IMPACTO DE LA QUIMICA EN LA VIDA COTIDIANA

La química es una ciencia básica que permite conocer el comportamiento de la materia, este conocimiento permite al hombre transformar la materia en su beneficio. Para evaluar las transformaciones químicas que sufre la materia es necesario usar las matemáticas como lenguaje y conocer las leyes de la física; estas dos ciencias son base de la química. El comportamiento químico y la estructura de átomos y moléculas puede moderarse o reproducirse utilizando modelos matemáticos, por lo tanto la química es una ciencia exacta.




Todos los procesos biológicos sin excepción ocurren a través de reacciones químicas, en consecuencia la química es la base de la biología como lo son también la física y las matemáticas. Es importante saber que la química no requiere de la biología para expresarse, aunque lo contrario si ocurre.



La química es una de las ciencias que más capacidad intelectual requiere para comprenderse, el nivel de conceptualización es profundo. Esta ciencia propone continuamente retos intelectuales, al decir ésto es necesario tener en cuenta que no nos referimos a que los químicos tengan que memorizar grandes cantidades de conocimientos. El almacenaje de la información es la función de los libros y las bibliotecas. Un buen químico tiene que desarrollar mas bien características intelectuales de análisis, deductivas y creativas.



La química es considerada en los países desarrollados como la ciencia central, porque tiene una relación directa con el desarrollo económico de las naciones, porque no existe ninguna industria en el planeta que no esté basada en procesos o materiales químicos. La industria química contribuye enormemente a los altos ingresos de los países desarrollados, que exportan intensamente a los países pobres los materiales que fabrican y procesan. El avance industrial y económico van de la mano con la calidad de la enseñanza y de la investigación en química. Uno de los índices del desarrollo de los país es la calidad y el número de graduados en química.



Entre las variadas actividades de los químicos está la exploración para conocer las reglas universales del comportamiento de la materia ya que al entenderlas es posible dominarla. Un ejemplo de ese dominio es la fabricación artificial de los mas exóticos materiales que revolucionarán la manera de vivir del hombre en las próximas décadas.



A los químicos les interesa también saber qué moléculas y materiales existen en el universo, desde las estrellas mas lejanas hasta las profundidades de nuestro planeta. Así como conocer la completísima química que ocurre en los seres vivos, los biólogos recientemente se han interesado por conocer detalladamente los procesos moleculares de la vida, esta comprensión está revolucionando el entendimiento de la biología.



Pero no solamente la contemplación y el entendimiento de la naturaleza preocupa a los químicos, en su trabajo también hay una gran parte de creatividad. Una vez que las leyes de la naturaleza han sido entendidas, los hombres reproducen con sus propias manos los procesos químicos inventando nuevos compuestos y materiales; sobrepasando en atrevimiento a la naturaleza al crear materiales exóticos nunca antes vistos, fármacos que preservan la vida con gran efectividad, nuevos productos químicos para la industria, nuevos materiales para la construcción de objetos, etc.



¿Como ha llegado la humanidad a tal nivel de conocimiento y control de la naturaleza? Los instrumentos electrónicos dedicados al análisis químico y a la exploración y las computadoras han permitido que veamos cada vez mejor lo mas lejano, lo mas pequeño, lo mas escondido, lo mas profundo y lo mas rápido.



Los químicos son los científicos que mas información generan, como se puede apreciar del Chemical Abstract , que es un compendio de resúmenes de todos los artículos científicos en química que se publican en el mundo desde 1907. El año pasado este compendio reseñó más de setecientos mil trabajos y según el libro de Guinnes es el compendio científico más grande del mundo.



Los químicos se dedican también a la construcción de los materiales inteligentes, aquellos que en una situación determinada tienen un comportamiento o específico, por ejemplo una respuesta al calor, a la luz, a la radiofrecuencia, etc. que pueden usarse para construir instrumentos muy avanzados, en vehículos de transporte, o para dar mayor comodidad al hombre, como telas especiales para los vestidos o materiales para sus habitaciones y vehículos. Un ejemplo es el de los vidrios inteligentes que pueden cambiar la captación de la luz de acuerdo a su intensidad y preservar un ambiente agradable.



Entre los materiales que son muy útiles tenemos a los polímeros que pueden tener muy diversas propiedades físicas y químicas; los hay que pueden ser muy ligeros pero tan fuertes como un metal, otros que pueden resistir altas temperaturas, otros que pueden resistir a la fricción y substituir a los componentes metálicos de los motores, otros que no son inflamables, otros que son resistentes a los disolventes, otros que tienen las características ideales para fabricar prótesis, etc. Un ejemplo claro de su aplicación lo tenemos en los automóviles modernos, los aviones, los barcos, la ropa, los muebles, los objetos para deportistas y otros más. Evidentemente, el conocimiento químico básico permite aportar estrategias para la construcción de estos materiales, sin ese conocimiento ello sería imposible. En el futuro se construirán materiales cada vez más perfectos y cada vez más útiles para tareas complicadas; recordemos por ejemplo a las fibras ópticas, que permitirán que todos los teléfonos, los televisores y las computadoras se conecten en redes gigantescas con una alta calidad de desempeño. Por ejemplo, para conectar de esta manera a Europa y a Estados Unidos se requerirá únicamente de un pequeño cable tal vez no mayor de un centímetro de diámetro. Otra ilustración de lo anterior son los cristales líquidos que permiten que las computadoras y televisores sean cada vez mas pequeños y delgados y que puedan ser en este momento del tamaño de un pequeño directorio telefónico. Los televisores del tamaño de un reloj de pulsera serán perfectamente posibles en muy poco tiempo.



