Muchos disolventes son contaminantes y tóxicos: la química verde ofrece alternativas

En nuestro día a día, hay muchas situaciones en las que necesitamos utilizar un disolvente. Por ejemplo, cuando nos quitamos el esmalte de las uñas, cuando despegamos los restos de una pegatina que nuestro hijo ha adherido en un cristal y cuando limpiamos la sartén en la que acabamos de freír un huevo.

Los disolventes son compuestos químicos que tienen la capacidad de disolver otras sustancias. Son muy versátiles y se pueden encontrar en diferentes formas, como líquidos, gases y sólidos. Algunos de los más comunes son el agua, los alcoholes, la acetona y el benceno, entre otros muchos.

Sus propiedades los hacen muy útiles tanto en el ámbito particular como a nivel industrial, donde se emplean, entre otras cosas, para la fabricación de productos químicos y para la limpieza de objetos y superficies.

Cómo elegir el disolvente adecuado

En las situaciones más comunes, elegimos el disolvente correcto para solucionar nuestro problema intuitivamente porque lo hemos hecho muchas veces.

Sin embargo, en situaciones no tan habituales nos puede ocurrir que no sepamos elegir el disolvente adecuado. Aquí la química nos va a ayudar mucho: ¿cómo sabemos cuándo una sustancia servirá para solubilizar a otra?

Entre los químicos es muy común la expresión “lo semejante disuelve a lo semejante”. Esto quiere decir que para disolver una sustancia, tenemos que conocer cómo es y utilizar otra que se le parezca desde el punto de vista molecular.

Pongamos dos casos extremos: el agua y el aceite. No son solubles entre sí y no se mezclan porque son sustancias químicamente muy diferentes. El agua es lo que denominamos una sustancia polar, capaz de transmitir la corriente eléctrica. Y el aceite es apolar, no transmite la corriente y, de hecho, lo podemos utilizar como material aislante.

Entre el agua y el aceite hay una variedad de sustancias con polaridades intermedias. Para disolverlas, tenemos que utilizar disolventes con polaridades similares a la sustancia en cuestión.

Un problema de contaminación

Aunque los disolventes tradicionales que todos conocemos tienen muchas ventajas, algunos de ellos formados por moléculas pequeñas emiten compuestos orgánicos volátiles (los llamados COV) que pueden ser contaminantes. Podemos encontrar esta información en el etiquetado de todos estos productos. Información que, por supuesto, tenemos que leer antes de usarlos y manejarlos con cuidado.

Estos son algunos ejemplos de los disolventes más contaminantes:

• El tetracloroetileno (o percloroetileno), un disolvente clorado comúnmente utilizado en la industria de lavado en seco y en la limpieza de maquinarias. Es considerado como un contaminante atmosférico y un posible carcinógeno humano.

• El benceno, tóxico y carcinogénico, se utiliza como disolvente en la industria química y en la producción de plásticos, resinas y caucho sintético. También se encuentra en el humo del tabaco y en algunas emisiones industriales.

• El xileno, un disolvente aromático muy utilizado en la producción de pinturas, barnices, adhesivos y productos químicos. Se considera también como un contaminante atmosférico y puede generar distintos efectos adversos en la salud, como dolor de cabeza, náuseas y mareos.

Recientemente, y con intención de solucionar los problemas medioambientales que pueden provocar los disolventes tradicionales, han surgido nuevas tendencias en la industria química, los denominados disolventes verdes, una alternativa más sostenible y segura.

Estos disolventes verdes están fabricados a partir de materiales renovables, son biodegradables y tienen un bajo impacto en el medio ambiente. Además, no emiten COV, lo que los hace más seguros para el medio ambiente.

Disolventes verdes

Un ejemplo de disolvente verde son los líquidos iónicos, que no son tan volátiles ni inflamables como algunos disolventes orgánicos tradicionales y, por lo tanto, son más seguros de manipular.

Estos fluidos están formados por iones cargados eléctricamente que se mantienen juntos a través de fuerzas electrostáticas. Como resultado, tienen propiedades físicas y químicas muy diferentes a las de los disolventes tradicionales.

Por ejemplo, los líquidos iónicos tienen puntos de fusión y ebullición muy bajos, lo que significa que pueden ser utilizados como disolventes a temperaturas mucho más bajas que los disolventes orgánicos convencionales. Se han utilizado en una gran cantidad de aplicaciones como en la síntesis química, la catálisis y la separación de compuestos en la extracción de metales y la producción de biocombustibles.

Otro ejemplo de disolventes verdes son los disolventes eutécticos profundos (DES, por sus siglas en inglés), formados por dos o más componentes que tienen un punto de fusión bajo en comparación con la temperatura de fusión de los componentes individuales. El punto de fusión más bajo se denomina punto eutéctico y es el punto en el que la mezcla se solidifica de forma simultánea.

Los DES son una mezcla de compuestos naturales que se asemejan a los disolventes tradicionales en su capacidad para disolver otros compuestos. Sin embargo, son menos tóxicos y tienen una menor huella ambiental. Los DES se utilizan en la extracción de compuestos de alto valor añadido procedentes de las plantas y en la producción de productos químicos y farmacéuticos.

Aun queda mucho por estudiar y, aunque el camino es muy largo todavía, la búsqueda de disolventes verdes, más seguros y benignos para el medio ambiente es apasionante. En el grupo de investigación Greenlife de la Universidad San Jorge continuaremos trabajando en este campo, proponiendo soluciones verdes para seguir avanzando hacia un futuro medioambientalmente más sostenible.

Beatriz Giner recibe fondos de Gobierno de Aragón, Gobierno de España.