Conciencia en la ciencia: química verde y sus aplicaciones en la investigación en ciencia de alimentos

La investigación científica es una necesidad vital para el desarrollo y avance de la sociedad y es una pieza clave para la transformación industrial de un país y para su crecimiento intelectual. En particular, las industrias química, alimenticia, agrícola, biomédica y biotecnológica aportan importantes avances que preservan la seguridad alimentaria y la inocuidad, además de que promueven el desarrollo de nuevos procesos que mejoran la calidad nutricional, funcional y tecnológica de los alimentos o suplementos, eficientizan los métodos de producción agrícola y desarrollan métodos de preservación óptimos, entre otras de sus aportaciones.

Sin embargo, para llevar a cabo algunas de estas actividades es necesario el uso de energías, combustibles, disolventes, aditivos y agua potable, entre otros recursos naturales, por lo que, en cada operación que se realice, se debe considerar el impacto ambiental derivado de su utilización. Desde una síntesis en el laboratorio, una molienda de material vegetal, una preparación de medio de cultivo o hasta un escalamiento industrial, es necesario considerar todos los recursos y emisiones que se puedan desprender.

La química verde surge como manera preventiva-correctiva de los procesos que se lleven a cabo en el laboratorio y tiene como propósito reducir el uso de sustancias peligrosas y ayudar a concientizar a investigadores(as) y estudiantes sobre el impacto de sus experimentos en el medio ambiente. Esta disciplina surge en 1998, fecha en la que los investigadores estadounidenses Paul Anastas y John Warner propusieron los “12 conceptos de la química verde”:

1. Prevención (prevenir la generación de desechos químicos). Diseñar procesos que prevengan o minimicen la producción de subproductos derivados
2. Economía atómica (rendimiento de las síntesis químicas). Incorporar todos los átomos en el producto final
3. Síntesis químicas menos peligrosas. Los productos sintetizados deben ser seguros, biodegradables, amigables con el medio ambiente y con baja toxicidad
4. Diseño de productos seguros. Mantener la funcionalidad y disminuir la toxicidad
5. Uso de disolventes seguros. Valorar y medir el uso de disolventes orgánicos y reutilizarlos o, bien, usar disolventes verdes
6. Diseño de eficiencia energética. Los procedimientos deben ser manejados a presiones y temperaturas cercanas al ambiente
7. Uso de biomasas renovables. Valorizar subproductos y biomasas agrícolas y forestales para generación de combustibles, energía y bloques de síntesis
8. Reducción de derivatizantes. Reducir su uso cuando sea posible, principalmente en análisis cromatográficos y analíticos
9. Uso de catalizadores. Estos ayudan a la reducción de gastos energéticos y a la incorporación de átomos a las síntesis
10. Diseñado para ser degradado. Los productos químicos deben ser diseñados para que al final de su vida útil puedan ser degradados en productos seguros
11. Análisis en tiempo real de la contaminación. Desarrollar métodos analíticos que monitoreen en tiempo real la formación de sustancias peligrosas
12. Química más segura para la prevención de accidentes. Todos los reactivos y métodos deben ser seleccionados de acuerdo a su seguridad y a su contribución a la prevención de accidentes

Sin duda es un enorme reto llevar a cabo experimentos que se apeguen a estos principios. Sin embargo, en medida de lo posible, todas y todos los científicos deben abonar a la sustentabilidad y ser congruentes y conscientes de las investigaciones que se llevan a cabo en sus laboratorios.

¿Tus experimentos o líneas de investigación aportan a algún principio de la química verde?

Colaboración de Luis Alfonso Jiménez Ortega, estudiante del doctorado en ciencias, y José Basilio Heredia, investigador de la Coordinación Regional del CIAD en Culiacán.