jueves, 10 de junio de 2021

QUIMICA VERDE Y ALGUNOS ASPECTOS IMPORTANTES

 

INTRODUCCIÓN

Los procesos químicos datan de tiempo muy antiguo y por siglos los químicos han estado intentando entender la naturaleza de los procesos, y desarrollar entre otras, métodos basados en la filosofía que la naturaleza los puede proporcionar. La razón de esto, puede atribuirse al hecho que varios compuestos químicos, normalmente usados tienen altos niveles de toxicidad y son medio-ambientalmente hostiles. En el presente blog se habla acerca de la química verde que es una nueva tendencia mundial que busca dar alternativas de compatibilidad ambiental a productos o procesos, reduciendo o eliminando la producción de sustancias peligrosas al mismo tiempo que tiende a proteger la salud humana. Por ende, busca promover una química limpia al servicio de la humanidad y en armonía con los recursos naturales. Así como también se aborda el tema de polímeros sintéticos que se producen mediante un proceso denominado polimerización. En este proceso se produce la reacción de miles de monómeros que pasan a formar parte de una larga cadena macromolecular y por ultimo algunas sustancias toxicas presentes en los alimentos.



QUÍMICA VERDE

Química Verde e Ingeniería
La Química Verde es una nueva tendencia mundial que busca dar alternativas de compatibilidad ambiental a productos o procesos, reduciendo o eliminando la producción de sustancias peligrosas al mismo tiempo que tiende a proteger la salud humana. Por ende, busca promover una química limpia al servicio de la humanidad y en armonía con los recursos naturales.

La idea básica consiste en introducir en la fase de diseño y desarrollo de nuevas sustancias, productos o materiales previsiones sobre su potencial impacto en la salud y el medio ambiente y desarrollar alternativas que minimicen dicho impacto.

"Al ofrecer alternativas de mayor compatibilidad ambiental, comparadas con los productos o procesos disponibles actualmente cuya peligrosidad es mayor y que son usados tanto por el consumidor como en aplicaciones industriales, la química verde promueve la prevención de la contaminación a nivel molecular". Vargas, E. y Ruiz, L. (2007).

Los doce principios de la química verde son:

1. Prevención

Es preferible evitar la producción de un residuo que reciclarlo, tratarlo o disponer de él una vez que se haya formado.

2. Economía atómica

Los métodos de síntesis deberán diseñarse de manera que se incorporen al máximo los reactivos en el producto final, minimizando la formación de subproductos, lo que favorece también al principio 1.

3. Uso de metodologías que generen productos con 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 el hombre como para el medio ambiente.

4. Generar productos eficaces pero no tóxicos

Los productos químicos deberán ser diseñados de manera que mantengan la eficacia a la vez que reduzcan su toxicidad.

5. Reducir el uso de sustancias auxiliares

Se evitará, en lo posible, el uso de sustancias que no sean imprescindibles (solventes, reactivos para llevar a cabo separaciones, etc.) y en el caso de que se utilicen, que sean lo más inocuos posible.

6. Disminuir el consumo energético

Los requerimientos energéticos serán catalogados por su impacto medioambiental y económico, reduciéndose todo lo posible.

7. Utilización de materias primas renovables

Las materias primas han de ser preferiblemente renovables en vez de agotables, siempre que sean técnica y económicamente viables.

8. Evitar la derivatización innecesaria

Se evitará en lo posible la formación de derivados (grupos de bloqueo, de protección/desprotección, modificación temporal de procesos físicos/químicos).

9. Potenciación de la catálisis

Se emplearán catalizadores (lo más selectivos), reutilizables en lo posible, en lugar de reactivos estequiométricos.

10. Generar 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. Desarrollar metodologías analíticas para la monitorización en tiempo real

Las metodología analíticas serán desarrolladas para permitir el monitoreo y control en tiempo real de los procesos, previo a la formación de productos secundarios.

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.

Áreas de enfoque de la química verde

Las tecnologías de la química verde pueden ser clasificadas e una o mas de las tres de enfoques siguientes:

- La utilización de rutas sintéticas alternativas basadas en la química verde.

-La utilización de condiciones de reacción.

-El diseño de sustancias químicas que sean, por ejemplo, menos toxicas que las disponibles actualmente o inherentemente más seguras con respecto a su potencial de accidentes.

