INCUMBENCIAS PROFESIONALES: ÁMBITOS Y ACTIVIDADES
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas Área de Integración Disciplinar y Estudio de la Problemática Profesional UNIDAD 4 INCUMBENCIAS PROFESIONALES: ÁMBITOS Y ACTIVIDADES Seminario de Introducción a la Problemática de la Química MATERIAL ELABORADO CON FINES DIDÁCTICOS
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas
Área de Integración Disciplinar y Estudio de la Problemática Profesional
UNIDAD 4
INCUMBENCIAS PROFESIONALES:
ÁMBITOS Y ACTIVIDADES
Seminario de Introducción a la Problemática de la Química
MATERIAL ELABORADO CON FINES DIDÁCTICOS
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Material de Estudio elaborado con fines educativos – Seminario de Introducción a la
Problemática de la Química. Espacio curricular de 1º año de la carrera de Licenciatura en
Química. Compilado y revisado por: Prof. Qca. Gabriel Calviño, Lic. Qca. Pablo Santa Cruz
Área de Integración Disciplinar y Estudio de la Problemática Profesional (IDEPP), Facultad de
Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, UNR.
Revisado al 10 de septiembre de 2013. Rosario, Santa Fe – 2013.
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Introducción .................................................................................................................................. 4
El Licenciado en Química y la Industria química ........................................................................... 6
El Licenciado en Química en el campo de la salud ........................................................................ 8
Toxicología................................................................................................................................. 8
Química Farmacéutica ............................................................................................................... 9
Química de los alimentos ........................................................................................................ 12
El Licenciado en Química y el Medio Ambiente .......................................................................... 14
Toxicología Ambiental ............................................................................................................. 14
Plaguicidas y Herbicidas ...................................................................................................... 14
Metales Tóxicos ................................................................................................................... 15
Química Verde ......................................................................................................................... 15
Fuentes Bibliográficas ................................................................................................................. 19
ANEXO I ....................................................................................................................................... 20
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La Química es la ciencia que estudia los cuerpos más simples existentes en la Naturaleza,
llamados elementos químicos, sus combinaciones en los denominados compuestos químicos y
los procesos que permiten pasar de aquellos a estos y viceversa, denominados reacciones
químicas. Elementos y compuestos reciben el nombre genérico de especies químicas de las que
se conocen en la actualidad más de dieciséis millones, la inmensa mayoría de las cuales son
artificiales.
La Química se define como la Ciencia que estudia la estructura,
propiedades y transformaciones de la materia a partir de su
composición atómica, así como también los cambios que la
materia experimenta durante las reacciones químicas y su
relación con la energía.
La Química presenta importantes particularidades con respecto a las demás ciencias. Entre
ellas destaca el poseer un lenguaje simbólico específico, que se conoce comúnmente como
nomenclatura y formulación, y que permite agrupar y manejar gran cantidad de información
en un espacio reducido. Al respecto, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada
(International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC)1 es un organismo científico
internacional no gubernamental reconocido como la máxima autoridad mundial en todo lo
referente a la nomenclatura y la terminología químicas, y a los métodos estandarizados de
medidas y pesos atómicos. Esta organización contribuye a fomentar la investigación científica
en el campo de la química y no sólo da a conocer en el mundo entero las investigaciones de las
diferentes disciplinas de esta ciencia, sino que además desempeña la función de vínculo entre
los universitarios, los industriales y el público en general.
Dado que el objeto de estudio de la Química es la materia física, el campo que abarca esta
disciplina científica es tan vasto que en la actualidad está conformada por un conjunto muy
numeroso de ramas o especialidades que se definen de acuerdo a la clase de objeto en estudio
y al tipo de análisis que se realiza. Algunas de estas divisiones se conocen desde hace más de
un siglo en tanto que otras se han ido incorporando en los últimos años, surgidas como
consecuencia del desarrollo de nuevas tecnologías, aparatos de precisión y de la posibilidad de
manejarse al nivel molecular. Hay que tener en cuenta que en muchos casos el campo de
acción de cada una de las disciplinas especializadas se complementa o superpone con otras2.
Tradicionalmente, los químicos se han dedicado a dos actividades principales: Análisis y
Síntesis. Esto es, saber de qué están hechas las sustancias y como se pueden fabricar. Aun hoy
estas son actividades primordiales de los químicos, aunque no las únicas. Pero ahora se
1 Sitio web oficial: www.iupac.org
2 Consultar el artículo que se adjunta en el Anexo I: “La formación en química permite el acceso a
múltiples disciplinas especializadas. Una esencia que va cambiando a la civilización”.
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desarrollan con métodos y técnicas mucho más elaboradas que la tradicional bureta o el
matraz de reflujo.
El análisis químico se ha convertido, además en una de las más sofisticadas herramientas de
defensa del hombre y del medio ambiente y ha alcanzado límites de análisis que permiten la
posibilidad de detectar una molécula entre mil millones de otras, lo que se dice,
efectivamente, encontrar una aguja en un pajar. Pero además, los métodos de análisis
permiten diferenciar moléculas tan parecidas como un objeto y su imagen especular, lo que los
químicos llamamos especies quirales.