Se ha reportado la construcción de electrodos pequeños de silicio que, montados en una especie de cepillo pequeñísimo, puede ser el substituto de un ojo, pues insertados en el cortex visual permiten que por impulsos eléctricos generen imágenes en el cerebro y que los ciegos puedan ver. Este dispositivo tendría que estar acoplado a una cámara de televisión que estaría en un ojo artificial. El que esto pueda convertirse pronto en un método de visión artificial accesible a los invidentes depende de que tan pequeño y con que eficiencia se pueda construir toda la prótesis. Esto a su vez dependerá de la calidad de los materiales que los químicos puedan construir.



La investigación en química tiene una incidencia fuerte sobre la salud, a través del entendimiento de los procesos moleculares de todas las funciones vitales, del desarrollo de la bioquímica, de la fisiología y farmacología y del diagnóstico clínico. Es la investigación en esta ciencia la que permite la elaboración de materiales de curación y de prótesis, mencionemos por ejemplo la importancia de los materiales odontológicos, de los corazones y de los riñones artificiales, de los materiales de cirugía, de los nuevos polímeros inorgánicos que permiten reparar inmediatamente las fracturas de los huesos y que permiten a los afectados recuperar su vida normal unas horas después de la curación.



En medicina el trabajo de los químicos ha tenido siempre un gran impacto, el desarrollo de fármacos es un buen ejemplo de la actividad continua que requiere de un esfuerzo permanente, pues los medicamentos actuales están lejos de ser perfectos, es necesario producir continuamente mas y mejores substancias que sean mas eficaces y selectivas y que carezcan de efectos tóxicos o laterales. Recordemos también que existen muchas enfermedades para las cuales no existen medicamentos, entre ellas muchas de las que aquejan a los países subdesarrollados como las parasitosis, o las nuevas enfermedades virales como el sida, el ébola, la encefalitis de las vacas, etc. y aún persisten enfermedades muy antiguas como el cáncer, cuyo tratamiento eficaz sigue siendo un reto. Aquí, el trabajo de los químicos es fundamental, desde el diseño del fármaco, su síntesis y después su producción industrial. Para ello ejércitos de investigadores trabajan en los grandes laboratorios farmacéuticos para producir miles de substancias nuevas que son probadas para encontrar aquellas que tienen el efecto correcto. Conviene mencionar que para hallar una substancia útil es necesario construir de dos a diez mil moléculas en promedio. A estas alturas del siglo es fundamental continuar con la investigación en el desarrollo de nuevos medicamentos, nuevos materiales de curación, nuevos métodos de diagnóstico, etc.



La producción de alimentos depende de la investigación química que ha permitido desarrollar fertilizantes, disminuido las plagas con insecticidas, feromonas y/o con el control de sus sistemas de autodefensa. Además, esta investigación ha mejorado el crecimiento de animales y plantas con el uso de hormonas y reguladores del crecimiento. Ha permitido el reconocimiento químico de los ciclos biológicos y de la fotosíntesis, el proceso mas importante del planeta para captar la energía solar. Sin este trabajo de los químicos sería imposible alimentar a la población mundial cercana ya a los seis mil millones de habitantes. Los químicos se esfuerzan dentro de gigantescos equipos de investigación por buscar mejores soluciones para incrementar la producción alimentaría con la menor contaminación posible. Es cierto que los métodos utilizados en el pasado para el control de plagas no han sido siempre perfectos y a veces han resultado problemas laterales con el uso de biocidas, pero todos estos problemas se han ido superando con la investigación y con el entendimiento cada vez mas fino de las comunicaciones químicas que existen entre los insectos, entre las plantas y entre las plantas y los insectos. Esto ha abierto un campo de investigación nuevo, que requiere métodos de trabajo extraordinariamente delicados pero que permitirá mayor control en el futuro de la naturaleza, por métodos cada vez menos agresivos y mas efectivos.



La química tiene un impacto fundamental en la calidad de vida en la humanidad y está íntimamente relacionada con las fuentes de energía, su producción y su control. Se sabe que en los Estados Unidos alrededor del 90% de la energía que se consume proviene todavía de fuentes químicas. En general, en los países desarrollados prácticamente todos los materiales provienen de procesos químicos industriales dependientes de fuentes de energía.



