2.1: La química es buena (e inevitable)

El Capítulo 1 ha brindado una visión general de la ciencia ambiental y la sustentabilidad en general. La sustentabilidad tiene que ver con la forma en que tratamos —a menudo mal y despilfarradamente— con la materia y la energía. Como ciencia de la materia y cómo interactúa con la energía, la química es una ciencia crucial en la sustentabilidad. La mayor parte de este libro trata sobre la práctica sustentable de la química.

Mucha gente se asusta por la idea de la química y trata de evitarla. Pero evitar la química es imposible. Eso es porque toda la materia, todas las cosas, el aire que debemos respirar, el agua que debemos beber, y todos los organismos vivos están hechos de químicos. Las personas que tratan de evitar todas las cosas que consideran químicas pueden no darse cuenta de que los procesos químicos se llevan a cabo continuamente en sus propios cuerpos. Se trata de procesos que superan con creces en complejidad y variedad los que ocurren en las operaciones de fabricación química. Entonces, incluso aquellas personas que quieren hacerlo no pueden evitar la química; son, en sí mismas, fábricas químicas complejas. El mejor curso de acción con cualquier cosa que no se pueda evitar y que pueda tener una influencia importante en nuestras vidas (el profesor de química de uno puede venir a la mente) es tratar de entenderlo, lidiar con ello. Comprender la química es probablemente una de las principales razones por las que estás leyendo este libro.

Como una de sus principales funciones, este libro busca presentar un cuerpo de conocimiento químico desde el nivel más fundamental en un marco de la relación de la ciencia química con los seres humanos, su entorno y su entorno. Enfrentarlo, el estudio de la química basado en hechos sobre elementos, átomos, compuestos, moléculas, reacciones químicas y otros conceptos fundamentales necesarios para entender esta ciencia, aunque tentador para algunos, es encontrado por muchos como menos que emocionante. Sin embargo, estos conceptos y muchos más son esenciales para una comprensión significativa de la química. Cualquier persona interesada en la química verde claramente quiere saber cómo la química influye en las personas del mundo que nos rodea. Así que este libro discute la química del mundo real, introduciendo principios químicos según sea necesario.

Durante los aproximadamente dos siglos que la ciencia química se ha practicado en una escala cada vez mayor, ha permitido la producción de una amplia variedad de bienes que son valorados por los humanos. Estos incluyen cosas como los productos farmacéuticos que han mejorado la salud y han extendido la vida útil, fertilizantes que han aumentado considerablemente la productividad de los alimentos y han evitado la inanición generalizada, y semiconductores que han hecho posible computadoras y otros dispositivos electrónicos. Sin los esfuerzos persistentes de los químicos y la enorme productividad de la industria química, nada sería posible acercarse al alto nivel de vida que disfrutan las sociedades industrializadas modernas.

Pero no se puede negar que en años pasados, e incluso en la actualidad, la química ha sido mal utilizada en muchos aspectos, como la liberación de contaminantes y sustancias tóxicas y la producción de materiales no biodegradables, resultando en daños al medio ambiente y a los seres vivos, incluidos los humanos. Ahora es obvio que la ciencia química debe ser apartada del énfasis en la explotación de recursos limitados y la producción de cantidades crecientes de productos que finalmente terminan como desechos y hacia la aplicación de la ciencia química en formas que atienden las necesidades humanas sin dañar la Tierra sistema de apoyo y agotar su capital natural (definido en el Capítulo 1) del que dependen todos los seres vivos. Afortunadamente, la práctica de la ciencia química y la industria se mueve de manera constante en la dirección del respeto al medio ambiente y la sostenibilidad de los recursos. La práctica de la química de una manera que maximiza sus beneficios al tiempo que elimina o al menos reduce en gran medida sus impactos adversos ha llegado a conocerse como química verde, tema central de este libro.

Como se verá en capítulos posteriores de este libro, la práctica de la química se divide en varias categorías principales. La mayoría de los elementos distintos del carbono están involucrados en la química inorgánica. Ejemplos comunes de químicos inorgánicos son el agua, la sal (cloruro de sodio), el dióxido de azufre contaminante del aire y la cal. El carbono ocupa un lugar especial en la química porque es tan versátil en los tipos de especies químicas (compuestos) que forma. La mayoría de las decenas de millones de productos químicos conocidos son sustancias a base de carbono. Estos compuestos son químicos orgánicos y abordados por el tema de la química orgánica. La química única del carbono se aborda específicamente en el Capítulo 6, “El maravilloso mundo del carbono: química orgánica y bioquímicos”. La teoría subyacente y los fenómenos físicos que explican los procesos químicos se explican por la química física. Los organismos vivos llevan a cabo una gran variedad de procesos químicos que son importantes en la química verde y la química ambiental. La química que realizan los organismos vivos es la bioquímica, la cual se aborda específicamente en los Capítulos 7, “Química de la Vida y Química Verde”. Siempre es importante conocer las identidades y cantidades de diversas especies químicas presentes en un sistema, incluyendo diversos sistemas ambientales. A menudo, cantidades significativas de especies químicas son muy bajas, por lo que deben estar disponibles medios sofisticados para detectar y cuantificar tales especies. La rama de la química que se ocupa de la determinación de tipos y cantidades de especies químicas es la química analítica.

A medida que la industria química se desarrolló y creció a principios y mediados del siglo XX, la mayoría de los profesionales de la química permanecieron despreocupados y en gran medida ignorantes del potencial de daño, particularmente daños al medio ambiente exterior, de sus productos y procesos. La química ambiental era esencialmente desconocida y ciertamente no practicada por la mayoría de los químicos. Los incidentes de contaminación y daños ambientales, que eran muchos y severos, se aceptaban comúnmente como un costo de hacer negocios o se atribuían a los sectores industrial o comercial. La desafortunada actitud que prevaleció se resume en una cita de un libro estándar sobre química industrial de 1954 (American Chemical Industry—A History, W. Haynes, Van Nostrand Publishers, 1954): “Por definición sensata cualquier subproducto de una operación química para la que no haya rentabilidad el uso es un desperdicio. La forma más conveniente y menos costosa de deshacerse de dichos desechos —arriba de la chimenea o río abajo— es la mejor”.

A pesar de su potencial para causar daño, nadie está más calificado para aceptar la responsabilidad del daño ambiental de productos o procesos químicos que los químicos que tienen el conocimiento para entender cómo surgieron tales efectos nocivos. A medida que los efectos perjudiciales de la fabricación y el uso de químicos se hicieron más evidentes y severos, los químicos se vieron obligados, a menudo a regañadientes, a lidiar con ellos. En la actualidad, los químicos e ingenieros químicos ilustrados no ven la práctica de la química y la fabricación ambientalmente beneficiosas como una carga, sino como una oportunidad que desafía la imaginación y el ingenio humanos.