Química: una ciencia para el siglo XXI

Química: una ciencia para el siglo XXI

La química es el estudio de la materia y los cambios que ocurren en ella. Es frecuente que se le considere como la ciencia central, ya que los conocimientos básicos de química son indispensables para los estudiantes de biología, física, geología, ecología .y muchas otras disciplinas. De hecho, la química es parte central de nuestro estilo de vida; a falta de ella, nuestra vida sería más breve en lo que llamaríamos condiciones primitivas, sin automóviles, electricidad, computadoras, discos compactos ni muchas otras comodidades modernas.

Aunque la química es una ciencia antigua, sus fundamentos modernos se remontan al siglo XIX, cuando los adelantos intelectuales y tecnológicos permitieron que los científicos separaran sustancias en sus componentes y, por lo tanto, explicaran muchas de sus características físicas y químicas.

En este principio del siglo XXI conviene preguntarse qué función tendrá la ciencia central en esta centuria. Es casi indudable que la química mantendrá una función fundamental en todas las áreas de la ciencia y la tecnología.

Salud y medicina

Tres logros importantes en el siglo xx han permitido la prevención y tratamiento de enfermedades. se trata de medidas de salud pública que establecieron sistemas sanitarios para proteger a numerosas personas contra enfermedades infecciosas; la cirugía con anestesia, que ha posibilitado a los médicos para curar enfermedades posiblemente mortales, como la apendicitis, y el advenimiento de vacunas y antibióticos, que hicieron factible la prevención

de enfermedades causadas por microorganismos.

Muchos otros padecimientos, como cáncer, enfermedades

cardiacas, SIDA y artritis, resultan hasta cierto punto de alteraciones de uno o

más genes relacionados con los sistemas de defensa del organismo.

. En la terapia génica se inserta un gen sano específico en las células del paciente para curar o aminonu: esos trastornos. A fin de ejecutar esos procedimientos, el médico debe tener conocimientos sólidos

de las propiedades químicas de los componentes moleculare,s implicados.

Los químicos de la industria farmacéutica investigan fármacos potentes con pocos o nulos

efectos adversos para el tratamiento del cáncer, SIDA y muchas otras enfermedades, además

de fármacos para aumentar el número de trasplantes exitosos de órganos.

Energía y ambiente

La energía es un producto secundario de muchos procesos químicos, y al continuar el aumento

en su demanda, tanto en países industrializados, entre ellos Estados Unidos, como en naciones en vías de desarrollo, como China, los químicos intentan activamente encontrar

nuevas fuentes de energía. En la actualidad, las principales fuentes de energía son los combustibles

fósiles (carbón, petróleo y gas natural). Las reservas estimadas de estos combustibles

durarán otros 50 a 100 años con el ritmo actual de consumo, por lo que es urgente

encontrar fuentes alternas.

La energía solar al parecer es una fuente viable de energía para el futuro. Cada año, la

superficie terrestre recibe de la luz solar alrededor de 10 veces la energía contenida en todas

las reservas conocidas de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinadas. Sin embargo,

gran parte de esa energía se "desperdicia" al reflejarse hacia el espacio exterior. En

los últimos 30 años, las intensas actividades de investigación han mostrado que la energía

solar puede aprovecharse con efectividad de dos maneras. Una de ellas es su conversión directa

en electricidad mediante el uso de dispositivos llamados celdas fotovoltaicas. La otra

consiste en usar la luz solar para obtener hidrógeno a partir del agua. Luego, el hidrógeno

alimenta a una celda combustible para generar electricidad.. Sin embargo, se ha predicho

que para el año 2050 la energía solar satisfará más de 50% de las necesidades energéticas.

Otra posible fuente de energía es la fisión nuclear, si bien el futuro de la industria nuclear

en Estados Unidos y otros países es incierto a causa de preocupaciones ambientalistas

sobre los desechos radiactivos de los procesos de fisión. Los químicos pueden ayudar en

el mejoramiento del destino final de los desechos nucleares. La fusión nuclear, el proceso

que ocurre en el sol y otras estrellas, genera enormes cantidades de energía.sin producir muchos

desechos radiactivos peligrosos.

