Chimie verde

Chimia verde (sau durabilă ) în ecologie este o concepție a chimiei care își propune să direcționeze abordarea către industria chimică pe căi de sustenabilitate , prevenind orice probleme. Dezvoltarea durabilă , piatra de temelie a progresului tehnologic din noul secol, impune științelor chimice să joace un rol primordial în conversia vechilor tehnologii în noi procese curate și în proiectarea de noi produse și noi procese eco-compatibile.

Conștientizarea faptului că poluarea nu cunoaște granițe naționale, în special a aerului și a apei , necesită din ce în ce mai mult adoptarea unor politici de control acceptate la nivel internațional. Marile agenții guvernamentale de mediu, industria mare și lumea chimiei în general, dezvoltă și adoptă un cod de conduită care identifică strategii precise de prevenire a poluării.

Mai mult, având în vedere că stocurile de combustibili fosili nu sunt veșnici, un alt aspect al chimiei verzi este acela de a încerca să reducă cât mai mult consumul, risipa de energie în desfășurarea proceselor industriale și să utilizeze surse de energie regenerabile pentru exploatarea instalațiilor industriale. Chimia sintetică modernă depinde încă în mare măsură de petrochimie , care folosește produse petroliere, care sunt în proces de epuizare, ca materii prime; acest lucru rezultă în special în atenția noilor cercetări chimice în încercarea de a produce materiale plastice și produse chimice derivate din surse biologice și regenerabile.

Conceptul

O primă formulare sau anticipare a conceptului de chimie verde poate fi considerată așa-numita mișcare a chimiurgiei , născută în Statele Unite în anii treizeci, care a avut ca scop integrarea industriei chimice cu materiile prime agricole și naturale și care utilizează exclusiv resurse regenerabile., fără a afecta mediul. Termenul chimic verde a fost inventat în 1991 de către profesorul Universității din Berkley Paul Anastas și se referă tocmai la noua ordine de prioritate cu care se realizează inovația științifică și tehnologică pe baza principiilor generale care vizează eliminarea utilizării procedurilor. și substanțe periculoase. Unele strategii posibile pentru a urmări aceste obiective sunt:

optimizarea echilibrului global de masă pentru a minimiza apele uzate.
minimizarea costurilor energetice, de exemplu prin proiectarea proceselor la temperatura și presiunea ambiantă.
utilizarea materiilor prime obținute din surse regenerabile .
acolo unde este posibil, înlocuiți compușii învechi cu alții care își mențin eficacitatea funcțională, reducând în același timp toxicitatea față de oameni și mediul natural .
utilizarea, la nivel industrial, a microorganismelor care efectuează reacții enzimatice în interiorul acestora la temperatura și presiunea ambiantă.
reducerea, prin utilizarea proceselor biomimetice , a subproduselor de reacție, prezente (în procente diferite) în toate reacțiile chimiei organice tradiționale.

Exemple de aplicații

Câteva exemple de inovații promovate de studii de proiectare moleculară orientate spre mediu sunt:

Înlocuirea solvenților organici cu lichide supercritice . Dioxidul de carbon în stare de fluid supercritic (T> 31,4 ° C, P> 74 bar) poate reprezenta un excelent substitut pentru solvenții organici sub orice profil de risc în diferite domenii de aplicare: în industria de curățătorie chimică, unde înlocuiește solvenții clorurați, în fabricarea semiconductorilor , ca solvent de reacție sau ca solvent de extracție .

Înlocuirea ignifugilor bromurați. Ignifugii sunt folosiți ca aditivi pentru materialele plastice într-o varietate de produse, mobilier, textile, echipamente electronice. Cei mai utilizați sunt compușii aromatici care conțin brom , care pe lângă faptul că sunt persistenți în mediu, sunt capabili să se bioacumuleze în organisme și să exercite efecte nocive asupra sănătății. Pentru a depăși aceste probleme, există o competiție între giganții chimici pentru a prezenta soluții alternative fără brom, de exemplu constând din amestecuri de rășini epoxidice și oxizi metalici inerți.
Înlocuirea pesticidelor persistente și neselective din mediu. În ultimii 50 de ani, o clasă de insecticide policlorurate ( aldrin ) deosebit de rezistente la degradarea chimică sau microbiologică din mediul înconjurător și bioacumulatoare în organisme au găsit o mare aplicare în agricultură. Astăzi, studiile sunt intensificate pentru a înlocui insecticidele vechi cu alte produse, de exemplu cu piretroizi , analogi ai substanței naturale piretrină. Deoarece piretrina naturală prezintă o instabilitate chimică deosebită în mediu, sunt concepuți analogi sintetici care sunt mai rezistenți decât compusul natural de referință și, mai ales, cu o toxicitate foarte scăzută pentru organismele superioare.

Limite în utilizarea surselor regenerabile ca materie primă

Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că nu este posibil să se utilizeze surse regenerabile la o rată mai mare decât timpul necesar regenerării lor: dacă, de exemplu, orice material plastic a fost obținut din plante și produs într-un ritm mai rapid decât plantele ei înșiși (care în acest caz sunt materia primă) sunt capabili să se reînnoiască, în timp un astfel de material plastic nu ar mai putea fi produs, iar resursa primară a plantelor ar fi iremediabil pierdută. Un alt aspect care trebuie avut în vedere este evitarea încurajării dezvoltării necontrolate a monoculturii (de exemplu, pentru producerea de biodiesel și / sau bioetanol ), care poate provoca daune grave ecosistemelor, echilibrelor biologice și sociale ale unor zone întregi ale planetei.

Pentru a se asigura că chimia ecologică și utilizarea surselor regenerabile continuă să fie pozitive și să fie o soluție bună la problema poluării , acestea trebuie să meargă mână în mână cu o reducere progresivă a consumului de energie și materiale, atât de către industrii, cât și de către consumatori.