Autores: Leslie Chuy Zárate y Milagros Robles Porras
Hechiceros, brujas y alquimistas son solo sinónimos de lo que ahora conocemos como químicos, y es que la química siempre ha sido la ciencia más buscada para facilitarnos la vida, para hacer dinero y/o para tener poder. En diversas industrias y dejando de lado el aspecto “mágico” que la química evoca, la química ha sido de mucha utilidad para reemplazar y mejorar materiales de uso diario, tal como menciona Laber-Warren (2010) en el artículo “Green Chemistry: Scientists Devise New “Benign by Design” Drugs, Paints, Pesticides and More” publicado en la revista Scientific American, “desde medias de seda por nylon hasta hieleras por refrigeradoras”, son algunas de las mejoras más prácticas que se han logrado gracias a la química, sin embargo, como dice el tío Ben, un gran poder conlleva una gran responsabilidad. Responsabilidad, concepto que nosotros como químicos hemos dejado de lado, y es que efectivamente hoy por hoy luego de noticias que nos bombardean por redes sobre miles de especies extintas, cambios climáticos y desastres naturales, recién tomamos conciencia de lo que realmente significa.
Sabías que en los 90 surgió la interrogante de, ¿por qué para la fabricación dependemos de sustancias peligrosas? Y dentro de las diversas repuestas se manifestó que quizás fue porque no se estaba capacitado para pensar sobre el impacto en la salud y el ambiente o simplemente porque no ocurrió que podría ser de otra manera. Es así que nace la filosofía de la química verde y dentro de las muchas innovaciones está, el desarrollo de pesticidas más selectivos (interrumpir ciclos de vida de insectos).
Actualmente los químicos tratan de inventar nuevas cosas evitando los subproductos peligrosos; sin embargo, hay algunos que piensan que para que se ponga en práctica deben generarse regulaciones que no solo prohíban el uso de productos tóxicos sino que también requiera que los fabricantes revelen datos de seguridad y sean los consumidores los que finalmente elijan. Por otro lado, están los químicos quienes creen que este cambio debe ser voluntario ya que se trata de un proceso de cambio que a la larga generará rentabilidad.
Síntesis del tema
Durante mucho tiempo los pesticidas son considerados efectivos para el control de plagas, como los insectos, microbios, roedores, algas, peces, plantas, etc. y muy a menudo utilizados en el sector agrícola, pero como la mayoría de compuestos sintéticos, estos pueden causar efectos tóxicos en otros organismos.
¡Y esto no es una fantasía! En Costa Rica se han reportado cambio de color del pelaje de los monos aulladores Alouatta palliata de completamente negro a amarillento. Los análisis de espectroscopía Raman indican que el cambio se debe a la producción de la forma sulfurada de melanina, denominada feomelanina.
Galván, I., Jorge I., Sánchez-Murillo F., Gutiérrez-Espeleta G. (2018). Photographs of mantled howler monkeys from Costa Rica. a: Adult with conventional coat pigmentation (credit: Ismael Galván). b: Adult photographed with acamera-trap with anomalous yellowish pigmentation in limbs and tail. . [Figura]. Recuperado de https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1616504718302374
Si echamos un ojo, el hábitat de estos animales rodea cultivos intensos de piña, plátano y aceite de palma africana, donde se usan frecuentemente pesticidas que contienen azufre. La exposición al azufre ambiental puede aumentar la disponibilidad de sulfhidrilos en las células, lo que puede favorecer la síntesis de feomelanina en los melanocitos y explicar el cambio de pigmentación.
La compañía Rohm y Haas ha desarrollado una nueva familia de insecticidas más selectivos que los usados con frecuencia, estos se denominan: CONFIRM, INTREPID, y MACH 2.
Es importante recordar que los plaguicidas actúan suprimiendo algún mecanismo biológico importante del organismo al que va dirigido, entre los más conocidos están los organofosfatos y los carbamatos, cuya función es la inhibición de la enzima relacionada con la regulación de la transmisión nerviosa; y la rotenona, cuyos efectos se relacionan con la inhibición de una enzima encontrada en la cadena transportadora de electrones; por el contrario, las diacilhidrazinas consideradas aceleradores de la muda de los insectos (química verde) se utilizan para combatir una hormona esteroide, la 20-hidroxiecdisona (un ecdiesteroide), cuyo efecto interrumpe el proceso de muda de los insectos ocasionándoles la muerte.