La Química Verde presenta una nueva filosofía y establece estándares altos para llevar a cabo la investigación y producción de sustancias y procesos químicos, maximizando sus beneficios y minimizando los efectos secundarios que pueden ser dañinos al ser humano y al medio ambiente. A pesar de los éxitos alcanzados durante los últimos 15 años, la disciplina está en sus inicios y aún quedan muchos retos que deben enfrentarse en laboratorios de investigación y desarrollo de institutos, universidades e industrias, por lo que los químicos deben poner en juego sus conocimientos y creatividad.

POLÍMEROS SINTÉTICOS

Los polímeros son grandes moléculas llamadas macromoléculas, que por lo general son orgánicas y están formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros, formando enormes cadenas de las formas más diversas.

Existen varios tipos de polímeros con propiedades y estructuras químicas diferentes. Los polímeros sintéticos son aquellos que son obtenidos en laboratorio o en la industria. Algunos ejemplos de polímeros sintéticos son el nylon, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc.

Los Polímeros sintéticos son creados por el hombre a partir de elementos propios de la naturaleza. Estos polímeros sintéticos son creados para funciones específicas y poseen características para cumplir estas mismas.

Importancia de los polímeros sintéticos

Los objetos que más empleamos cotidianamente y con más frecuencia se cuentan los polímeros sintéticos y los cauchos.

Los polímeros sintéticos son usados en forma masiva en la manufactura de: embalajes para productos alimenticios, fármacos y químicos, electrodomésticos, herramientas, utensilios domésticos, juguetes, componentes automotrices; lo forman parte de una lista muy larga de aplicaciones. También, los polímeros tienen aplicación en diversas áreas de la ciencia y tecnología.

Ese uso tan extendido se debe al bajo costo de producción, baja densidad, tenacidad adecuada, buen acabado superficial, durabilidad, versatilidad del sistema de producción, entre otras ventajas respecto a los materiales metálicos o cerámicos. También, es necesario notar que muchos productos hechos originalmente con otros materiales fueron suplantados por objetos diseñados en materiales plásticosFernández, C. (2011).

Clasificación de los polímeros sintéticos

1. Según el tipo de monómeros que lo conforman, se clasifican como:

a) Homopolímeros: si están formados sólo por la repetición de unidades del mismo monómero, como polietileno, poliestireno, entre otros.

b) Copolímeros: si las cadenas están formadas por dos o más tipos de monómeros como estireno-butadieno (SBR) en la fabricación de neumáticos, acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) en cuerpos de televisores y refrigeradores, etc.

2. Según su secuencia en el polímero, los monómeros (en líneas de color azul y rojo) pueden estar ubicados de distinta manera, por ejemplo, al azar,

alternando una unidad de cada polímero,

o alternando una secuencia de unidades de cada polímero

3. Según sus propiedades físicas se pueden clasificar como:

a) Termo rígidos: si mantienen su forma una vez que han sido moldeados a una cierta temperatura, por ejemplo, la baquelita. Estos polímeros son también conocidos como termoestables.

b) Termoplásticos: si pueden cambiar su forma con cambios de temperatura, por ejemplo, polietileno, poliestireno.

Esta última clasificación introduce el término plástico”, que se define como un polímero de naturaleza orgánica que puede moldearse para obtener una forma deseada.


c) Elastómeros: si tienen la propiedad de recuperar su forma al ser sometidos a una deformación de ella, por ejemplo, caucho vulcanizado.
d) Fibras: si tienen la forma de hilos. Se producen cuando el polímero fundido se hace pasar a través de los orificios de tamaño pequeño de una matriz adecuada y, simultáneamente, se aplica un estiramiento.



Ventajas y desventajas del uso de polímeros sintéticos

Ventajas

1. Reciclables

2. Durables

3. Resistentes al medio ambiente

4. Fácil maleabilidad

5. Buena resistencia y mecánica

Desventajas 

1. Son inflamables

2. Caros de reciclar

3. Baja conductividad

4. Baja resistencia

SUSTANCIAS TOXICAS PRESENTES EN LOS ALIMENTOS 

b) Termoplásticos: si pueden cambiar su forma con cambios de temperatura, por ejemplo, polietileno, poliestireno.

Esta última clasificación introduce el término “plástico”, que se define como un polímero de naturaleza orgánica que puede moldearse para obtener una forma deseada.

