La Química Verde, también denominada Química Sostenible, es la química para la prevención de la contaminación. Se ha definido como el diseño, la manufactura y el uso de sustancias químicas y procesos que reducen o eliminan el uso o la generación de residuos y productos nocivos para el medio ambiente o la salud humana.
La Química Sostenible, en sus diferentes vertientes de I+D+I, es un ámbito científico actual, innovador y en rápido desarrollo alrededor del mundo. La Química Verde utiliza principios químicos que garantizan no solamente el logro de los objetivos económicos de las industrias, sino también los objetivos de calidad ambiental.
Dicho esto, a continuación se recogen los principios de la Química Verde y varios ejemplos de algunos de ellos.
PRINCIPIO 1: Es mejor evitar el residuo que tratarlo o eliminarlo después de formado.
Ejemplo: Aplicaciones del carbonato de dimetilo (CDM) como alternativa al fosfeno en las reacciones de carbonilación y como un sustituto del cloruro de metilo y el sulfato de dimetilo en las reacciones de metilación. Los procesos con CDM no generan co-productos y han demostrado excelentes selectividades cuando se utilizan catalizadores tales como las zeolitas y el carbonato potásico, substancias amigables con el medio ambiente.
PRINCIPIO 2: Los métodos de síntesis deben ser diseñados para maximizar la incorporación de todos los materiales utilizados en el producto final.
Ejemplo: El ibuprofeno es un analgésico ampliamente utilizado. La síntesis del ibuprofeno ha necesitado de seis etapas de reacciones incorporando menos del 40% de los átomos puestos en juego. Se ha diseñado una ruta sintética catalítica que requiere únicamente tres pasos, con una eficacia de átomos que alcanza el 80% tal como se ve a continuación:
PRINCIPO 3: Siempre que sea posible, las metodología de síntesis debe ser diseñada para utilizar y generar substancias que minimicen la toxicidad o que no sean toxicas para las personas y el medio ambiente.
Ejemplo: un buen ejemplo es la producción de cumeno. La síntesis tradicional emplea la alquilación de benceno con propileno sobre un catalizador solido de ácido fosfórico o cloruro de aluminio. Ambos catalizadores son corrosivos y están catalogados como materiales peligrosos. Mediante el proceso Mobil/Badger, utilizando una zeolita como catalizador (ambientalmente inerte) se obtienen altos rendimientos de producto siguiendo la siguiente reacción:
PRINCIPIO 4: Los productos químicos deber ser diseñados para mantener la eficacia de su función mientras se reduce su toxicidad.
Ejemplo: Los problemas asociados con el uso de los insecticidas incluye la toxicidad a otros organismos, la bioacumulación y el desarrollo de resistencias por parte de algunos insectos.
Las feromonas ofrecen ventajas con respecto a los insecticidas de amplio espectro. No son toxicas, específicas para cada especie de insecto e inducen menos resistencias por parte de los insectos.
PRINCIPIO 5: La utilización de substancias auxiliares (disolventes, agentes de separación, etc.9 deben evitarse siempre que sea posible y deben ser inocuos cuando se utilicen.
PRINCIPIO 6: Se debe considerar el impacto medioambiental y económico de los requerimientos energéticos, que deben ser minimizados. Los métodos sintéticos deberían ser a temperatura y presión ambiental.
PRINCIPIO 7: Las materias primas deben ser de fuentes renovables siempre que técnica y económicamente sea practicable.
Ejemplo: La biocatálisis ha demostrado ser efectiva en obtener etanol de la biomasa. Hoy se utilizan una combinación de Saccharomyces para la fermentación simultánea de glucosa y xilosa:
El etanol puede utilizarse como combustible mezclado con gasolinas y reduce potencialmente la dependencia del petróleo importado.
PRINCIPIO 8: Se debe evitar en lo posible las derivaciones innecesarias (bloqueo de grupos, modificaciones de procesos físicos/químicos).
PRINCIPIO 9: Reacciones catalíticas (tan selectivas como sea posible) son superiores a las reacciones no catalíticas.
Ejemplo: Hill y Weinstock han diseñado catalizadores selectivos para eliminar la lignina de la madera. Actualmente no es competitivo con el proceso basado en el cloro, pero la tecnología basada sobre estos catalizadores tiene el potencial de convertir árboles en papel sin el uso o generación de productos tóxicos.
PRINCIPIO 10: Los productos químicos deben ser diseñados de modo que al final de su función no persistan en el medio ambiente y se degraden a productos inocuos.
Ejemplo: La durabilidad de los polímeros presenta problemas para la fauna y a largo plazo destrucción. Como resultado, se ha intensificado el diseño de polímeros biodegradables.
PRINCIPIO 11: Se necesita desarrollar metodologías analíticas que permitan a tiempo real, el control del proceso antes de la formación de substancias peligrosas.
PRINCIPIO 12: Las substancias y la forma de las substancias utilizadas en los procesos químicos deben ser elegidas para minimizar el potencial de accidentes químicos, incluyendo fugas, explosiones y fuegos.
