Moléculas a reacción

Blog de divulgación del Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea

¿Existe Israel gracias a la acetona?

José I. García Laureiro, ISQCH

No, no me he vuelto loco (todavía). La acetona jugó probablemente un papel clave en la creación del moderno estado de Israel. Y la pista está en quien fue su primer presidente electo, allá por 1949: Jaim Weizmann, un destacado químico de origen ruso a quien el imperio británico estaba especialmente agradecido.

Jaim Weizmann (Foto: Mendelson Hugo, 03/26/1949, Licencia Creative Commons)

Jaim Weizmann
(Foto: Mendelson Hugo, 03/26/1949, Licencia Creative Commons)

Para entender el origen de ese agradecimiento, debemos concentrarnos en nuestra pequeña molécula protagonista de hoy: la acetona. Seguramente la mayoría de nosotros asociamos rápidamente la acetona al típico olor penetrante del quitaesmalte de uñas, donde se emplea como disolvente. En la actualidad, aparte de sus múltiples usos como disolvente, la acetona se emplea también para la fabricación de plásticos tan útiles por su dureza, resistencia y transparencia como el metacrilato o los policarbonatos. La producción anual de acetona supera ampliamente los 6 millones de toneladas.

Sección de un proyectil de artillería, donde puede verse el propelente a base cordita (Licencia: Dominio Público)

Sección de un proyectil de artillería, donde puede verse el propelente a base de cordita
(Licencia: Dominio Público)

Como disolvente se empleaba, hacia finales del siglo XIX para fabricar la cordita, un tipo de “pólvora sin humo”. Entre los inconvenientes de la pólvora clásica, que se empleaba como propelente de proyectiles, tanto de artillería como de fusilería, se encontraba el de la gran cantidad de humo que producía su deflagración. Diversas mezclas de nitroglicerina y nitrocelulosa se postularon como sustitutos de la pólvora para estas aplicaciones. El propio Alfred Nobel patentó una de estas combinaciones. En Gran Bretaña se patentó una mezcla de nitroglicerina, nitrocelulosa y vaselina que, disuelta en acetona, podía extruirse a través de un orificio para dar un explosivo en forma de cordel, al que bautizaron con el poco imaginativo nombre de cordita. Por cierto, de la explosiva relación entre el prefijo “nitro” y las aplicaciones de los compuestos que lo llevan en su nombre, ya hablamos en otro post. Como veis, la acetona era un compuesto estratégico para la industria de la guerra. ¿Y de dónde salía la acetona en aquella época? Pues fundamentalmente de la destilación seca de sales del ácido acético, fundamentalmente acetato de calcio. De hecho, el propio nombre “acetona”, significa “que proviene del acético”.

Obtención de acetona por destilación seca de acetato de calcio (Fuente: elaboración propia)

Obtención de acetona por destilación seca de acetato de calcio
(Fuente: elaboración propia)

Alemania era uno de los principales proveedores de acetato de calcio que tenía Inglaterra, así que no es de extrañar que, tras estallar la Primera Guerra Mundial, hubiera pronto una escasez de acetona que comprometía la fabricación de cordita. Es en este momento de nuestra historia en el que aparece Weizmann. Aunque era ruso de origen, tras formarse en Alemania y Suiza, verdaderas potencias mundiales de la química a comienzos del siglo XX, se trasladó a Inglaterra, donde obtuvo una plaza de profesor en la Universidad de Manchester y, en 1910, la ciudadanía británica. Weizmann estaba trabajando en un proceso de fermentación del almidón provocado por bacterias. A diferencia de la fermentación alcohólica clásica de azúcares por levaduras, que da lugar a etanol, Weizmann aisló una bacteria, bautizada como Clostridium acetobutylicum, que daba lugar a una mezcla de acetona, butanol y etanol en proporciones 3:6:1.

