Química ecológica: los cambios de una industria

Química ecológica: los cambios de una industria

No se puede hacer un diseño de un producto amigable con el medio ambiente sin usar materias primas ecológicas y las innovaciones materiales tienden a salir de los laboratorios químicos. Las industrias químicas producen muchos productos de su propia cosecha: pinturas, pegamentos, productos de limpieza, industrias enteras de biocarburantes. ¿Qué están haciendo los químicos para el beneficio de la humanidad?

Hay actualmente una nueva generación de químicos, bioquímicos y microbiólogos que tienen como meta la investigación de infinidad de productos amigables con el medio ambiente, biodegradables, no tóxicos y baratos. Hace una década los que teníamos esta visión de la futura industria química fuimos llamados, si no locos, al menos ilusos, hombres que perdíamos el tiempo en investigaciones de laboratorio, aparentemente sin resultados. La enorme cantidad de tiempo que se ha invertido por éstos técnicos en todo el mundo ha llevado a que, lo que nosotros creíamos, se halla hecho realidad. Actualmente los productos químicos convencionales son paulatinamente sustituídos por aquellos que son más amigables con el medio ambiente.

Uno de los cambios de la industria química ha sido un cambio de legislación: antes se ponía especial énfasis sobre el grado de toxicidad de los productos usados solamente. Ahora el enfasis se pone en los tres grandes boquetes que tenía la legislación y el manejo de una planta química: a) conocimiento (no sólo del público en general y de los gobiernos sino en la industria química sí misma);b) seguridad (peligros al asignar prioridades y delimitar límites);c) tecnología ( desarrollo de alternativas más seguras, más ecológicas).
Pero los gobiernos pueden ser lentos y volubles y las cámaras de la industria tienen una inercia inducida por el mantenimiento del status quo.
¿Qué están haciendo los químicos para revertir la situación? Están haciendo muchos de cosas que funcionan. Algunos investigadores están desarrollando plásticos alternativos que no utilizan productos petroquímicos, algunas asociaciones están dando la prioridad al desarrollo de productos amigables dentro de sus miembros, están fundando institutos enteros dónde sólo se investigan productos ecológicos, otros grupos están intentando enseñar a los nuevos químicos a desarrollar productos y procesos alternativos. La química sostenible está en pañales desde hace treinta años, pero ahora está ya gateando y comenzará a caminar en cualquier momento.

Plásticos ecológicos
¿Qué es ese “olor nuevo en el auto”?¿es olor a papas fritas o a maíz tostado? En los pasados cinco años, varios fabricantes de bio-plásticos han entrado al mercado, y muchos más están en el laboratorio. Los biopolímeros de Rodenburg, plástico del almidón de papas de una marca de los Países Bajos para cuchillería y empaquetado, compañías en China que venden la cuchillería de maicena o de almidón, están abriendo caminos en el mercado. Los bioplásticos de NatureWorks tienen una sólida base que los sostiene en el mercado, pero ya son obsoletos. Un competidor menos conocido es el biopolímero de Mechabolix. Este tiene características mucho mejores de ingeniería que el de NatureWorks (no se puede hacer una caja de un teléfono celular con el biopolímero de NatureWorks, pero si con el de Mechabolix); sin embargo, tiene dos desventajas serias. El PHA de NatureWorks consume más recursos fósiles que la mayoría de los procesos petroquímicos convencionales de fabricación y la segunda desventaja es que la fabricación requiere la modificación genética del maíz.

El año pasado, trabajos de alta tecnología crearon plumas del pollo y tableros de circuitos integrados compuestos de soja. No sólo substituyen la fibra de vidrio no-reciclable, el alto consumo de energía y los materiales epoxy, sino que son un producto más liviano, más fuerte, más barato compatible con las características electrónicas de alta velocidad. Esto es especialmente relevante porque los tableros de los circuitos integrados tienen a menudo el impacto ecológico más alto de cualquier otra parte de las computadoras o de otros dispositivos electrónicos, más que el plástico de la carcaza, y a veces más que los componentes electrónicos incluídos en el tablero. El compuesto de plumas de pollo con base de soja se podía también utilizar como material estructural para otros usos. Por años, los equipos que desarrollan compuestos comparables de fuentes renovables han estado investigando diversos caminos químicos y de materias primas de base para determinar las perfomances de alto funcionamiento y de bajo costo de los bioplásticos de soja.
Quizás la más impactante investigación se está haciendo sobre un plástico que secuestra el CO2. Hace dos años, desarrollos de laboratorio llevaron a la comprobación que el poliestireno hecho de las cáscaras de naranjas era un excelente captor de CO2.
Se estima que la naturaleza utiliza el CO2 para hacer unos 200 mil millones toneladas de glucosa por fotosíntesis por año, los procesos químicos que desarrollan sintéticos han tenido un éxito embarazoso al desarrollar los procesos catalíticos eficientes que explotan esta materia prima atractiva. La imaginación se enciende al describir los catalizadores que encontraron y que permitieron que permitieron cerrar brechas. Hay que mantener la atención sobre el PLC (carbonato de polilimoneno), como así también en varios biopolímeros y catalizadores.


