QUÍMICA Tecnología Los laboratorios buscan alternativas a los compuestos tóxicos y contaminantes

Más de 3.500 personas murieron en diciembre de 1984 cuando un gas venenoso se escapó de la fábrica de pesticidas de Bhopal (India). Algunos cálculos dan una cifra de muertos mayor y un informe reciente de Greenpeace afirma que, después de 15 años, el terreno que rodea la antigua fábrica de Union Carbide está todavía fuertemente contaminado de sustancias tóxicas. El accidente se produjo al entrar agua en un tanque de almacenamiento con 40 toneladas de isocianato de metilo, lo que provocó una reacción en cadena y una explosión. La empresa dice que fue un acto de sabotaje, y sus críticos culpan a una válvula que perdía. De cualquier modo, es el peor desastre en la historia de la industria química.

Muchos creen que un diseño inherentemente más seguro podría haber evitado el vertido y la idea es diseñar plantas químicas fáciles de usar, en las que el error y el fallo no supongan graves riesgos para la seguridad, una tendencia que la industria química se está tomando cada vez más en serio. La química ecológica se ocupa no sólo de la seguridad, sino también del desarrollo de tecnología y procesos que garanticen menos residuos y menos contaminación. Su objetivo no es limpiar los residuos, sino intentar poner fin a su producción.

Un catalizador puede reducir las emisiones nocivas de los coches, pero los motores de gasolina y gasóleo no son verdaderamente limpios. Los vehículos genuinamente ecológicos tendrán que usar combustibles limpios, como el hidrógeno. De igual modo, sólo cambios fundamentales pueden producir procesos químicos ecológicos, como catalizadores mejores y más eficaces, y la sustitución de los disolventes orgánicos por alternativas más seguras.

El agua

Las reacciones químicas son más rápidas y fáciles de controlar cuando tienen lugar en líquidos, porque las moléculas en reacción se pueden mezclar. Pero muchos reactivos útiles son sólidos, y por tanto, hay que disolverlos primero. Durante más de dos mil años, la química tenía que basarse en el disolvente que cubre dos terceras partes del planeta. El agua es abundante y barata, pero sólo puede disolver algunas sustancias y permite un número restringido de reacciones.

La introducción generalizada de distintos disolventes en el siglo XIX abrió las puertas a miles de nuevos procesos químicos, consiguiendo productos como el plástico o la margarina. Los disolventes fabricados a partir de compuestos orgánicos como el alcohol están ahora extendidos porque disuelven todo, desde las medicinas al barniz de uñas.

Pero los disolventes orgánicos se convierten fácilmente en gas. Esto es un problema, porque muchos son tóxicos, inflamables y contribuyen al calentamiento del planeta al descomponerse en dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero. También es difícil reciclar y eliminar los disolventes orgánicos usados.

El CO2 ofrece una alternativa a los nocivos disolventes orgánicos. Desafortunadamente, como el agua, el CO2 es muy quisquilloso respecto a qué disuelve. "La baja solubilidad de muchas sustancias que interesaría disolver, pone graves restricciones al uso generalizado del CO2", explica Walter Leitner, experto en CO2 supercrítico del Instituto Max Planck (Mulheim, Alemania).

Pero el CO2 supercrítico tiene características muy interesantes: no es tóxico, no huele, no quema ni tiñe los productos, y además es barato y fácil de obtener. Generalmente, el CO2 se utiliza como disolvente en ese estado. Cuando se comprime, un gas se convierte en líquido. Si se mantiene la presión, el CO2 se convierte en una mezcla de gas/líquido con propiedades únicas y es un disolvente muy sensible. Cambios sutiles de presión y temperatura hacen que las sustancias entren y salgan de la solución. Y si se reduce la presión, vuelve a convertirse en gas, que puede ser retirado del producto y utilizado.

Intermediario adecuado

Al igual que los detergentes disminuyen la natural repulsión entre la grasa y el agua, los aditivos pueden ayudar a introducir sustancias no solubles en el CO2. Pero para ello es esencial el transporte correcto, el intermediario adecuado.

El coste de los aditivos ha sido un gran problema. Para dispersar sustancias no solubles en CO2 eran necesarias presiones excesivamente elevadas o aditivos también muy caros. Pero investigadores de EEUU han desarrollado sustancias químicas intermediarias más baratas, que podrían abrir las puertas a versiones ecológicas de muchos procesos químicos. Eric J. Beckman y su grupo de la Universidad de Pittsburgh (Pennsylvania) ha producido aditivos baratos que se disuelven fácilmente en CO2 a baja presión, como informaron recientemente en Nature. Esto podría disminuir el coste de utilizar CO2 en aplicaciones comerciales, desde la limpieza en seco a la producción farmacéutica.

Beckman unió dos grupos químicos diferentes (poliéster y carbonilo). Los catalizadores y los reactivos se pueden atar a esta cadena barata, que se separa (disuelve) con el disolvente de dióxido de carbono. La alta solubilidad del aditivo polímero ayuda a disolver los grupos adjuntos, permitiendo las reacciones químicas entre ellos.

Ken Seddon, de la Queen's University de Belfast (Reino Unido), dice que hay cuatro alternativas a los disolventes tóxicos y contaminantes. La primera, y menos viable, es no usar ningún tipo de disolvente. El agua es otra opción, aunque el vertido del agua utilizada y contaminada está muy controlado. Una tercera posibilidad, los fluidos supercríticos como el CO2, tiene un uso cada vez mayor. La última alteranativa son los líquidos iónicos. "Las primeras tres están bien exploradas", dice Seddon, "la cuarta, no".