“Rohm y Haas utilizan la tebufenocida en el insecticida CONFIRM, esta diacilhidrazina es selectiva para los insectos lepidópteros, es un plaguicida altamente selectivo, con una toxicidad mínima para los organismos a los que no va dirigido, incluidos los insectos no lepidópteros. En presencia de la tebufenocida, el proceso de muda comienza, pero en aquellos momentos del proceso en que los niveles de 20-hidroxiecdisona normalmente disminuirían, la tebufenocida permanece, se altera el proceso de muda y la alimentación no tiene lugar, dando como resultado la muerte. Rohm y Haas emplean la halofenozida, otra diacilhidrazina, en el insecticida MACH2, su modo de acción es similar al de la tebufenocida, sin embargo, se aplica a otros organismos, en concreto los gusanos del césped”.
Siguiendo la línea, se tiene la investigación de Romanelli, Virla, Duchowicz, Gaddi, Ruiz, Bennardi, del Valle y Autino (2010), en el cual proponen otra alternativa para sintetizar pesticidas a partir de derivados flavonoidicos; una síntesis simple, limpia, libre de solventes y con un catalizador reutilizable, como mencionan los autores. La alta selectividad y gran rendimiento con bajos tiempos de reacción hacen de este nuevo camino una muy buena alternativa para la protección de cultivos con bajo impacto. La química verde una vez más se incluye para obtener los mismos beneficios aminorando las consecuencias negativas que un proceso clásico conlleva.
Romanelli, G. (2010). Clean synthesis of flavone derivatives. [Figura]. Recuperado de https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jf100073j
Consideramos que al igual que algunos colegas, la química verde debe tener apoyo político, es decir, que sea regulado para que tenga el impacto que amerita, ya que si es voluntario no habría forma de regular el cambio que esta generaría. Respecto a los pesticidas, existen evidencias de algunos cambios en los procesos, sin embargo aún queda mucho que mejorar, por ejemplo el caso actual que enfrenta la biodiversidad de Costa Rica de los monos aulladores, cuyo cambio fenotípico se atribuye a la contaminación por pesticidas sulfurados, es tan solo alguno de los problemas que quedan por solucionar, por no mencionar el impacto que genera en la población de abejas, entre otros.
Si bien es cierto la química verde es “trending topic” ahora, es necesario dejar el romanticismo de lado y comenzar a analizar críticamente si es realmente cierto tanta belleza. ¿Hasta qué punto es viable el cambio de procesos clásicos a verdes en el contexto industrial en el cual nos desenvolvemos? ¿Son los procesos verdes realmente verdes? Y por último, ¿qué debemos considerar como químicos para que estos procesos sean los nuevos “procesos clásicos” que las industrias adopten?
Creemos que aún nos falta mucho camino por recorrer, pero queda la esperanza de que en un futuro no tan lejano la química verde deje de ser conocida como verde y sea llamada solo “química”. Como dice Paul Anastas, “We’re all in the same boat, and we only have one boat”.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
GALVÁN, Ismael, Alberto Jorge, Francisco Sánchez-Murillo y Gustavo Gutiérrez-Espeleta
2019 “A recent shift in the pigmentation phenotype of a wild Neotropical primate”. Mammalian Biology. Volumen 94, pp. 66-68. Consulta: 25 de marzo de 2019.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1616504718302374
LABER-WARREN, Emily
2010 “Green Chemistry: Scientists Devise New “Benign by Design” Drugs, Paints, Pesticides and More”. Scientific American. Consulta: 1 de abril de 2019.
https://www.scientificamerican.com/article/green-chemistry-benign-by-design/#checkout
ROMANELLI, Gustavo P., Eduardo G. Virla, Pablo R. Duchowicz, Ana L. Gaddi, Diego M. Ruiz, Daniel O. Bennardi, Erlinda del Valle Ortiz y Juan C. Autino
2010 “Sustainable Synthesis of Flavonoid Derivatives, QSAR Study and Insecticidal Activity against the Fall Armyworm, Spodoptera frugiperda(Lep.: Noctuidae)”. Journal of Agriculture and Food Chemistry. Volumen 58 (10), pp. 6290-6295. Consulta: 8 de abril de 2019.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jf100073j
WASILEWSKI, Joan. “Una nueva familia de Insecticidas químicos representada por CONFIRM, agente de control selectivo de orugas, y los agentes relacionados MACH 2 e INTREPID, ofrecen una alternativa “Verde” frente a los insecticidas convencionales más usados”. The University of Scranton. Consulta: 6 de abril de 2019
https://www.scranton.edu/faculty/cannm/green-chemistry/spanish/biochemistrymodule.shtml