Pero la otra actividad clásica de la Química es la síntesis. Existen actualmente en el mundo
muchas más especies químicas nuevas artificiales, que especies químicas naturales había en la
tierra hace un millón de años. Y esa característica de la Química es esencialmente beneficiosa.
De los elementales procesos que se recogían en los manuales escolares de principios del siglo
XX, en realidad casi hasta su mitad, tal y como: ácido más base = sal más agua, ha sucedido una
plétora de procedimientos que a menudo permiten una síntesis a medida. Por ello la síntesis
en general, pero la síntesis orgánica en particular, ha alcanzado niveles sorprendentes y, los
químicos de síntesis no cejan en la búsqueda de nuevas moléculas o en su fabricación por
métodos más sencillos y más económicos.
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Desde un punto de vista de la cultura industrial, la industria química es, históricamente, la
primera que se basó, y se sigue basando, en la Ciencia; es así mismo muy variada y existe una
enorme diversidad de productos químicos en el mercado, lo que la convierte desde luego en la
primera industria en ese aspecto. Entre esos miles de productos figuran, además del acero, el
cemento, el petróleo y el carbón y sus múltiples derivados como: pinturas, adhesivos,
herbicidas, abonos, fármacos, metales, plásticos, fibras, cauchos, colorantes, tintas, material
fotográfico, explosivos, anticongelantes, entre otros. De esta manera se logra comprender por
qué los propios químicos consideran a esta ciencia como la ciencia central, ya que se
encuentra comúnmente como nexo de unión entre las otras ciencias de la naturaleza y,
además, sus productos son la base de una gran parte de la actividad humana.
La industria química es una subdivisión de la industria manufacturera, pero debido a su
naturaleza y a la interdependencia con otras industrias, contribuye a la mayoría de los
renglones de la producción; así por ejemplo, los alimentos en general, carbohidratos, proteínas
y grasas son productos químicos; su procesado, conservación y envasado, dependen en gran
parte de principios químicos. El vestido está hecho de origen natural, semisintético o sintético.
Aún las fibras naturales requieren de aditivos, pigmentos, colorantes y otras sustancias
químicas para su procesado.
El alojamiento también requiere de productos químicos que van desde los inorgánicos tales
como el concreto, la cal y el vidrio hasta los orgánicos como los plásticos estructurales,
pinturas y otros productos requeridos en el procesado de las maderas. El automóvil moderno
no existiría sin los materiales químicos indispensables: plásticos, fibras, hule sintético, cauchos
y otros; al irse sofisticando el medio de transporte se incorporarán más los productos químicos
a su producción. La industria farmacéutica ha producido un gran número de sustancias
químicas de origen natural o sintético para el tratamiento de enfermedades que en el pasado
reciente eran mortales para la humanidad. La industria de fertilizantes y agro-química de
vital importancia para la agricultura al desarrollarse no sólo nuevos fertilizantes sino
también una gran variedad de fungicidas, plaguicidas y herbicidas para proteger los
diferentes cultivos de virus, bacterias, hongos y demás plagas. Sin embargo, así como la
química es fuente de vida, satisfacción y bienestar, también es fuente de muerte, desastre
y destrucción; la química ha generado la industria de los armamentos modernos,
mensajeros de destrucción y muerte. El uso de sustancias químicas con fines bélicos, que
aunque son prohibidos por la convención de Ginebra, representan una amenaza
permanente para la humanidad.
La química industrial puede definirse muy someramente como la rama de la química que
se encarga de estudiar, los diferentes procesos que conducen a la elaboración de
sustancias intermedias o productos químicos terminados de alto valor comercial, a partir
de materias primas provenientes de los recursos naturales; por otro lado, en la industria
química, es donde se llevan a cabo la transformación química de estas materias primas. El
objetivo fundamental de una industria química es la de lograr utilidades mediante la
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compra de materias primas, transformación fisicoquímica de las mismas, venta de
productos elaborados, inversión en instalaciones de producción, contratación de recursos
humanos de todos los niveles y todo lo que las demás industrias deben realizar para estar
en operación.
En general, la industria química invierte grandes capitales en el área de investigación y
desarrollo. En general, las industrias químicas tienen dentro de su estructura, un
departamento de investigación y desarrollo integrado por personal calificado (ingenieros,
licenciados y doctores en química) junto con laboratorios de investigación, promoviendo
así el desarrollo de nuevas líneas de producción, minimizar etapas en los procesos de
producción con la consiguiente disminución de costos, evaluación e investigación de
nuevos procesos, desarrollo de patentes, asesoramiento técnico y científico a industrias
similares y los mas importante, desarrollo de nuevas tecnologías.
