La Base para una Química Analítica más Ecológica

Los 12 principios desarrollados por P. Anastas y J.C. Warner para la Química Analítica Verde involucran:

1. Evitar el desperdicio para no necesitar procedimientos de limpieza o descontaminación.
2. Diseñar químicos y productos más seguros para evitar sus riesgos o efectos tóxicos.
3. Diseñar síntesis química menos peligrosa para los seres humanos y el medio ambiente.
4. Utilizar materia prima renovable para reemplazar materiales no renovables..
5. Utilizar catalizadores, no reactivos estequiométricos, para reducir las cantidades de reactivos que se utilizan en todo el mundo.
6. Evitar las derivatizaciones químicas para reducir una vez más las cantidades de reactivos a utilizar.
7. Maximizar la economía del átomo para reducir los desechos y mejorar el rendimiento de síntesis.
8. Utilizar solventes y condiciones de reacción más seguros para mejorar el uso de agua o solventes ecológicos que no contribuyan a la formación de smog o al agotamiento de la capa de ozono.
9. Incrementar la eficiencia energética trabajando, como sea posible, a temperatura ambiente.
10. Diseñar químicos y productos para que se degraden después de su uso, a fin de evitar la acumulación de reactivos en el medio ambiente y asegurar que los químicos empleados se degraden a sustancias finales inocuas.
11. Analizar en tiempo real para prevenir la contaminación, lo que implica el análisis de campo y el seguimiento de los procesos.
12. Minimizar el potencial de accidentes como explosiones, incendios y liberaciones al medio ambiente.

Uno de los principios antes mencionados incluye el desarrollo de métodos analíticos rápidos como condición para una química segura y muchos de estos principios se refieren a la reducción de reactivos (incluidos los disolventes) consumidos y al reemplazo de reactivos tóxicos por reactivos inocuos. Por otro lado, también se ha considerado la reducción de residuos y del consumo energético.

Jacek Namiesnik ha adaptado los 12 principios de la Química Verde antes mencionados a cuatro prioridades principales.

1. Eliminación, o al menos reducción significativa, del consumo de reactivos y disolventes orgánicos para procedimientos analíticos.
2. Reducción de la emisión de vapores y gases, así como generación de residuos sólidos en laboratorios analíticos.
3. Eliminación de reactivos de alta toxicidad y/o ecotoxicidad de los procedimientos analíticos.
4. Reducción del consumo de mano de obra y energía de los procedimientos analíticos.

La figura de abajo resume los principios de la Química Verde y las cuatro prioridades de la Química Analítica Verde junto con los conceptos básicos para una Química Analítica más verde.

Teniendo en cuenta todos los principios y prioridades antes mencionados, una metodología ideal debería ser un procedimiento sin reactivos, no destructivo, con un consumo de energía reducido, rápido y capaz de determinar tantos analitos y/o parámetros como sea posible en una sola ejecución.

Entonces, las estrategias básicas para ecologizar los métodos analíticos implican:
(i) El análisis directo en campo de muestras no tratadas, (ii) el uso de tratamientos de muestras alternativos, que consuman menos energía y menos reactivos junto con (iii) la miniaturización y automatización de las metodologías. Estas tres estrategias contribuyen a la eliminación o reducción de reactivos consumidos en la práctica analítica y también reducen los requerimientos energéticos. (iv) La búsqueda de reactivos y disolventes alternativos es obligatoria.

Además, cuando no existe otra posibilidad, (v) la descontaminación on-line de residuos podría ser de gran valor para reducir las emisiones y eliminar su ecotoxicidad junto con las ventajas que ofrece la miniaturización y la automatización para reducir los volúmenes de residuos. (vi) La evaluación del consumo de energía junto con la automatización para evaluar la reducción del consumo de mano de obra y energía de los procedimientos analíticos.

Las estrategias básicas antes mencionadas deben enfocarse en la evaluación profunda de: (1) los efectos secundarios de los reactivos y solventes, (2) el costo energético de los métodos, y (3) la evaluación de las cantidades y toxicidad de los desechos analíticos para combinar las estrategias para proporcionar el procedimiento alternativo más respetuoso con el medio ambiente sin sacrificar las características básicas de los métodos analíticos.

Principios básicos, prioridades y estrategias para una Química Analítica más verde, basada en los principios de la Química Verde y las tareas prioritarias de la Química Analítica Verde definidas en los estudios de Anastas y Namiesnik