Dado que la energía no está todavía disponible en cantidades infinitas en este momento para la humanidad, es necesario trabajar para que todas las transformaciones industriales se efectúen con un costo mínimo de energía, reduciendo además los subproductos de la combustión. Un ejemplo muy cercano a nosotros es el uso del automóvil, la energía que necesita y la contaminación que produce. La mayor cantidad de energía se gasta en el transporte del automóvil mismo porque suele ser muy pesado, existe un gran esfuerzo de investigación para tener prototipos de automóviles cada vez menos pesados, esto se logra construyéndolos con materiales cada vez mas ligeros pero de gran resistencia. Muchas piezas que antiguamente eran metálicas hoy son de polímeros de alta dureza y no inflamables o de cerámicas duras, diseñadas especialmente para resistir al desgaste y para substituir a las piezas que requieren mayor esfuerzo. Por otro lado, los motores tienen que ser diseñados para que la combustión sea perfecta y con el máximo aprovechamiento de la energía. Es necesario trabajar también en el diseño de un buen combustible que se adapte al motor, que dé un alto rendimiento, que no produzca mucho desgaste y que los gases que elimine no sea tóxicos. Para ayudar a disminuir la contaminación es necesario poner en la salida de los gases, catalizadores que conviertan fácilmente los residuos tóxicos en gases inocuos. Es necesario diseñar también polímeros cada vez mas resistentes para fabricar los neumáticos que deben además de ser resistentes, tener las características de adhesión al camino apropiadas para un gasto menor de energía. Esto también va relacionado con un diseño correcto del concreto que deberá permitir que los automóviles se desplacen suavemente y con buena adherencia. En estos días el proyecto de producir automóviles de contaminación cero es uno de los mas importantes para los pobladores de las grandes urbes. Lo que acabamos de mencionar para los automóviles es aplicable a cualquier proceso industrial que analicemos, pues siempre serán susceptibles de ser mejorados para tener menor gasto de energía y menor contaminación. En nuestra vida diaria requerimos de muchos materiales que son producidos industrialmente en grandes reactores a temperaturas muy elevadas y con gastos de energía enormes. Para disminuir las temperaturas de trabajo y la energía utilizada, los químicos han sabido utilizar los conocimientos científicos para producir catalizadores, que son substancias que aceleran las reacciones químicas permitiendo que ocurran a menor temperatura y con un gran ahorro de energía. En el mundo biológico esta clase de substancia se conoce como enzimas y a ellas se debe que los procesos químicos dentro del organismo requieran de muy poca energía y sean absolutamente eficientes. Un ejemplo es la combustión de substancias orgánicas que cuando ocurre en el mundo exterior produce un gran desprendimiento de calor y la temperatura sube tanto que si hay seres vivos cercanos a esta oxidación incontrolado pueden sufrir graves daños o morir. Pero la misma reacción de combustión, cuando ocurre en el interior de los seres vivos, es su fuente de energía, en ellos es controlada por las enzimas y la temperatura nunca se eleva a niveles peligrosos. El desarrollo de catalizadores es muy importante para el desarrollo industrial pues permite al realización de reacciones selectivas con altos rendimientos y muy bajo costo. Este es un campo que requiere una continua investigación y que es realizada cada vez con mayor profundidad científica y en el que cada vez se tiene mayor control.



Hay una confusión en el gran público en la identificación de las causas del deterioro ambiental, ya que las personas mal informadas lo atribuyen a la química, a los químicos o a las substancias químicas. Prueba de ello es el uso abusivo y peyorativo de la palabra químico que se usa ampliamente en los medios informativos para denominar substancias tóxicas en un ambiente. Esta confusión es muy grave porque incluso algunos movimientos ecologistas mal informados tienden a distorsionar la opinión Pública al respecto. Sin duda el deterioro ambiental se debe a la sobrepoblación, a la necesidad urgente de producir enormes cantidades de alimentos, al exceso del uso de combustibles orgánicos, a la destrucción de las selvas y bosques para tener mas áreas cultivables, a la existencia de industrias anticuadas, mal construidas y mal administradas. Pero la causa mas importante del deterioro ambiental es la ignorancia. Muchas industrias contaminan innecesariamente porque usan sistemas muy primitivos, por ignorancia o por falta de ética. El papel de los químicos en esta situación es el de trabajar para mejorar los procesos donde se genera la contaminación y aconsejar correctamente a los industriales para evitarla y trabajar para que los problemas de la contaminación sean explicados correctamente enfocando bien sus causas. Es necesario insistir en que los seres vivos estamos formados de una enorme cantidad de substancias químicas, que respiramos, comemos y eliminamos substancias químicas y que no necesariamente una substancia extraña es nociva, especialmente si es usada correctamente, un ejemplo de substancias extrañas que pueden ser benéficas es la de los medicamentos.