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La química ha contribuido con muchos adelantos que han sido claves en la conservación y
mejoramiento de la vida. Desde sus orígenes, la medicina y el cuidado de la salud se basaron
en técnicas primitivas, donde los médicos solo podían cuidar al paciente, mantenerlo limpio y
confortable. En los últimos 100 años ha habido una revolución en las técnicas usadas por los
médicos posibilitando ya no sólo la curación de los pacientes, sino que también intervienen en
mecanismos de prevención de las enfermedades. Los químicos y los ingenieros químicos han
sido muy valiosos en ese cambio hacia la medicina moderna diseñando fármacos, nuevos
equipos médicos y refinando los procedimientos de diagnóstico. Millones de vidas se han
salvado y/o mejorado con los nuevos adelantos médicos desarrollados por la química.
A continuación se abordarán tres grandes áreas donde la química se ve íntimamente ligada a la
salud de los seres humanos: la toxicología, la química medicinal o farmacéutica y la química de
los alimentos.
TOXICOLOGÍA
La Toxicología es la ciencia que estudia los venenos, sustancias de diverso origen usados por el
hombre desde la más remota antigüedad por sus cualidades nocivas, y también por supuestas
propiedades afrodisíacas o venéreas, es decir, relacionadas con el amor de Venus, de donde se
hace derivar el término veneno. Además, la toxicología moderna asimila conocimientos y
técnicas de muchas ramas de la bioquímica, la biología, la química, la genética, las
matemáticas, la medicina, la farmacología, la fisiología y la física, y aplica a la disciplina la
valoración de la seguridad y el riesgo. En todas las ramas de la toxicología, los científicos
investigan los mecanismos por los que las sustancias químicas ocasionan efectos nocivos a los
sistemas biológicos. Por tanto, puede definírsela como:
Ciencia que estudia las sustancias químicas y los agentes físicos en
cuanto son capaces de producir alteraciones patológicas a los
seres vivos, a la par que estudia los mecanismos y los medios para
contrarrestarlas, así como los procedimientos para detectar,
identificar y determinar tales agentes y valorar y prevenir el
riesgo que representan3.
Según el concepto actual, una sustancia tóxica es aquella que puede producir algún efecto
nocivo sobre un ser vivo, y como la vida, tanto animal como vegetal, es una continua sucesión
de equilibrios dinámicos, dichas sustancias son agentes químicos o físicos, capaces de alterar
alguno de estos equilibrios.
3 REPETTO, M. y REPETTO, G. (2009) Toxicología fundamental. 4º edición. Ediciones Díaz de Santos.
Capítulo 2, Pág. 22.
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Recientemente ha sido propuesta una definición en el sentido de que tóxico es toda radiación
física o agente químico que, tras generarse internamente o entrar en contacto, penetrar o ser
absorbido por un organismo vivo, en dosis suficientemente alta, puede producir un efecto
adverso directo o indirecto en el mismo. De acuerdo con esto, cualquier sustancia puede
actuar como tóxico, ya que tanto los productos exógenos como los propios constituyentes del
organismo, cuando se encuentran en él en excesivas proporciones, pueden producir trastornos
tóxicos.
De aquí se deriva que el concepto de toxicidad posea un carácter relativo. No hay sustancias
atóxicas; cualquier producto químico actuará como tóxico, a unas determinadas condiciones
del sujeto, de la dosis y del ambiente. Este concepto no es nuevo, sino que fue enunciado por
Paracelso (Siglo XVI) cuando afirmó que “todo depende de la dosis”. Una sustancia que
administrada en pequeña cantidad produzca daño, será más tóxica que otra sustancia que
precisa mayor dosis para originar el mismo daño.
Por ejemplo, el agua es indispensable para la vida, muchos organismos están constituidos en
más de sus dos terceras partes por agua; sin embargo, un exceso de agua ingerida puede
producir la muerte por intoxicación hídrica. El oxígeno o la glucosa son imprescindibles para la
mayoría de los organismos, pero su exceso conduce a graves trastornos y a la muerte; así lo
demuestra el clásico efecto Pasteur de inhibición del crecimiento microbiano al aumentar la
concentración de glucosa en el medio, base de las conservas azucaradas.
En principio los conceptos de tóxico y veneno son sinónimos, pero en la actualidad, el primero
de ellos se toma en su más amplio sentido, con carácter general, para designar a un agente
químico o físico perturbador de los equilibrios vitales, mientras que la palabra veneno se
reserva para aplicarla a ese mismo agente cuando su empleo fue intencionado. De aquí que
por intoxicación se entienda un trastorno producido de forma accidental, y por
envenenamiento la consecuencia de un hecho voluntario, sea por parte del sujeto agente o del
paciente (homicidio o suicidio).
QUÍMICA FARMACÉUTICA
La Química Farmacéutica tiene como objetivos el estudio de los fármacos desde el punto de
vista químico, así como de los principios básicos utilizados en su diseño. Su rasgo diferencial
respecto a otras áreas científicas es su metodología, que se basa en el establecimiento de la
relación entre la estructura química de un fármaco y su actividad biológica.