La producción y utilización de la energía se relacionan estrechamente con la calidad del

ambiente. El uso de automóviles eficientes en el consumo de combustibles

y de convertidores catalíticos más efectivos debe pennitir una reducción considerable

de las emisiones automotrices nocivas y el mejoramiento de la calidad de la atmósfera en las

áreas con tránsito vehicular intenso. Además, debe aumentar el uso de automóviles eléctricos

equipados con baterías duraderas y de automóviles híbridos, alimentados por baterías y gasolina,

lo que ayudará a minimizar la contaminación atmosférica

Materiales y tecnología

en el siglo xx han generado nuevos materiales

con efecto de mejoramiento profundo de la calidad de vida y han ayudado a mejorar la

tecnología de diversas maneras.

Unos cuantos ejemplos son lbs polímeros (incluidos el caucho

y el nailon), la cerámica (como la que se usa en utensilios de cocina), los cristales líquidos

(como los de las pantallas electrónicas), los adhesivos (como los usados en notas

adherentes) y los materiales de recubrimiento (por ejemplo, las pinturas de látex).

La electricidad se conduce por cables de cobre, que

no son conductores perfectos. Por consiguiente, casi 20% de la energía eléctrica se pierde

en forma de calor entre la planta generadora de electricidad y los hogares u oficinas, lo que

constituye un desperdicio enorme.

Los superconductores son materiales desprovistos de resistencia

eléctrica, y por lo tanto conducen la electricidad sin pérdida de energía. Aunque el

fenómeno de la superconductividad a temperaturas muy bajas (más de 400 grados Fahrenheit

por debajo del punto de congelación del agua)

Si fuera necesario mencionar un adelanto tecnológico que ha conformado nuestras vidas

más que ningún otro, habría que señalar a las computadoras. El "motor" que impulsa la

revolución de las computadoras es el microprocesador -el diminuto chip de silicio que ha

servido de base para numerosas invenciones, como las computadoras portátiles.

En el futuro,los científicos empezarán a explorar las perspectivas de la "computación molecular es decir, la sustitución del silicio con moléculas. Las ventajas radican en que puede lograrse que ciertas moléculas respondan a la luz, no a los electrones, con lo que se tendrían. Otra posible fuente de energía es la fisión nuclear, si bien el futuro de la industria nuclear en Estados Unidos y otros países es incierto a causa de preocupaciones ambientalistas sobre los desechos radiactivos de los procesos de fisión

El uso de automóviles eficientes en el consumo de combustibles

y de convertidores catalíticos más efectivos debe pennitir una reducción considerable

de las emisiones automotrices nocivas y el mejoramiento de la calidad de la atmósfera en las áreas con tránsito vehicular intenso. Además, debe aumentar el uso de automóviles eléctricos equipados con baterías duraderas y de automóviles híbridos, alimentados por baterías y gasolina, o que ayudará a minimizar la contaminación atmosférica.

Alimentos y agricultura

En países pobres, casi 80% de la fuerza

laboral se dedica a la producción agrícola y la mitad del presupuesto familiar promedio

se gasta en alimentos.

Los factores que afecta a la producción agrícola son la riqueza del suelo, los insectos y enfermedades

que dañan a los cultivos, y otras plantas que compiten por los nutrientes. Además

de la irrigación, los agricultores recurren a fertilizantes y plaguicidas para mejorar la

productividad de sus cultivos.

Es frecuente que tales medidas hayan tenido efectos nocivos graves en

el ambiente. Inclusive el uso excesivo de fertilizantes es dañino para el suelo, el agua y la

atmósfera. Se ha demostrado ya que con la biotecnología es posible

obtener cultivos más abundantes y de mejor calidad. Estas técnicas se han aplicado a

muchos productos agrícolas, no sólo para mejorar su producción, sino también para obtener

más cosechas anuales. Los investigadores también han encontrado la forma de prevenir la reproducción de

las plagas de insectos. Los insectos se comunican entre sí al emitir moléculas especiales,

llamadas feromonas, ante las cuales reaccionan

1.2 El estudio de la química

En comparación con otras disciplinas, es habitual la idea de que la química es más difícil,

al menos en el nivel básico. Dicha percepción se justifica hasta cierto punto; por ejemplo,

es una disciplina con un vocabulario muy especializado.

En las conversaciones cotidianas, se escuchan palabras relacionadas

con la química, si bien no necesariamente usadas en el sentido científicamente

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