
motivos, como pueden ser los económicos y el cuidar su propia salud, se van
extendiendo una serie de prácticas que, directa o indirectamente, redundan en el
cuidado del ambiente.
La Química Verde surgió con un enfoque especial de la Química General y la
Química Orgánica, en particular, ya que tiene por objetivo prevenir o minimizar la
contaminación desde su origen, tanto a escala industrial como en los laboratorios
de investigación, y de economizar tiempo y recursos.
En 1970 en Estados Unidos surge la Agencia de Protección Ambiental (EPA por
su sigla en inglés), con el objetivo de cuidar la salud humana y el medio ambiente.
A principios de la década de los noventa, los químicos Paul Anastas y John
Warner que trabajaban para la EPA, proponen el concepto de Química Verde para
referirse a aquellas tecnologías químicas que apuntan a prevenir la contaminación.
La Química Verde se diferencia de la Química convencional en diferentes
aspectos como son: utilización de productos de partida naturales, reactivos
inocuos, condiciones de reacción menos dañinas para el medio ambiente, etc.,
siendo posible aplicar sus principio en campos muy diversos. Su éxito se basa en
que intenta compatibilizar al mismo tiempo, los objetivos económicos de la
industria, los de protección ambiental y el beneficio social.
El Código de conduca de la American Chemical Society expone que:
“Los químicos tienen como responsabilidad profesional servir al interés
público, al bienestar de sus compañeros, consumidores y la sociedad,
comprender y anticiparse a las consecuencias medioambientales de su
trabajo, evitar la polución y proteger el medioambiente”

7. 12 PRINCIPIOS DE LA QUÌMICA
VERDE
El diseño de productos y procesos medioambientalmente benignos debe seguir los
12 principios de la Química Verde propuestos por P.T Anastas y J. C Warner:
1.- prevención de residuos: es mejor evitar la producción de un residuo que
tratar de eliminarlo después de su formación. Los residuos suelen ser cada vez
más caros en costos de tratamiento y eliminación y en protección personal
2.-Economía atómica: Los métodos de síntesis deberán diseñarse de manera
que en el producto final se incorporen al máximo todos los materiales usados
durante el proceso, minimizando la formación de subproductos. Proporción de la
cantidad de reactivos que se incorpora al producto de la reacción. Ejem. La
síntesis de ibuprofeno anterior a 1990 tenía una economía atómica del 40%. En la
actualidad, es del 77%, con un 30% en ahorro energético.
3.- Metodologías de síntesis de 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 la especie humana como para el
medio ambiente.
RIESGO=PELIGRO x EXPOSICIÓN
Enfoque ambientalista: Reducción de la exposición: con equipamiento de
seguridad, (gafas, etc.), pero el peligro permanece.
Enfoque Química Verde: Reducción del peligro: se reduce la probabilidad y
la gravedad de los accidentes. Compatible con equipamiento de seguridad.
4.-Diseño de compuestos químicos más seguros: Los productos químicos
deberán ser diseñados de manera que mantengan la eficacia de su función a la
vez que presenten una escasa toxicidad.
5.-Disminución del usos de sustancias auxiliares: S e evitará emplear
sustancias que o sean imprescindibles (disolventes, reactivos para llevar a
cabo separaciones, etc.) y en el caso de que se utilicen, deben ser inocuos.
DISOLVENTES IDEALES:

8. Agua.
CO2 supercrítico.
Líquidos iónicos.
Sin disolvente.
6.- Eficiencia energética: 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 presión atmosférica y
temperatura ambiente.
7.- Utilización de materia primas renovables: Las materias primas deben ser
preferiblemente renovables en vez de agotables, siempre que sea técnica y
económicamente viable.
8.- Reducción de derivados: Se debe evitar en lo posible la formación de
derivados ( grupos de bloqueo, de protección/desprotección, modificación
temporal de procesos físicos/químicos).
9.- Potenciación de catálisis: Se emplearán catalizadores reutilizables, en lugar
de reactivos estequiométricos.
10.- Diseño de 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.- Desarrollo de técnicas para análisis en tiempo real: Las metodologías
analíticas serán desarrolladas posteriormente para permitir una monitorización y
control en tiempo real de 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.
Por tanto, como filosofía para el diseño de nuevos productos y procesos
químicos, los principios de la Química Verde pueden ser organizados en un
conjunto d parámetros de diseño :
Intensificación de proceso.
Simplicidad y elegancia.
Compatibilidad ambiental.
Seguridad.