El principio activo de un fármaco, se define como una sustancia pura, químicamente definida,
extraída de fuentes naturales (en general son metabolitos secundarios que las plantas
producen como mecanismo de defensa) o sintetizada en el laboratorio, dotada de una acción
biológica, que puede o no ser aprovechada por sus efectos terapéuticos. Cuando se tiene un
compuesto con propiedades biomoleculares interesantes desde el punto de vista terapéutico,
se hace necesario su desarrollo hasta dar lugar a un medicamento, lo que supone las
siguientes características:
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- Se presenta como una “forma farmacéutica” (inyectables, comprimidos, etc.),
constituida por uno o varios principios activos y, generalmente, por uno o varios
excipientes.
- Ha sido aprobado oficialmente para su comercialización tras superar una serie de
controles analíticos (composición química, pureza, etc.) y farmacológico-toxicológicos
(actividad, efectos laterales y secundarios, ausencia de actividad carcinogénica y
teratogénica, etc.).
La síntesis y en análisis de los fármacos son aplicaciones directas de la síntesis orgánica y de la
química analítica, respectivamente.
Los fármacos pueden ser considerados como el descubrimiento más importante del Siglo XX,
ya que la vida del hombre se encuentra, en mayor o menor medida, relacionada con estos
productos desde su nacimiento hasta su muerte. El arsenal terapéutico del que actualmente
dispone la humanidad se ha desarrollado a partir de un pequeño número de prototipos. En la
búsqueda o diseño de estos prototipos, así como en sus modificaciones, que permiten llegar a
compuestos más eficaces y con menos efectos secundarios, se encuentra el objetivo de la
química farmacéutica.
Aunque la utilización de plantas y minerales para restablecer la salud perdida, modificar la
conducta, etc. se conoce desde la antigüedad, los medicamentos con el sentido y forma en que
los conocemos actualmente son relativamente recientes. La historia del descubrimiento de los
fármacos se encuentra íntimamente relacionada con el desarrollo de las ciencias
experimentales, en general, y de la química orgánica, en particular, al menos hasta los últimos
20 años en que se produce la explosión de los métodos biológicos. Con el desarrollo de
métodos de síntesis, la aparición de técnicas instrumentales que han originado métodos de
análisis poderosos, la aplicación de la informática, así como el desarrollo de la biología
molecular, se ha podido conocer la estructura de los receptores o se tiene una idea
aproximada de los mismos y, en muchos casos, se ha establecido la relación entre la estructura
química de un fármaco y su acción biológica.
El Siglo XIX puede entenderse como el comienzo de la era de los fármacos. Los primeros
hallazgos estuvieron relacionados con la anestesia, como el descubrimiento de esta acción en
el óxido nitroso, el éter etílico y el cloroformo, y supusieron una movilización de esfuerzos para
la resolución de un problema terapéutico como es el dolor. También en este siglo comenzó la
utilización de otros productos orgánicos de síntesis, siendo representativos la antipirina, el
hipnótico hedonal (carbamato de isopentilo) y el primer barbitúrico, el veronal.
Se purificaron los extractos vegetales y se realizaron las primeras aproximaciones a la
determinación de la estructura. Y es que, como se indicó anteriormente, la introducción de
nuevos compuestos en terapéutica iba a ir pareja al desarrollo de la química orgánica. El
aislamiento de la morfina, de la atropina y de la quinina son ejemplos del inicio de un nuevo
planteamiento en la investigación de drogas de origen vegetal.
A fines del Siglo XIX, apareció la obra de una de las grandes figuras de la química farmacéutica,
que puede considerarse como el fundador de la quimioterapia. Su legado intelectual, que tan
enorme beneficio ha supuesto para el estudio de los medicamentos, se asienta en el ambiente
investigador de la gran química centroeuropea. Sus planteamientos son válidos en la
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actualidad, con las modificaciones propias del progreso científico. Al reconocer que la
reacciones químicas que van a tener lugar en las células son decisivas para determinar las
relaciones entre la estructura química y la actividad biológica de los fármacos, planteó el
concepto de receptor, que es una de las piedras angulares del pensamiento científico para el
desarrollo de fármacos.
El Siglo XX se inició con la utilización de la aspirina y la síntesis de la adrenalina. Empezó a
utilizarse el salvarsán en el tratamiento de la sífilis, se realizaron las primeras síntesis de
sulfanilamidas, aparecieron los antihistamínicos, se descubrieron los primeros péptidos con
actividad antibiótica y se demostró la actividad bacteriostática de la penicilina y su
manufactura, que abrió la era de los antibióticos. Éstos son algunos ejemplos del desarrollo de
la química farmacéutica en la primera mitad del Siglo XX.
