Reciclar, reusar e reutilizar. Esta é a regra das tres erres, considerada a máxima da sostibilidade. O seu obxectivo é reducir o impacto medioambiental dos residuos diminuíndo o consumo, transformándoos en algo novo ou dándolles unha nova vida. É fácil entender o exemplo se pensamos en roupa ou en obxectos de plástico, pero isto podería estenderse ao que tampouco vemos nin ulimos: o dióxido de carbono (CO2). Este elemento químico está asociado co cambio climático e co efecto invernadoiro e, polo tanto, podería considerarse un “residuo” do noso planeta. Agora, unha nova concepción da química trata de aproveitalo como materia prima. É dicir, impulsa a súa “reciclaxe” para crear reaccións máis sostibles.
Esta é a filosofía do grupo que dirixe Manuel Nappi no Centro de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) da Universidade de Santiago (USC). O equipo acaba de publicar recentemente un artigo en Journal of the American Chemical Society (JACS) que recolle o descubrimento dun novo mecanismo para activar o CO2 con luz. “Usámola do mesmo modo que o fan as plantas para facer a fotosíntese. Xunto á luz, empregamos un catalizador para activar o dióxido de carbono e, despois, facer moléculas que poidan ser de interese para a sociedade”, explica o químico. O principal problema do CO2 é a súa estabilidade polo que, para transformalo, hai que activalo. A forma que emprega o equipo de Nappi leva por bandeira a sostibilidade.
De refugallo a materia prima
O investigador do CiQUS avoga pola utilización do dióxido de carbono para darlle a volta á tortilla e proporcionar unha vida útil ao que inicialmente se considera un refugallo do propio planeta e da actividade humana que alimenta o cambio climático. “Como é un gas de efecto invernadoiro, pensamos en facer unha reacción de hidrocarboxilación con CO2. É dicir, convertémolo nunha materia prima. Así, activámolo e incorporámolo a moléculas orgánicas. O obxectivo é utilizalo con fins útiles”, explica Nappi, quen fai énfase na importancia dunha química que sexa cada vez máis sostible e se apoie non só no concepto de reciclaxe, senón tamén no de economía circular.
Máis polo miúdo, este novo mecanismo consiste en empregar como catalizador unha molécula orgánica que activa o CO2 e crea o que se denomina intermedio reactivo, é dicir, un paso a medio camiño entre o inicio e o final da reacción. Este elemento absorbe a luz e logra activar o dióxido de carbono. Así, segundo apunta Nappi, é como despois se pode empregar este gas de efecto invernadoiro, agora activado, nas reaccións químicas. Incluso de pode acoplar aos alquenos, outro tipo de moléculas orgánicas, para un proceso denominado hidrocarboxilación
Múltiples aplicacións
O novo mecanismo descrito no artigo publicado en JACS é “incriblemente sostible”. Pero non só importa o proceso, senón os produtos finais que se poidan conseguir con esta reacción. “Xa fixemos estruturas denominadas espirociclos, neste caso concreto espirolactonas, que son moi interesantes para as farmacéuticas”, sinala Nappi, en alusión ao estudo xa publicado en JACS. Segundo continúa explicando, son estruturas comúns en produtos biolóxicos como os medicamentos. O investigador indica que tamén podería ter aplicacións na industria química para facer polímeros biodegradables ou resinas. En resumidas contas, que non só o proceso reactivo sexa máis sostible, senón tamén o produto final que se consiga.
Proba de concepto
Logrouse un mecanismo de activación completamente novo e sostible, mais o estudo ten algunhas limitacións. De momento, o artigo publicado en JACS é, máis ben, unha proba de concepto, dado que é unha primeira aproximación. Segundo indica Nappi, probárono a pequena escala e o seguinte paso e ir un chanzo máis alá e demostrar o funcionamento do mecanismo con maiores cantidades de material. Ademais, o investigador do CiQUS admite que o estudo ten outra limitación importante: a reacción require arredor de 20 horas. “Temos que atopar unha maneira de acurtar o tempo e facer máis eficiente o sistema catalítico”, apunta.
A importancia da ciencia básica
Nappi insiste en que a investigación, de momento, é unha proba inicial prometedora, pero que aínda queda moito camiño por diante e que se precisan salvar moitos obstáculos para chegar ao obxectivo final. O investigador do CiQUS sinala que a súa investigación entra dentro do concepto de ciencia básica, pero reclama que os maiores avances tecnolóxicos e sociais xurdiron deste tipo de descubrimentos. “É importante continuar a investigar e financiar ciencia básica, non só aplicada”, reclama.
O estudo liderado por Nappi senta as bases para o desenvolvemento de posibles tecnoloxías sostibles para a valorización do CO2. Esta liña de investigación vai acorde coa meta común de moitos investigadores novos: cambiar o paradigma e contribuír a unha química máis sostible. Pódense utilizar tecnicismos para describir as reaccións químicas, os catalizadores que se empregan e os elementos que se usan nas mesmas, pero, no global, o equipo do CiQUS tira dun concepto tan simple como sostible: a reciclaxe de residuos.
Referencia: Photolysis of CO2 Carbamate for Hydrocarboxylation Reactions (Publicado en Journal of the American Chemical Society)
