Revista Colombiana de Química

Integración de la química verde en el currículo educativo: un enfoque sostenible

Resumen La educación es uno de los principales Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) para avanzar en los cambios que requiere la humanidad. El objetivo del presente articulo es estudiar la integración de la química verde en el curriculo educativo como un mecanismo para avanzar en el desarrollo sostenible. Metodológicamente, el estudio consistió en una revisión teórica de diversas fuentes bibliográficas que abordan la importancia de cambiar el diseño curricular en los diferentes niveles educativos de las naciones. Los hallazgos apuntaron a que existe una necesidad de realizar transformaciones educativas para fortalecer el desarrollo de los principios de la química verde que contribuyan al cuidado del ambiente y a generar una conciencia social para dar respuesta a los desafios de la sostenibilidad. Entre las conclusiones más importantes se encuentra que la química verde se ha venido integrando en diversos campos universitarios; sin embargo, se requiere aumentar su difusión y aplicación en otros niveles educativos para fortalecer el enfoque de la sostenibilidad en el desarrollo de una sociedad comprometida con el bienestar de las generaciones futuras.

Abstract Education is one of the main Sustainable Development Goals (SDG) to advance in the changes required by humanity. The objective of this article is to study the integration of green chemistry in the educational curriculum as a mechanism for the development of the sustainable approach. Methodologically, the study consists of a theoretical review of various bibliographic sources in which the importance of changes in the curricular design of educational levels in nations is highlighted. The findings pointed out that there is a need to insert educational transformations to advance in the development of the principles of green chemistry, contributing to the care of the environment and social awareness to respond to the challenges of sustainability. Among the most important conclusions we highlight that integration has been developing in various university fields. However, it is necessary to increase its dissemination and application in other educational levels to strengthen the focus of sustainability in the development of a society committed to the well-being of future generations.

Educación química para la sostenibilidad en áreas residenciales: mitigación de desechos peligrosos y promoción de un entorno ambientalmente seguro

Resumen El principal propósito de esta investigación fue estudiar la importancia de la educación química para la sostenibilidad en áreas residenciales, donde es necesario generar menos desechos peligrosos para promover un entorno ambientalmente seguro[cite: 13]. La metodología utilizada fue una revisión sistemática mediante la búsqueda actualizada en Dialnet y Google Académico de artículos científicos en idioma español, asociados a los descriptores de la investigación[cite: 14]. En los resultados se resalta la importancia de la educación química para la sostenibilidad en la consecución de un entorno ambientalmente seguro, también se logran reconocer compuestos químicos que se generan en las áreas residenciales y los desechos peligros que surten efectos nocivos en las poblaciones urbanas[cite: 15]. En las conclusiones se destaca la necesidad de promover una educación en el campo de la química bajo los objetivos del desarrollo sostenible (ODS) 3 y 4 que proponen la protección de la salud y el ambiente en las áreas residenciales, así como la educación de calidad para lograrlo[cite: 16]. Las prácticas de identificación y manejo adecuado de desechos químicos peligrosos, siendo eficientes, inciden en la calidad de vida de los ciudadanos, garantizando áreas residenciales ambientalmente seguras[cite: 17].

Abstract The main purpose of this research was to study the importance of chemical education for sustainability in residential areas, where it is necessary to generate less hazardous waste to promote a safe environment[cite: 18]. The methodology used was a systematic review through an updated search in Dialnet and Google Scholar of scientific articles in Spanish, associated with the research descriptors[cite: 19]. The results highlight the importance of chemical education for sustainability in achieving a safe environment, an also recognize chemical compounds that are generated in residential areas and hazardous waste that have harmful effects on urban populations[cite: 20]. The conclusions highlight the need to promote education in the field of chemistry under the Sustainable Development Goals (SDG) 3 and 4 that propose the protection of health and the environment in residential areas, as well as quality education to achieve this[cite: 21]. The practices of identification and proper management of hazardous chemical waste, being efficient, impact the quality of life of citizens, guaranteeing environmentally safe residential areas[cite: 22].