9. AVANCES DE LA QUÌMICA VERDE
Uno de los primeros logros de la química verde aplicando el principio de
“economía atómica” fue en la reducción de la cantidad de residuos
generados en la obtención industrial del ibuprofeno. Este analgésico de
amplio uso, se produjo entre 1960 y 1991 en un proceso de seis etapas,
generándose residuos en cada una de ellas, de tal manera que la economía
atómica del proceso era de un 40 %. En 1991, la BHC Company desarrollo
un proceso en tres etapas, que tiene una economía atómica de 77 %.
(González y Valea, 2009:

10. Tradicionalmente la química ha tenido mucho que ver en el control de
plagas, y un ejemplo es el uso del DDT (diclorofeniltricloroetano), que
según la Organización Mundial de la Salud (OMS), ha contribuido a salvar
millones de vidas, junto con otros insecticidas. Sin embargo se descubrió
que el DDT es tóxico para numerosas especies útiles de peces y aves, y
aun para el propio ser humano. En 1972 se prohibió su uso en Estados
Unidos, pero se siguió vendiendo a otros países (Hill y Kolb, 1999: 463-
465). A partir de esta prohibición se ha buscado que sustituir el DDT por
otros plaguicidas igualmente efectivos, pero menos tóxicos. Uno de estos
es el 28 spinosyn, un insecticida obtenido a partir de una bacteria, la
Saccharopolyspora spinosa (López Gressa, 2006: 18).
En cuanto al uso de solventes inocuos, la química verde ha llevado
adelante variadas investigaciones sobre este tema, y especialmente han
cobrado importancia en el uso de solventes en estado supercrítico y el uso
de líquidos iónicos. Solventes en estado supercrítico El estado supercritico
se define como el estado de agregación de una sustancia que se encuentra
a una temperatura superior a la temperatura crítica y a una presión superior
a la presión crítica. En estas condiciones, la sustancia es un fluido con
propiedades intermedias entre las de un gas y las de un líquido. En estado
supercrítico las sustancias aumentan su capacidad como disolventes. Esto les

11. permite disolver sustancias orgánicas, que en lugar de ser disueltas en
solventes apolares contaminantes, volátiles y combustibles, puedan
disolverse en el dióxido de carbono en estado supercrítico o el agua en
estado supercrítico, solventes no contaminantes. La capacidad de los
solventes supercríticos varía al variar la densidad, aumentando o
disminuyendo la presión. Eso permite separar sustancias.
Los procesos químicos que se llevan adelante en los seres vivos, se
realizan en estas condiciones, o por lo menos a temperaturas y presión
relativamente bajas. La mayoría de los procesos químicos de origen
biológico son catalizados por enzimas. La biotecnología química cobra cada
vez más importancia en este sentido. En realidad las biotransformaciones,
como suelen llamarse a los procesos químicos catalizados con enzimas,
son de los recursos más utilizados por la química verde ya que permiten
cumplir simultáneamente con varios principios. Las enzimas son
catalizadores altamente selectivos, lo que permite obtener productos con
alto grado de pureza. Son selectivos en cuanto a las reacciones que
catalizan (quimioselectividad), y son selectivos desde el punto de vista
estereoquímico, pueden reaccionar muy bien con un diasteroisómero y no
con otro (diasteroselectividad), y también son capaces de catalizar la
producción de un determinado enantiómero y no su imagen especular. Son
altamente efectivas en cuanto al aumento de la velocidad de reacción con
poca cantidad de enzima. Por otro lado, debido a su origen biológico, son
totalmente biodegradables cuando terminan su ciclo.
También tienen algunas desventajas: en la naturaleza solo aparecen
normalmente en una forma enantiomérica, operan dentro de rangos de
temperatura y pH estrechos, su mayor actividad la muestran en solución
acuosa, aunque también se han logrado reacciones efectivas en solventes
no polares y algunas enzimas pueden ser inhibidas por el producto de la
misma reacción (Faber, 1997: 2-8). Una aplicación concreta del uso de
biocatalizadores es la producción estereoselectiva de sustancias que son
precursoras para la obtención de bloqueadores β adrenérgicos. Los
bloqueadores β adrenérgicos son sustancias que se utilizan frecuentemente
para tratar trastornos cardíacos y trastornos psiquiátricos. Un ejemplo es el
atenolol, que se utiliza en el tratamiento de la hipertensión arterial.
La Química Verde apunta a la utilización de materias primas renovables. Un
ejemplo claro de esto es la utilización de estas materias primas para la
generación de energía y nuevos materiales. Como ejemplo de amplia
difusión en la producción de energía a partir de fuente renovable están los
biocombustibles. Debido a la discusión sobre la competencia con la
producción de alimentos, se ha impulsado la generación de los
biocombustibles a partir de materias primas de origen vegetal, pero que no