La edad de oro en la introducción de nuevos fármacos corresponde al período comprendido
entre 1940-1960. La tragedia de la talidomida supuso una llamada de atención a las
autoridades sanitarias de todo el mundo, que reforzaron los requisitos necesarios para la
introducción en el mercado de nuevos medicamentos. La utilización de bases de datos en el
diseño de fármacos, el establecimiento de relaciones cuantitativas entre la estructura química
y la actividad biológica de los fármacos, el aislamiento y la caracterización de receptores, así
como la obtención de fármacos mediante biotecnología han sido áreas de gran desarrollo en
los años siguientes.
La introducción en el mercado de un nuevo fármaco y su conversión en una forma
farmacéutica o medicamento precisa cubrir una serie de etapas que, de forma esquemática,
podrían resumirse en:
a- Búsqueda de modelo
b- Manipulación del modelo
c- Determinación de formas farmacéuticas y dosificación
La búsqueda de modelo supone encontrar una actividad biológica nueva en un compuesto
químico. Se trata, en consecuencia, de hallar nuevas estructuras que puedan servir como
punto de partida para su modificación estructural, ante el hecho de que el nuevo compuesto
no tiene por qué ser el mejor de los posibles que se puedan preparar (manipulación del
modelo).
Un vez que se ha descubierto un nuevo fármaco, porque se ha demostrado una actividad útil
en un compuesto y se ha optimizado este prototipo, comienza su desarrollo y finaliza la
investigación básica. Este desarrollo tiene una etapa preclínica, en la que se estudia su
producción a mayor escala, su formulación farmacéutica, su farmacología y su toxicología, y
otra etapa clínica, en la se distinguen las fase I-IV.
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Cuadro 1 – Etapas del desarrollo de un fármaco4
Investigación básica
Identificación de un prototipo
manipulación molecular para su optimización
ensayos in vitro e in vivo
¿mecanismo de acción?
Desarrollo preclínico
Producción (análisis de impurezas, control microbiológico, estudios
de estabilidad y estudios galénicos)
Perfil farmacológico
Perfil toxicológico (incluyendo mutagenicidad)
Perfil ADME (absorción, distribución, metabolismo, excreción)
Desarrollo clínico
Fase I (administración a seres humanos sin abandonar los estudios
preclínicos. Estudios de tolerancia y seguridad en voluntarios
sanos)
Fase II (muestras de pacientes cada más amplias, concreción de
dosis y pautas de tratamiento, indicación principal)
Fase III (perfil de eficacia y seguridad en comparación con otros
fármacos disponibles en un número importante de pacientes)
Fase IV (estudios postcomercialización)
QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS
La química es hoy en día uno de los procesos más aplicados en la industria de los alimentos. A
través de ella los alimentos sufren ciertas transformaciones o modificación para su propia
conservación mejorando así las propiedades que los constituyen.
Actualmente la población consume varias cantidades de sustancias químicas que se
encuentran en los alimentos. Esto se debe a que la mayoría de los alimentos son a base de la
química, contiene un alto índice de aditivos (saborizantes y colorantes artificiales) para la
elaboración de pastas, dulces y otros. Colorantes artificiales tales como el amarillo Nº 5 que
produce malestar estomacal, alergias entre otros.
Estas aplicaciones industriales sobre los alimentos son causantes de
algunas enfermedades que hoy padece la moderna sociedad de consumo; alergias, úlceras,
trastornos estomacales, gastritis, entre otros mencionados.
Los procesos utilizados en la industrias de alimentos constituyen el factor de mayor
importancia en las condiciones de vida y en la búsqueda de soluciones que permitan preservar
las características de los alimentos por largos períodos, utilizando procedimientos adecuados
en la aplicación de sustancias químicas en los alimentos tales como el enfriamiento,
congelación, pasteurización, secado, ahumado, conservación por productos químicos y otros
de carácter similares que se les puede aplicar estas sustancias para su conservación y al
beneficio humano.
4 Fuente: Avendaño, C. (Coord.) (2004) Introducción a la Química Farmacéutica. 2º edición, 1º
reimpresión. Madrid: McGraw-Hill/Interamericana de España. Página 39
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Las industrias de alimentos como MERK han desarrollado nuevos productos como flavoides,
folatos y ácidos grasos polinsaturados (omega 3) para alimentos funcionales y suplementos
alimenticios. También, ofrece suplementos de vitaminas y minerales de los cuales MERK ha
sido internacionalmente reconocido como un proveedor de primera calidad, además todo los
productos son enriquecidos con enzimas, antioxidantes y preservantes.
Los aditivos constituyen importancia en el valor de los alimentos procesados, ya que son
empleados a alimentos más de 2000 aditivos alimentarios, colorantes artificiales,
edulcorantes, antimicrobianos, antioxidantes, autorizados para usarse en los mismos. La
mayor parte de los alimentos como harinas, enlatados, contiene aditivos pero aún más las
golosinas.
