Nuevos materiales derivados de la química verde

Silvia Crespo León Nº3

Tama del Fueyo Mendoza Nº6

Lucía Pertierra Huerta Nº27

Cristina Rodríguez López Nº30

1ºB Bachiller

Índice

• ¿Qué es? Descripción____________________________ 3• Principales aplicaciones___________________________ 4• ¿Por qué surgen?________________________________ 7• Ventajas que supone frente a “materiales viejos”________ 10• Impacto ambiental de su uso________________________ 12• Bibliografía______________________________________ 18• Fotos incluidas en las diapositivas

¿Qué es? Descripción

• Las principales aplicaciones en los que se utiliza la química verde son las industrias químicas y

• farmacéuticas. En muchos casos, sobre todo en la industria farmacéutica (donde hay un margen de

• aumento del rendimiento atómico grande, ya que 1 kg de medicamento normalmente produce de 25

• a 100 kg de residuos), adoptar estas medidas se traduce en un beneficio económico. Pero en otros

• casos, como por ejemplo en la industria química de los productos a gran escala, ser verde no

• siempre es más económico, debido a que los procesos ya están muy optimizados.

Principales aplicaciones

• La química verde en la industria química• Existen varios ejemplos de casos en los que la química verde ha sido incorporada a los

procesos• industriales en los últimos años.• La empresa Davy Processes Technology desarrolló una nueva ruta “verde” para la

producción de• acetato de etilo. El uso de acetato de etilo como solvente en la industria se ha

incrementado en los• últimos años debido principalmente a que está reemplazando a materiales peligrosos y• contaminantes del ambiente, como metil etil cetona y metil isobutil cetona. Esta compañía

ofrece• una ruta más amigable con el ambiente para producir acetato de etilo a partir de alcohol,

sin hacer• uso de ácido acético. Se encuentra en construcción en China una planta con una

capacidad de• 100.000 toneladas/año, la cual es la segunda planta construida para producir acetato de

etilo• mediante esta tecnología. Esta planta empleará etanol de la fermentación de la soya

como• alimentación y es el primer ejemplo de un proceso verdaderamente verde, donde el

dióxido de• carbono es convertido mediante fotosíntesis en almidón, cosechado, fermentado a etanol

y por• último convertido a acetato de etilo.

• El acetato de etilo es comúnmente utilizado en esencias naturales de frutas, como solvente de

• nitrocelulosa, barnices y lacas, en la manufactura de piel artificial, películas y placas fotográficas,

• seda artificial, perfumes y limpiadores de telas, entre otros.

• Para el uso de este producto es necesario un lugar bien ventilado, utilizando bata, lentes de

• seguridad y, si es necesario, guantes de hule natural o neopreno (no usar PVC), para evitar un

• contacto prolongado con la piel.• Debe ser almacenado alejado de fuentes

de ignición y de luz directa del sol, en un área bien

• ventilada. Grandes cantidades de este producto deben almacenarse en tanques metálicos conectados

• a tierra.

• La química verde en la industria farmacéutica• Un ejemplo que ilustra muy bien la aplicación de la

química verde en la farmacéutica es la• fabricación del ibuprofeno. La forma tradicional de

sintetizar ibuprofeno a nivel industrial fue• desarrollada y patentada por The Boots Company

of England en los años sesenta. La síntesis,• basada en un proceso de seis etapas da como

resultado gran cantidad de desechos de los productos

• indeseados, los cuales deben ser desechados. La compañía bhc desarrolló e implantó una nueva ruta

• de síntesis de ibuprofeno a nivel industrial con características de química verde en donde se

• emplean sólo tres pasos y que además presenta un alto nivel de eficiencia atómica. Con ello se evita

• el procesamiento de los desechos e incrementa los rendimientos de manera considerable. A

• mediados de octubre de1992, la síntesis verde fue puesta en práctica a escala industrial en una

• planta operada por Celanese Corporation para la compañía basf en Texas, siendo una de las mayores

• instalaciones de manufactura de ibuprofeno en el mundo con una producción actual de

• aproximadamente 20-25% de la producción mundial de ibuprofeno.

¿Por qué surgen?

• Los orígenes de la química verde datan del año 1987, cuando la Comisión de Medio Ambiente y Desarrollo de Naciones Unidas elaboró el Informe Bruntland, en el que quedó definido el concepto de desarrollo sostenible. No obstante, no fue hasta 1991 cuando tomó impulso. Por aquel entonces, la Oficina de Prevención de la Contaminación y Sustancias Tóxicas empezaba a plantearse la posibilidad de desarrollar nuevos productos químicos o mejorar los existentes para favorecer al medio ambiente y a la salud humana. De esta manera nace la química sostenible, con el claro objetivo de reducir el uso o producción de sustancias peligrosas en el diseño, fabricación y uso de los productos químicos.

• Durante el periodo previo al advenimiento de la legislación se acostumbrara la liberación de los contaminantes en forma directa en el aire, agua y suelo. Por otro lado, se pensaba que el decremento en la concentración de los contaminantes en el medio era una solución suficiente para reducir los efectos de estas sustancias, lo que es conocido como “la dilución en la solución de la contaminación” (Anastas, 1998).

• Posteriormente, con el avance en la normatividad y el conocimiento de los mecanismos de acción de los contaminantes en el medio, se generaron límites para la emisión de contaminantes al ambiente. La solución más adecuada para esto parecía ser el uso de equipos de control de emisiones que sirvieran como barreras para cumplir los requerimientos de la ley.