La toxicología estudia los efectos adversos provocados por las sustancias químicas en los organismos vivos La gran diversidad de sustancias químicas en el medio ambiente y de efectos adversos hace que la Toxicología sea una disciplina muy amplia

La toxicología alimentaria estudia los componentes de los alimentos que son capaces de provocar un efecto deletéreo sobre el ser humano, sus mecanismos de acción y las medidas preventivas a tomar para evitar tales efectos

Día a día ingerimos multitud de alimentos que pueden contener sustancias tóxicas para nuestra salud. Algunas sustancias como el mercurio, el arsénico, los pesticidas y las hormonas; llegan a la comida por su proceso de producción.

Clasificación de las sustancias toxicas en alimentos

A continuación, se enlistan las sustancias tóxicas que puedes encontrar en alimentos que consumes diariamente, así como sus repercusiones en la salud.

Mercurio

Es un metal que suele encontrarse principalmente en el salmón y el atún.

Esta sustancia puede provocar problemas en el sistema nervioso y en el desarrollo del cerebro.

Arsénico

Esta sustancia la podemos encontrar en frutas y verduras.

Este componente puede provocar enfermedades en piel, vejiga y pulmón además de problemas cardiacos.

Hormonas

Es muy común que en los animales se inyecten distintos tipos de hormonas.

Estas hormonas al pasar por el cuerpo humano, pueden producir desajustes en el cuerpo y otro tipo de enfermedades.


Dioxinas

Son desechos industriales que contaminan agua y suelo. Estos deshechos pueden llegar al ganado infectándolo y por tanto, infectando los productos derivados.

Las dioxinas pueden provocar alteraciones en el sistema inmunológico, desbalance hormonal y problemas reproductivos.

Pesticidas

Este componente lo podemos encontrar en frutas y hortalizas. Se utilizan en la etapa de producción para eliminar plagas.

Si un alimento contiene mucho pesticida puede llegar a causar un envenenamiento.

Bisfenol

Esta sustancia se encuentra en botellas, tuppers y latas.

Puede provocar problemas en corazón, hígado y puedes llevar a que el riesgo de diabetes sea mayor.

Plomo

Lo podemos encontrar en algunos alimentos como el arroz.

Puede afectar al desarrollo cerebral de los niños.

BHA y BHT

Son sustancias conservadoras que se agregan a las comidas. Sobre todo las podemos encontrar en la comida frita empacada.

Dificulta la digestión y puede provocar problemas graves en un futuro si se consume en grandes cantidades.

Nitrato de sodio

Es una sustancia que se utiliza para conservar y realzar el sabor de los alimentos.

A diferencia del anterior, este ocasiona enfermedades más graves.

Bromato de potasio

Se encuentra principalmente en la harina de pan.

Puede ser cancerígeno, así como producir tumores en los riñones.

A pesar de los peligros que pueden presentar estas sustancias, los nutricionistas puntualizan que las autoridades sanitarias han disminuido a cero los riesgos. Por lo tanto, podemos estar tranquilos, pero debemos revisar el etiquetado de los productos y no consumir en exceso este tipo de componentes.

Para ello, recomendamos una alimentación saludable con alimentos exentos de cualquier sustancia tóxica o química. Una dieta basada en productos ecológicos y 100% naturales.

 



VIDEOS

 A continuación, se enlistan archivos de video recomendados por el autosr para reforzar la información presentada.

¿Qué es química verde?


Qué es un Polímero. Clasificación, estructura, ejemplos y procesos de polimerización

10 sustancias toxicas que fueron encontradas en productos famosos


CONCLUCIÓN

 Y OPINIÓN PERSONAL

La química verde es una de las propuestas más revolucionaria e innovadoras ya que a lo largo del tiempo el ser humano ha abusado del medio ambiente desgastando los ecosistemas y contaminando el ambiente de manera excesiva, el no tener el conocimiento adecuado para tratar dichos desechos es el motivo de la gran contaminación producida y esta materia propone ideas para reducir y en un futuro llegar a eliminar totalmente los residuos y contaminación. Uno de los tantos contaminantes que existen son los polímeros artificiales que se utilizan para la realización de diferentes artículos de plástico que a pesar de tener muchos beneficios también tienen desventajas como por ejemplo que son inflamables, caros de reciclar, baja conductividad y baja resistencia. Por otra parte, cuando se habla de los contaminantes en alimentos se afirma que son sustancias tóxicas, que con un consumo excesivo o ciertas formas de preparación pueden causar efectos dañinos a la salud. A pesar de los peligros que pueden presentar estas sustancias, los nutricionistas puntualizan que las autoridades sanitarias han disminuido a cero los riesgos. Por lo tanto, es indispensable revisar el etiquetado de los productos y no consumir en exceso este tipo de componentes.