Hay varios procesos que se emplean en la industria alimenticia para conservar los alimentos a
través de la aplicación de la química, algunos de ellos son los siguientes:
Nitrógeno: Es una de las formas más natural de darle protección a los alimentos de los
defectos no deseados del oxígeno. El nitrógeno cumple ciertos requisitos en la
disponibilidad, manejo y propiedades que influyen en la preservación química, física y
de las características organolépticas. En la industria de alimentos, el nitrógeno se
aplica en la producción de aceites vegetales y de pescados, grasas animales, carnes,
productos lácteos. En granos como el café, maní, almendras, nueces, pasteles y
alimentos preparados. En jugos y pulpas de frutas y vegetales, conservación de vinos,
entre otros.
Congelación criogénica: Este proceso consiste en la aplicación intensa del frío para
reducir la temperatura a –18 ºC como mínimo, bloqueando de esta manera las
reacciones bioquímicas de los procesos enzimáticos que destruyen los alimentos. La
congelación mediante los sistemas convencionales requiere de largos períodos,
sufriendo los alimentos la deshidratación celular, pérdidas de proteínas, color, sabor,
etc., perdiendo hasta un 10 % de hidrógeno en peso.
Criopulverización: Son sustancias que presentan bajos puntos de ablandamiento o
termosensibles como productos provenientes del caucho, productos oleaginosos,
alimentos y productos farmacéuticos al igual que algunos materiales que no pueden
ser triturados en molinos convencionales, son hoy día fácil y económicamente
pulverizados con nitrógenos líquido. Este proceso se utiliza mucho en la industria del café,
azúcar y especies oleaginosas.
Hidrógeno: En las grasas, aceites y ácidos grasos, el hidrógeno se aplica para modificar
algunas propiedades físico – químicas tales como punto de fusión, estabilidad química
y disminución del color y olor. Los aceites comestibles comúnmente hidrogenados son
los de soya, palma, maní y maíz.
Irradiación: Consiste en exponer a niveles altos de radiación para matar los insectos y
las bacterias nocivas; luego se empacan en recipientes sellados en los que se pueden
almacenar por meses sin que se descompongan. Hay que tener especial cuidado con la
potencia con la cual se irradia ya que a través de la radiación se pueden destruir los
nutrientes tales como vitaminas y aminoácidos.
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EELL LLIICCEENNCCIIAADDOO EENN QQUUÍÍMMIICCAA YY EELL MMEEDDIIOO AAMMBBIIEENNTTEE
Los procesos para obtener la energía, el transporte, la producción y distribución de alimentos,
el consumo masivo, el desarrollo tecnológico, etc. afectan al medio ambiente.
La Química, presente en cada una de estas actividades, ayuda a mejorar nuestra calidad de
vida, pero el uso masivo de productos químicos (medicamentos, plaguicidas, detergentes, etc.)
hace que los residuos generados también sean químicos. En este contexto, es habitual
encontrar el adjetivo “químico” ligado a efectos negativos para el medio ambiente.
Sin embargo, la Química es una de las áreas científicas más implicadas en la resolución de
problemas medioambientales. Actualmente la Química colabora en la protección del medio
ambiente determinando la concentración y el impacto de sustancias químicas; preparando
compuestos con actividad biológica útil para paliar efectos tóxicos; implantando procesos de
separación de sustancias tóxicas; interviniendo en los procesos de depuración de aguas
residuales; sintetizando plaguicidas y fertilizantes más efectivos y menos contaminantes, etc.
TOXICOLOGÍA AMBIENTAL
La toxicología ambiental es el estudio de los efectos de las sustancias tóxicas que se
encuentran en ambientes naturales y ambientes construidos por el hombre. La principal tares
de un toxicólogo ambiental es evaluar objetivamente los riesgos resultantes de la presencia de
dichas sustancias. Siendo la base esta evaluación, puede pedirse que el toxicólogo ambiental
diseñe medidas para impedir que las sustancias alcancen niveles dañinos, o para minimizar los
daños donde se han alcanzado dichos niveles. Cualquiera que sea el consejo que se dé, puede
presentar implicaciones económicas contundentes a fastos considerables, ya sean privados o
públicos. Por consiguiente es esencial que la evaluación del riesgo se haga con pleno
conocimiento de las potencialidades y las limitaciones de los procedimientos que
probablemente sean usados.
PLAGUICIDAS Y HERBICIDAS
Los plaguicidas son sustancias usadas para controlar a los organismos que pueden
afectar adversamente a la salud pública, o a los organismos que atacan al alimento y
otros materiales esenciales para los seres humanos. Estos organismos incluyen
insectos, nematodos y hongos. Los herbicidas son sustancias usadas para eliminar las
plantas no deseadas en la agricultura, la horticultura y en el mantenimiento de los
márgenes de carreteras y líneas férreas. Los herbicidas han sido usados en la guerra de
Vietnam para destruir los bosques tropicales.