• En 1990 se aprobó el Acta para Prevención de la contaminación (Pollution Prevention Act) en Estados Unidos, lo cual ayudó de manera importante a prevenir la generación de contaminantes a través de medios como los controles de ingeniería, el control de inventarios, la optimización de procesos y el desarrollo de química verde.

Ventajas que supone frente a materiales viejos

•El uso de dióxido de carbono, sustancias en estado supercrítico (se consigue con altas presiones y temperaturas y tiene propiedades de los gases y líquidos) y el uso de líquidos iónicos (fluido constituido por iones. Se consideran como tal a las sales cuya temperatura

de fusión está por debajo de los 100ºC y suelen ser hidrolíticamente estables), son sustitutivos del uso de disolventes orgánicos volátiles que se utilizan como medio de

reacción.•Para minimizar el riesgo de toxicidad, se ha empezado a sustituir el benceno por el tolueno (líquido derivado del benceno que se emplea como disolvente en la industria

química). También se reduce el impacto ambiental sustituyendo poco a poco materiales derivados del petróleo por otros procedentes de aceites vegetales, como el de girasol, ya

que se degradan más fácilmente.

• El acetato de etilo es el sustituyente al metil-etil-cetona y al metil-isobutil-cetona. La empresa Davy Processes Technology consigue producir acetato de etilo sin falta de ácido acético. La planta será construida en China donde se usará etanol de la fermentación de la soja como alimentación; el dióxido de carbono es convertido en almidón por un proceso fotosintético, que es cosechado, fermentado a etanol y convertido en acetato de etilo. Esta planta es la segunda construida que realiza este proceso. Su capacidad es de 100 000 toneladas/año.

Impacto ambiental de su uso

• Nuevos materiales

• Entre otros principios, la química verde se basa en prevenir la formación de residuos, aumentar la eficiencia energética, usar materias primas renovables y hacer síntesis con sustancias de toxicidad reducida.

• Por ejemplo, el empleo de benceno, altamente cancerígeno, como disolvente se ha ido cambiando hacia el uso del tolueno u otros disolventes de toxicidad mucho menor.

• Biocombustibles (biodiesel,bioetanol,biogas)• Extintores• Tintorería ecológica• Polímeros (polietileno,polipropileno,poliuretano)• Esterilización• Biocatalisis• Disolventes verdes

• Principios de la química sostenible(en relación con el medio ambiente)

• Prevenir la formación de residuos

• Diseñar sustancias de baja toxicidad ambiental

• Las sustancias auxiliares (disolventes, agentes de separación…) deben de ser inocuas

• Las necesidades energéticas deben de ser consideradas en relación a sus impactos ambientales

• Las materias de partida deben ser renovables y no extinguibles

• La formación innecesaria de derivados debe de ser evitada en cuanto sea posible

• Los productos químicos han de ser diseñados de manera que al final de su función no persistan en el medio ambiente

• Biocombustibles

• Los biocombustibles contienen componentes derivados a partir de biomasa, es decir, organismos recientemente vivos o sus desechos metabólicos. Los biocomponentes actuales proceden habitualmente del azucar, trigo, maiz o semillas oleaginosas.

• Biocombustibles

• Ventajas:

• La utilización de biocombustibles de origen vegetal produce una menor concentración de azufre por unidad de energía en las emisiones.

• Los biocombustibles producen 50% menos de emisiones nocivas a la atmósfera, siempre que se utilicen los procedimientos y técnicas adecuadas para su cultivo.

• Desventajas:

• En determinadas condiciones, debido a la utilización de fertilizantes nitrogenados, la utilización de biocombustibles puede generar mayores emisiones de óxidos de nitrógeno que los combustibles fósiles.

• Las plantaciones para biocombustibles, en muchos países subdesarrollados, están desplazando y destruyendo espacios naturales, entre ellos, selvas y bosques.

• La destrucción de vegetación, ha incidido directamente en la cantidad de CO2, que el proceso de fotosíntesis de la planta es capaz de neutralizar, debido a que el tipo de cultivo sustituto tiene menor capacidad para "limpiar" el aire.

• Sin duda, uno de los resultados desfavorables más importantes, es la incidencia directa sobre el sector alimentario. Ya que grandes zonas de cultivos tradicionales han sido utilizadas para cultivos de biocombustibles. Impulsando la competencia entre productos destinados a la alimentación y la producción de biodiesel, y por lo tanto el costo de los productos alimenticios.

• Extintores

• El “coldfire” es un tipo de extintor que se ha fabricado a base de plantas haciendo que sea 100% natural y limpio , respetando el ecosistema.Su desarrollo y tecnología lo convierte en una fórmula única en el mundo para combatir incendios, desastres ecológicos y los grandes problemas de contaminación ambiental existentes en el planeta, dando la oportunidad de recuperarse y volver a su estado natural ecológico.

• Ventajas:• En caso de emergencia se pueden aplicar directamente sobre las personas y reducir el riesgo de

quemaduras por causa de fuego o calor extremo• Es seguro, rápido y limpio• Reduce la densidad de los hidrocarburos del humo• Extingue con rapidez cualquier tipo de incendio• Suprime la emanación de gases y vapores cuando es aplicado sobre la superficie de hidrocarburos• Suprime la contaminación de los humos negros en incendios protegiendo el medio ambiente• Ayuda a reducir de manera importante la agresividad de los ácidos• No tiene fecha de caducidad

• Extintores

• Desventajas• La producción de los envases en los que se almacena requiere utilización de materiales que contaminan al

ser desechados.• No sirve para todo tipo de fuegos• Peligro de asfixia en lugares cerrados• Deteriora equipos y aparatos

Bibliografía

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