12. compitan con la producción de alimentos, como el aprovechamiento de
desechos agrícolas para producir biogás, o la producción de biodiésel a
partir de algas. En Uruguay, donde ha tenido amplia difusión la forestación
con un especial desarrollo en las plantaciones de eucaliptos, un grupo de
científicos se ha dedicado a buscar el aprovechamiento de lo que
normalmente queda como residuo en la explotación de estos
emprendimientos: la hoja. Un equipo de químicos se ha dedicado a la
extracción y modificación de un aceite esencial del eucalipto, el eucaliptol o
1,8 – hidroxicineol. A partir de esta sustancia han obtenido derivados de
importancia industrial con distintos objetivos. Algunos de estos derivados
han demostrado ser eficaces como insecticidas. Otros son utilizados en
spray nasales y algunos en cosméticos. Muchas de las transformaciones
para obtener los derivados han sido a través del uso de biocatalizadores.
Por otro lado, los productos obtenidos son biodegradables. De esta manera
este tipo de emprendimientos sigue la filosofía de la Química Verde desde
diversos aspectos (Ménedez y otros, 2006: 232-236).
Según la ASTM (American Society for Testing and Materials), “la
biodegradabilidad es la capacidad de un material de descomponerse en
dióxido de carbono, metano, agua y componentes orgánicos o biomasa, en
el cual el mecanismo predominante es la acción enzimática de
microorganismos” (Meneses y otros, 2007: 61). Los problemas de
contaminación generados por los productos persistentes en el ambiente son
ampliamente conocidos. Tanto es así que un recurso muy utilizado por la
publicidad es resaltar este aspecto en diversos productos como pueden ser
los detergentes biodegradables. Otro ejemplo son las bolsas de compras
oxodegradables, a las que la publicidad hace aparecer algunas veces como
biodegradables. El polímero que forma estas bolsas tiene un aditivo que
hace que, bajo determinadas condiciones de humedad y temperatura, el
polímero sea degradado. Sin embargo, el proceso no es comenzado por
microorganismos, por lo que no es biodegradable (Marzo Rojas, 2010: 9).
Los polímeros biodegradables generalmente presentan una doble ventaja:
además de su biodegradabilidad, provienen de materias primas renovables,
ya que son obtenidos a partir de vegetales. Un ejemplo conocido son los
polímeros obtenidos a partir del 1,3 - propanodiol obtenido del maíz
(García, 2009: 35).

13. CONCLUSIÓN
La Química se ha encargando de satisfacer la mayoría de las necesidades que la
humanidad ha venido desarrollando a lo largo de los años, a ella se le deben
grandes avances en la industria farmacéutica, agrícola, alimenticia, etc. Sin
embargo, todos estos procesos han causado consecuencias en el ambiente y en
la salud humana, por lo que se han buscado y desarrollado alternativas para evitar
o contrarrestar todas éstas adversidades. La Química Verde se ha encargado de
éste objetivo, a realizado y modificado productos y procesos para mejorar la
calidad del ambiente y salud humana, hecho que será indispensable para un
desarrollos sustentable.
BIBLIOGRAFÍA
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Twenergy.