Los plaguicidas y los insecticidas han hecho posibles grandes aumentos en la
producción del alimento y mejoras en la salud humana. Cuando se han producido
daños, esto ha sido principalmente debido a la ignorancia de las propiedades de estos
productos químicos y a su uso equivocado. Cuando los plaguicidas se aplican a gran
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escala, deben vigilarse constantemente los daños ambientales de manera que puedan
hacerse las correcciones pertinentes tan pronto como sea posible.
METALES TÓXICOS
Los metales traza, en sentido geológico, son la principal fuente de los problemas de
toxicidades debidas a los metales, puestos que la mayoría de los organismos no se
adaptan a ellos cuando se encuentran en el ambiente en altas concentraciones. En
términos geológicos, los elementos traza se definen como los que se encuentran en
una concentración de 1000 ppm o inferior en la corteza de la tierra. Los metales traza
pueden dividirse en “pesados” (con densidades superiores a 5 g/cm3) y “ligeros” (con
densidades inferiores a 5 g/cm3). Muchos metales traza son esenciales para la vida
normal en bajas concentraciones.
Los niveles excesivos de metales traza pueden producirse de modo natural como
resultado de fenómenos geológicos normales como la formación de menas. La
meteorización de rocas, la lixiviación o, en el caso del mercurio, la desgasificación
pueden lograr que estos metales estén disponibles en la biósfera. Los seres humanos
liberan más metales quemando combustibles fósiles, extrayendo minerales,
descargando residuos industriales, agrícolas u domésticos, o mediante la aplicación
deliberada de plaguicidas. Una vez que están disponibles en el ambiente, de ordinario
los metales no cambian de lugar con rapidez ni experimentan desintoxicación rápida a
través de actividades metabólicas. Como consecuencia de todo esto, se acumulan. Por
consiguiente, su paso al ambiente debe ser controlado cuidadosamente.
QUÍMICA VERDE
Dentro de la situación de alerta climática que está viviendo nuestro planeta, de acuerdo a lo
que muestran diversas investigaciones y proclaman los organismos internacionales, la química
surge con un doble papel. Por un lado es responsable de algunas de las causas que han
generado esta circunstancia y por otro tiene un papel preponderante para atenuar y revertir
este escenario. Considerando este doble papel surge la Química Verde o Química Sustentable,
como búsqueda de alternativas que prevengan la contaminación, sin dejar de producir los
materiales necesarios para mantener la calidad de vida de los seres humanos
Paralelamente al proceso científico y tecnológico impulsado por la química y su asociación con
otras ciencias, y como consecuencia del mismo, se va registrando un aumento de la generación
de residuos que son perjudiciales, de diferentes maneras, para los seres vivos presentes en el
planeta, incluidos los seres humanos. Muchos de estos efectos no fueron percibidos en el
momento en que empezaron a generarse los productos. Este fue el caso del uso de freones
como gas refrigerante en las heladeras y equipos de aire acondicionado y como propelentes
para aerosoles. Luego de años, se descubrió, en la década del 70, su participación en las
reacciones que convierten el ozono estratosférico en oxígeno, eliminando su potencial como
protección de los rayos ultravioleta provenientes del sol.
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Lo mismo sucedió con el dióxido de carbono y su contribución al efecto invernadero. La
utilización de los combustibles fósiles en forma masiva comienza con la revolución industrial.
En 1896 Arrhenius sugirió que la utilización masiva de estas fuentes de energía por parte del
hombre aumentaría la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, y que este
incremento contribuiría al aumento de la temperatura promedio del planeta. Aún hoy no hay
acuerdo entre todos los científicos sobre el alcance real de la actividad humana sobre este
fenómeno.
Estos son algunos ejemplos de cómo la investigación y la industria química generan problemas
de contaminación. A esto se pueden agregar los efectos provocados por los agroquímicos, y
por los nuevos materiales no biodegradables (plásticos), que se van acumulando sin
encontrarse una forma óptima de reutilización o eliminación.
En base a todo esto, la imagen de la química como ciencia empezó a deteriorarse, al punto de
llegar a que hoy, para muchas personas, decir “productos químicos” es una expresión que hace
pensar en algo negativo, perjudicial para el ambiente o la salud, no relacionando con que todo
lo material está formado por compuestos químicos y olvidando que la mayoría de las mejoras
en salud y calidad de vida se deben también a los “productos químicos”.
Hasta la primera mitad del siglo XX, los investigadores químicos trabajaban con el objetivo de
solucionar los problemas inmediatos que eran identificados. Pero a partir del reconocimiento
de los efectos perjudiciales para el ambiente que tiene la actividad humana, comenzó a surgir
una conciencia de que se debía hacer algo al respecto. La primera manifestación importante
de esta conciencia, a nivel mundial, fue la Declaración de Estocolmo realizada por la
Convención de las Naciones Unidad en 1972. A continuación de ésta, se han sucedido una serie
de documentos (Carta Mundial de la Naturaleza, Informe de la Comisión Mundial “Nuestro
Futuro Común”, Informe Geo 4), la creación de comisiones especiales (PNUMA, Programa de
las Naciones Unidas para el Medio Ambiente; IPCC, Panel Intergubernamental en Cambio
Climático); y encuentros internacionales (Río, Copenhague, Johannesburgo, entre otros);
acuerdos internacionales (Protocolo de Montreal, Protocolo de Kioto, etc.), que cada vez más
centran la atención sobre estos aspectos.
