Friday, May 10, 2013

La mecanoquímica, química verde con reacciones químicas generadas mecánicamente



En la química tradicional, numerosas operaciones comienzan mezclando ingredientes en un disolvente. A veces es agua, pero con mayor frecuencia se trata de disolventes como éter (inflamable), cloroformo (tóxico) o benceno (cancerígeno). Debido a ello, la química que se pone en práctica en la industria presenta a menudo riesgos para la salud humana y el medio ambiente, y su gestión responsable tiene un costo considerable.

La mecanoquímica es una alternativa energéticamente eficiente que evita el uso de grandes cantidades de disolventes y usa un proceso de molienda de alta frecuencia, mediante diminutas bolas metálicas, para generar las reacciones. La molienda se consigue mediante los impactos intensos de bolitas de acero que son agitadas junto con los reactivos y los catalizadores en un recipiente que vibra con gran rapidez. Las transformaciones químicas se producen en los lugares en que colisionan las bolas, donde el impacto genera puntos localizados de presión y calor significativos durante un instante.

Utilizar fuerza mecánica para sintetizar nuevos materiales y compuestos químicos no es una idea nueva, pero es ahora cuando más fuerza está cobrando. Emplear molienda química para elaborar estructuras químicas muy complejas se ha vuelto una opción cada vez más atractiva en los últimos tiempos.

El químico James Mack, de la Universidad de Cincinnati en Estados Unidos, está apostando decididamente por impulsar la mecanoquímica como una vía eficiente de hacer química verde o ecológica.
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A la izquierda, James Mack. A la derecha, dispositivo de mecanoquímica. (Fotos: Universidad de Cincinnati)

Entre los argumentos que Mack esgrime a favor de la mecanoquímica, destaca el de que puede reducir de manera drástica los productos de desecho generados en la elaboración de productos. Un ejemplo contundente que expone es el de que no es raro que durante el proceso de elaboración, por cada gramo de fármaco obtenido, se generen entre 15 y 20 kilogramos de residuos de disolventes.

La mecanoquímica no sólo evita generar una parte considerable de esos residuos, sino que también está mostrando que puede tener más éxito que los líquidos al forzar ciertas reacciones químicas, al menos en bastantes de los casos examinados.

Otra baza esgrimida por Mack es que la mecanoquímica permite llevar a cabo nuevas reacciones químicas que nunca antes han sido vistas por la comunidad científica, lo cual puede ser una puerta hacia nuevas líneas de progreso en el campo de la química y el de la física.

Mack también ha utilizado la mecanoquímica para reacciones químicas en las cuales se recupera el catalizador usado para la reacción, a diferencia de lo que ocurre cuando esas reacciones se llevan a cabo en un disolvente.

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