16.10: Química Verde para Combatir el Terrorismo

Como química segura y sustentable, la química verde tiene un papel importante que desempeñar en la guerra contra el terrorismo. Cuando se practica química segura, los peligros y las sustancias peligrosas que podrían ser robadas o desviadas para su uso en ataques no se hacen ni se utilizan en grandes cantidades. La práctica exitosa de la química verde significa que los productos químicos hacen lo que se supone que deben hacer y se utilizan en cantidades mínimas. Con la química verde, se evitan materiales y procesos que puedan resultar en reacciones violentas, incendios, altas presiones y otras condiciones extremas y no se utilizan sustancias auxiliares y materiales inflamables.

La química verde minimiza el consumo de energía, reduciendo así los procesos energéticos de alta temperatura que podrían ser susceptibles de sabotaje. Con su énfasis en los procesos biológicos, en su caso, los procesos químicos verdes se llevan a cabo bajo condiciones suaves, de baja temperatura, libres de sustancias tóxicas, inherentemente menos peligrosas conducentes a reacciones bioquímicas. Al reducir la demanda de energía y materias primas, la química verde reduce la dependencia de fuentes inciertas que están controladas por poblaciones potencialmente hostiles y, por lo tanto, están inherentemente sujetas a interrupciones y chantajes.

La práctica de la química verde requiere un control de proceso exigente combinado con técnicas de monitoreo en tiempo real en proceso. Se trata de condiciones que resisten al sabotaje. Además, la química verde utiliza sistemas de seguridad pasiva que funcionan por defecto en caso de falla o daño deliberado en sistemas de control intrincados. Un ejemplo de tal sistema es el agua de enfriamiento alimentada por gravedad para reactores nucleares que continuará fluyendo incluso si las bombas para las bombas del sistema de enfriamiento fallan.

La industria química y las empresas relacionadas continúan implementando prácticas de química verde para reducir los peligros y vulnerabilidades al ataque. Por ejemplo, una instalación química de DuPont en Texas ahora fabrica isocianato de metilo, el agente del catastrófico desastre de 1984 Bhopal, India, en el lugar para que no tenga que almacenar grandes cantidades de este peligroso químico.

Como se señala en la Sección 16.6, el cloro elemental licuado y presurizado, el primer “gas venenoso” que se emplea en la guerra, tiene un alto potencial de ataque terrorista debido a su toxicidad, volatilidad, y transporte y almacenamiento generalizados. Las soluciones acuosas alcalinas de ion hipoclorito, OCl ^-, son ampliamente utilizadas para blanquear y desinfectar. Debido a que el Cl ₂ licuado es la forma más económica en la que enviar cloro, la práctica común ha sido hacer reaccionar la sustancia elemental con base para producir hipoclorito:

\[\ce{Cl2 + 2Na^{+} + 2OH^{-} \leftrightarrows 2Na^{+} + OCl^{-} + Cl^{-} + H2O}\]

Mantenido en un estado básico, el equilibrio de esta reacción se encuentra a la derecha por lo que la concentración de equilibrio de Cl ₂ en solución se mantiene muy baja. Tanto Cl ₂ como NaOH se hacen haciendo pasar una corriente eléctrica continua a través de una solución de NaCl donde la reacción en el cátodo es

\[\ce{2Na^{+} + 2H2O + 2e^{-} \leftrightarrows 2Na^{+} + 2OH^{-} + H2(g)}\]

y que en el ánodo es el siguiente (donde e ^- representa el electrón)

\[\ce{2Cl^{-} \leftrightarrows Cl2 (g) + 2e^{-}}\]

El gas cloro producido en el ánodo puede hacerse reaccionar con la solución básica de NaOH generada en el cátodo para producir hipoclorito de sodio (Reacción 16.8.1), el cual es producido, almacenado y utilizado como soluciones acuosas. Muchas plantas de tratamiento de agua han comenzado a usar soluciones de hipoclorito de sodio relativamente seguras en lugar de cloro líquido tóxico y reactivo que anteriormente se almacenaba en grandes tanques presurizados en el sitio. Un problema potencial en el almacenamiento de soluciones de hipoclorito de sodio es su descomposición para producir oxígeno elemental,

\[\ce{2Na^{+} + 2OCl^{-} \rightarrow O2 (g) + 2Na^{+} + 2Cl^{-}}\]

un proceso catalizado por trazas de iones de metales de transición como Cu ^{2 +}. Esto da como resultado una pérdida de producto y una acumulación potencialmente peligrosa de oxígeno y presión.

Para 2010 la compañía Clorox, un importante proveedor mundial de lejía a base de cloro anunció que ya no estaría usando cloro líquido para elaborar hipoclorito de sodio, sino que estaría transportando soluciones acuosas relativamente concentradas de hipoclorito de sodio y diluyéndolas a la fuerza requerida para el blanqueo. Una alternativa razonable al uso de cloro líquido o soluciones de hipoclorito de sodio para instalaciones más grandes, como las principales plantas de tratamiento de agua metropolitanas, sería tener instalaciones relativamente pequeñas para la electrólisis de soluciones de cloruro de sodio que producirían hipoclorito de sodio directamente en el sitio . Tal instalación podría encajar bien con un ecosistema industrial en el que varios usuarios de hipoclorito de sodio se agruparían muy cerca.