Asociaciones e instituciones
Algunas organizaciones grandes están comenzando a empujar la química sustentable y ecológica. Hay instituciones y redes de este tipo de la nueva química dentro de unos 20 países alrededor del mundo. La red de innovación química del gobierno británico tiene una iniciativa fuerte de sustentabilidad llamada la “Sociedad de Faraday”. Su misión está sintetizada en las siguientes palabras:

“En el mundo desarrollado, se reconoce que el solamente 7% de los materiales de producción son usados y reciclados y que los 80% de productos son desechados después de usados no siendo reutilizados. Es esencial, por lo tanto, que intentemos reducir los recursos materiales y asegurarse de que ningún material sea lanzado al ambiente si son tóxicos, dañosos o persistentes.”
Una de las asociaciones más antiguas, grandes y respetadas del mundo es la Asociación de Ingenieros Químicos del Reino Unido (IChmE)y en el informe del 2007 ha dejado en claro que no es simplemente un informe de últimos éxitos. Es una llamada a todos los químicos del mundo a desarrollar una química sustentable.Durante la próxima década , el trabajo de los químicos será crucial para abordar problemas globales tales como cambio del clima, el consumo inútil de energía y el acceso al agua potable. El informe está enfocado sobre el progreso hecho en seguridad ambiental, energía, agua, y otros asuntos de sustentabilidad. Dirigido al público en general, ha mostrado historias y desafíos éxitosos. Por ejemplo, bolsas de empaque de productos que permiten a las frutas o las verduras “respirar”, aumentando su vida útil; esto no suena demasiado emocionante hasta que se piensa en un embarque por vía marítima dónde un producto tiene un tiempo mayor de estiba pero este tipo de transporte emite 228 veces menos CO2 que el transporte carretero. Otra idea en desarrollo es la basura de comercios de venta de alimentos que tiene un potencial en la producción de biogas que dobla la de los deshechos de un tambo. Y el desarrollo de un blanqueador industrial para telas desarrollado a base de un microorganismo descubierto en los geisers del parque de Yellwstone.

Entrenamiento y dirección
Hay actualmente poco más que un goteo de información sobre la química sustentable entre gobiernos, compañías, universidades y centros de investigación. La información química de sociedades privadas es generalmente reservada, y muchas consecuencias para el medio ambiente nunca no se han podido medir, y mucho menos publicar. Algunas universidades y organismos estatales tienen datos sobre algunos productos químicos específicos, pero carecen una cámara de compensación centralizada de la información. Pueden existir las mejores bases de datos ambientales químicos, pero es información privada y costosa. Abrir los flujos del conocimiento, pueden ser el paso más importante para la industria ahora. Varios grupos están intentando hacerlo.
La Sociedad de Faraday tiene un mapa de las tecnologías sustentables, incluyendo tendencias y conductores de investigaciones, necesidades específicas de la industria, negocios, revisión de tecnologías, y los estudios de cada caso que hubiesen sido comunicados a la Sociedad. La Universidad de Berkeley en California tiene listas de recomendaciones para legisladores de todo el mundo sobre direcciones de las políticas sutentables químicas. Los consumidores, tienen el Centro de Ecología que hizo una guía de productos tóxicos usados en la industria automotriz, HealthyCar.org. Este sitio alerta sobre 200 tipos de vehículos en términos de calidad de emisiones de CO2, así como los asientos de seguridad para niños ,el grado de efectividad de los retardadores de llama, y explica qué productos químicos son los amigables con el medioambiente y cuales no.
Los químicos que quieren aprender deben estudiar en libros posteriores al 2002 que fue el año en que la sociedad de ingenieros de USA publicó el sistema EPA: Diseño ambientalmente consciente de los procesos químicos. Existe también una herramienta más nueva que EPA, el sistema experto de química sustentable on line. Es un software que permite que los usuarios construyan un proceso químico sustentable que diseñen un producto químico ecológico, o que examinen el campo de la química sustentable. Para una introducción menos técnica, existe una página web que enumera los doce principios de la química sustentable:

1. Prevenir la basura, usando concientemente los productos
2. Diseñar productos químicos y productos más seguros
3. Diseñar las síntesis químicas menos peligrosas
4. Utilizar materias primas de base renovables
5. Utilizar catalizadores y reactivos no seguros
6. Evitar los derivados químicos
7. Maximizar la economía átomica
8. Utilizar solventes más seguros y controlar las condiciones de la reacción
9. Aumentar el rendimiento energético
10. Diseñar los productos químicos y los productos para ser biodegradables
11. Analizar los procesos en tiempo real para prevenir la contaminación
12. Reducir al mínimo el potencial para los accidentes

La mayor parte de estos principios se dirigen a que seamos menos malos.Necesitamos apuntar más arriba, necesitamos apuntar a ser muy buenos. Cero no es un resultado positivo. Pero algunos de éstos puntos son metas positivas, y para los que no lo sean, lo menos malo es lo mejor que podemos hacer por el momento.


El futuro de la química
¿El mercado de los productos químicos comenzará a ser sustentable y ecológico por sí mismo, como algunas industrias están comenzando a hacer? Los empresarios de la química sustentable tienen momentos difíciles al incluírse en el mercado datos fundamentales sobre toxicidad química, que previenen a los compradores de los productos químicos más seguros. Muchos siguen pensando que los antiguos productos son seguros y no tóxicos. El mercado por lo tanto está funcionando muy ineficazmente y requerirá correcciones de orden público. Otro tema es que los productores generan y distribuyen información estandarizada sobre toxicidad e impacto ambiental sin hacer distinciones sobre el proceso de fabricación.
Pero antes de que el mercado se dirija hacia la sustentabilidad, necesitamos también cerrar el agujero de la seguridad: regulaciones para forzar el cambio a la tecnología limpia. Inversión a gran escala en la investigación sustentable de la química, la educación, la asistencia técnica, y el entrenamiento. La combinación de nuevas regulaciones, investigación y comisiones de innovación cerrará el boquete de la tecnología, dándonos alternativas y empezar con nuevas industrias en la trayectoria derecha a un futuro sustentable, amigable con el ambiente y barato.

Alvaro Kröger