Bacterias de la clase Clostridia, a la que pertenece la Clostridium acetobutylicum (Licencia: Dominio Público)

Bacterias de la clase Clostridia, a la que pertenece la Clostridium acetobutylicum
(Licencia: Dominio Público)

En principio, Weizmann estaba más interesado en el butanol, para su utilización en la fabricación de caucho sintético. Sin embargo, cuando se produjo la escasez de acetona, el proceso ABE, que es como se conoce a esta fermentación, por las siglas de los compuestos que se obtienen, apareció como una alternativa a la destilación de acetatos que no sufría dependencia exterior, ya que el producto de partida era almidón procedente de las cosechas de cereales. El propio Lord del Almirantazgo, a la sazón un tal Winston Churchill, y el ministro de municiones, David Lloyd George, quien poco más tarde se convirtió en Primer Ministro, le instaron a desarrollar el proceso para una producción a escala masiva. De esta forma, se pudieron obtener a lo largo de la guerra unas 30.000 toneladas de acetona mediante el proceso ABE. Por estos hallazgos, Jaim Weizmann es considerado también como el padre de las fermentaciones industriales.

Este éxito le valió a Weizmann, quien ya por entonces era un destacado miembro del movimiento sionista, el puesto de director de los laboratorios del Almirantazgo Británico y, lo que resultó mejor para sus aspiraciones como sionista, unas excelentes relaciones políticas que le ayudaron a conseguir el apoyo de Gran Bretaña para la creación de un estado judío en Palestina, sobre todo tras aprobar la Sociedad de Naciones en 1920 el Mandato británico sobre Palestina. Una de las primeras cosas que hizo al trasladarse a la zona fue crear, en 1934, un instituto de investigación de ciencias en la ciudad de Rejovot, cercana a Tel-Aviv, porque creía sinceramente que el desarrollo de la ciencia traería paz y prosperidad a la región. Sin comentarios. Actualmente, el instituto lleva su nombre.

¿Qué pasó con el proceso ABE? Tras la Segunda Guerra Mundial, el auge logrado por la industria petroquímica prácticamente barrió del mapa todos los procesos basados en otras fuentes. Con un petróleo barato, se desarrollaron procesos capaces de producir cualquier tipo de compuesto orgánico, como la acetona o el ácido acético, a partir de petróleo. En concreto, la acetona se produce actualmente a partir de propeno, un primo cercano de nuestro conocido gas propano de las calefacciones. No deja de tener cierta ironía histórica que los países que controlan el precio y la producción mundial del petróleo, que acabó con la viabilidad económica del proceso de Weizmann, sean los mismos que quieren acabar también con el estado que ayudó a fundar y que llegó incluso a presidir. Pero la ciencia, al contrario que los caprichosos vaivenes de la geopolítica, permanece…

EL RINCÓN DE PENSAR (Y REPASAR) UN RATO

Sí, la ciencia permanece y las cosas que un día se aparcan por circunstancias económicas, siguen funcionando igual de bien cuando esas circunstancias cambian. En un mundo con una previsible escasez de petróleo en un futuro no tan lejano o con precios que pueden llegar a ser insoportables en algunos momentos, la investigación debe volver sus ojos de nuevo a las materias primas renovables. Y el proceso ABE ha ganado de nuevo interés en los últimos años como posible fuente de butanol, un excelente biocombustible, superior al etanol como sustituto de la gasolina. La biotecnología industrial, de la que forman parte las fermentaciones, y que no es un invento precisamente de ayer mismo, también está experimentando un fuerte empuje para abordar el tratamiento de biomasa a gran escala, con el fin de obtener todo tipo de materiales sustitutivos de los que actualmente empleamos, como son los bioplásticos. Y nuestra querida catálisis (sea bio- o quimio-) está en el centro de todos estos procesos. En esto no se equivocó Weizmann: la investigación científica es un bien estratégico que no debemos dejar de lado nunca, aunque parezca que las “circunstancias económicas” no permiten otra alternativa.


Más información:


 

CARNAVALQUIMICAXLIII

Este artículo participa en el XLIII Carnaval de Química – Edición Tc – alojado en el blog “Ciencia de la Vida” de @Biogeocarlos.

Acerca de isqch

El Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea (ISQCH) es un instituto de investigación química mixto entre el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Zaragoza.

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