GLOSARIO

Química: Ciencia que estudia la composición y las propiedades de la materia y de las transformaciones que esta experimenta sin que se alteren los elementos que la forman.

Reciclaje: Es el proceso de recolección y transformación de materiales para convertirlos en nuevos productos, y que de otro modo serían desechados como basura.

Toxicología: Ciencia que se ocupa de los efectos adversos a la salud causados por agentes químicos, físicos o biológicos en los organismos vivientes.

Catálisis: Es el proceso por el cual cambia la velocidad de una reacción química a causa de una sustancia llamada catalizador

Biodegradable: Que puede descomponerse en elementos químicos naturales por la acción de agentes biológicos, como el sol, el agua, las bacterias, las plantas o los animales.

Polímero: Sustancia compuesta por grandes moléculas, o macromoléculas formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o más unidades simples llamadas monómeros.

Monómero: Molécula simple, generalmente de peso molecular bajo, que forma cadenas lineales o ramificadas de dos, tres o más unidades.

Elastómeros: Son aquellos tipos de compuestos que incluyen no metales en su composición y que muestran un comportamiento elástico.

Dioxinas: Son contaminantes ambientales que pertenecen a la llamada «docena sucia»: un grupo de productos químicos peligrosos que forman parte de los llamados contaminantes orgánicos persistentes (COP).

Bisfenol: Es una sustancia química empleada desde la década de los sesenta para fabricar plásticos duros y ligeros que se utiliza en los envases de alimentos y bebidas, en los empastes dentales, en pinturas y en los cristales de las gafas, entre otros objetos de uso cotidiano.

BIBLIOGRAFÍA

Bibliografía

CAIPEC. (2018) https://canipec.org.mx/la-quimica-verde/

Pájaro, N. & Olivero, J. (2011). QUÍMICA VERDE: UN NUEVO RETO. Ciencia e Ingeniería Neogranadina, 21 (2), 169-182. [Fecha de Consulta 10 de junio ​​de 2021]. ISSN: 0124-8170. Disponible en: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=91123440009

Valle, P. (2001). Toxicología De Alimentos. junio de 2021, de Instituto Nacional de Salud Pública Centro Nacional de Salud Ambienta Sitio web: https://www.fio.unicen.edu.ar/usuario/gmanrique/images/Toxicologia_de_Alimentos_VegaFlorentino.pdf

Sierra, A., Meléndez, L. & Ramírez-Monroy, A. (2014). La química verde y el desarrollo sustentable. RIDE Revista Iberoamericana para la Investigación y el Desarrollo Educativo, 5 (9), [Fecha de Consulta 10 de junio ​​de 2021]. ISSN: Disponible en: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=498150317001

Gil. L. (2018). ¿Cuáles son las sustancias tóxicas más comunes que podemos encontrar en los alimentos? junio de 2021, de Embutidos Luis Gil Sitio web: https://www.embutidosluisgil.com/blog/2018/01/cuales-son-las-sustancias-toxicas-mas-comunes-que-podemos-encontrar-en-los-alimentos/ 

Cerain, A. L., Gil, A. G., & Bello, J. (2012). Alimentos con sustancias tóxicas de origen natural: Plantas superiores alimenticias. Ediciones Díaz de Santos.

Artículos

Vargas, E. y Ruiz, L. (2007). QUÍMICA VERDE EN EL SIGLO XXI; QUÍMICA VERDE, UNA QUÍMICA LIMPIA. Revista Cubana de Química, XIX (1), 29-32. [Fecha de Consulta 10 de junio ​​de 2021]. ISSN: 0258-5995. Disponible en: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=443543706009

Fernández, C. (2011). Polímeros. junio de 2021, de Instituto Nacional de Educación Tecnológica. Sitio web: http://www.inet.edu.ar/wp-content/uploads/2012/11/09_Polimeros.pdf

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