En la cumbre de Río tomó impulso el concepto de Desarrollo Sustentable, definiéndolo como
aquel desarrollo económico e industrial que permita satisfacer las necesidades de las
generaciones presentes sin comprometer las posibilidades de las del futuro para atender sus
propias necesidades.
En este contexto, entre los químicos va surgiendo la inquietud de asumir su parte de
responsabilidad en el tema contaminación. A raíz de esta conciencia y de otros motivos, como
pueden ser los económicos y el cuidar su propia salud, se van extendiendo una serie de
prácticas que, directa o indirectamente, redundan en el cuidado del ambiente.
A principios de la década de los noventa, los químicos Paul Anastas y John Warner que
trabajaban para la EPA5, proponen el concepto de Química Verde6 para referirse a aquellas
5 Agencia de Protección Ambienta (Environmental Protection Agency, EPA) de Estados Unidos. Sitio web
en español: www.epa.gov/espanol
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tecnologías químicas que apuntan a prevenir la contaminación. La química verde en general
busca procesos para obtener los mismos productos que la química tradicional de manera
menos contaminante y también producir sustancias no contaminantes que sustituyan a otros
productos perjudiciales pero necesarios para la sociedad. Su metodología se basa en 12
principios:
Prevención: Es preferible evitar la producción de un residuo que tratar de limpiarlo
una vez que se haya formado.
Economía atómica: Los métodos de síntesis deberán diseñarse de manera que
incorporen al máximo, en el producto final, todos los materiales.
Uso de metodologías que generen productos con toxicidad reducida: Siempre que
sea posible, los métodos de síntesis deberán diseñarse para utilizar y generar
sustancias que tengan poca o ninguna toxicidad, tanto para el hombre como para el
medio ambiente.
Generación de productos eficaces pero no tóxicos: Los productos químicos deberán
ser diseñados de manera que mantengan la eficacia a la vez que reduzcan su toxicidad.
Reducción del uso de sustancias auxiliares: Se evitará, en lo posible, el uso de
sustancias que no sean imprescindibles (disolventes, reactivos para llevar a cabo
separaciones, etcétera), y en el caso de que se utilicen que sean lo más inocuos
posible.
Disminución del consumo energético: Los requerimientos energéticos serán
catalogados por su impacto medioambiental y económico, reduciéndose todo lo
posible. Se intentará llevar a cabo los métodos de síntesis a temperatura y presión
ambientes.
Utilización de materias primas renovables: La materia prima ha de ser
preferiblemente renovable en vez de agotable, siempre que sea técnica y
económicamente viable.
Evitar la derivatización innecesaria: Se evitará en lo posible la formación de derivados
(grupos de bloqueo, de protección/desprotección, modificación temporal de procesos
físicos/químicos).
Potenciación de la catálisis: Se emplearán catalizadores (lo más selectivos posible),
reutilizables en lo posible, en lugar de reactivos estequiométricos.
Generación de productos biodegradables: Los productos químicos se diseñarán de tal
manera que al finalizar su función no persistan en el medio ambiente, sino que se
transformen en productos de degradación inocuos.
Desarrollo de metodologías analíticas para la monitorización en tiempo real: Las
metodologías analíticas serán desarrolladas posteriormente, para permitir una
6 En Europa, la Organización Europea para la Cooperación Económica y Desarrollo (OECD) adopta en
1999 el nombre de Química Sustentable para referirse al mismo concepto de la Química Verde y así
alejarse de la denominación de los grupos ambientalistas más politizados.
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monitorización y control en tiempo real del proceso, previo a la formación de
sustancias peligrosas.
Minimización del potencial de accidentes químicos: Se elegirán las sustancias
empleadas en los procesos químicos de forma que se minimice el riesgo de accidentes
químicos, incluidas las emanaciones, explosiones e incendios.
Para ampliar, consultar el Dossier química verde del Boletín DAPHNIA, nº 38, año 2005,
disponible en: http://www.ccoo.com/comunes/recursos/1/pub6_Daphnia_n_38.pdf
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AANNEEXXOO II
“LA FORMACIÓN EN QUÍMICA PERMITE EL ACCESO A MÚLTIPLES
DISCIPLINAS ESPECIALIZADAS. UNA ESENCIA QUE VA CAMBIANDO
A LA CIVILIZACIÓN
Coto, C. (2011) “La formación en Química permite el acceso a múltiples disciplinas especializadas.
Una esencia que va cambiando a la civilización”, en: Galagovsky, L., Química y Civilización. 1º
edición. Buenos Aires: Asociación Química Argentina. Capítulo 1: pp1-10.
(sólo disponible en versión impresa)