Resumo O principal objetivo desta pesquisa foi estudar a importância da educação química para a sustentabilidade em áreas residenciais, onde é necessário gerar menos resíduos perigosos para promover um ambiente seguro[cite: 23]. A metodologia utilizada foi uma revisão sistemática por meio de busca atualizada no Dialnet e Google Acadêmico de artigos científicos em espanhol, associados aos descritores de pesquisa[cite: 24]. Os resultados destacam a importância da educação química para a sustentabilidade na obtenção de um ambiente seguro. Eles também identificam compostos químicos gerados em áreas residenciais e resíduos perigosos que têm efeitos nocivos em populações urbanas[cite: 25, 26]. As conclusões destacam a necessidade de promover a educação na área da química no âmbito dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 3 e 4, que propõem a proteção da saúde e do meio ambiente em áreas residenciais, bem como uma educação de qualidade para atingir esse objetivo[cite: 27, 28]. Práticas eficientes para identificar e gerenciar adequadamente resíduos químicos perigosos impactam a qualidade de vida dos cidadãos ao garantir áreas residenciais ambientalmente seguras[cite: 29].

Promoviendo la educación sobre sustancias químicas y su impacto en el ambiente: un enfoque para la salud humana

Resumen En el planeta tierra existen sustancias químicas que resultan de procesos químicos intencionados, artificiales o sintéticos. Aminorar sus efectos sobre los ecosistemas y sobre la salud humana constituye un reto importante para la sociedad actual, especialmente en la región latinoamericana. El objetivo de este estudio fue revisar la importancia de promover la educación sobre las sustancias químicas y su impacto en el ambiente y en la salud humana. La investigación está basada en una revisión sistemática de bibliografía científica asociada a la educación para el manejo de sustancias químicas en Latinoamérica, entre los años 2019 y 2024. Se consideraron tres temas principales: educación sobre sustancias químicas, sustancias químicas y ambiente, y determinantes de la salud humana. Desde los resultados investigativos se infiere que es preciso elevar desde la educación los niveles de conciencia social para que las personas usen de forma pertinente, eficaz y efectiva las sustancias químicas.

Abstract There are chemical substances on planet Earth that result from intentional, artificial or synthetic chemical processes. Reducing their effects on ecosystems and human health is an important challenge for today's society, especially in Latin America. The objective of this study was to review the importance of promoting education about chemical substances and their impact on the environment and human health. This research is based on a systematic review of scientific literature associated with education in the management of chemical substances in Latin America, between the years 2019 and 2024. Three main topics were considered: Chemical substances education, chemical substances and environment, and determinants of human health. From the research results, it is inferred that it is necessary to raise, through education, the levels of social awareness for people to use chemical substances in a pertinent, efficient and effective way.

Resumo No planeta Terra existem substâncias químicas que resultam de processos químicos intencionais, artificiais ou sintéticos. A redução dos efectos nos ecossistemas e na saúde humana constitui um desafio importante para a sociedade atual, especialmente na região latino-americana. O objetivo deste estudo foi revisar a importância da promover a educação sobre substâncias químicas e seu impacto no meio ambiente e na saúde humana. A pesquisa baseia-se em uma revisão sistemática da literatura científica associada à educação em gestão de substâncias químicas na América Latina, entre os anos de 2019 e 2024. Foram considerados três temas principais, educação sobre substâncias químicas, substâncias químicas e meio ambiente, e determinantes da saúde humana. A partir dos resultados da pesquisa infere-se que é necessário elevar, por meio de educação, os níveis de consciência social para que as pessoas utilizem as substâncias químicas de forma pertinente, eficiente e eficaz.

Simulación de estructura electrónica y estados excitados del sistema molecular clorofila-A

Abstract A system of six chlorophyll-A molecules (Ch-A-6) was studied by quantum chemical modeling methods using density functional theory and its non-local approximations. Theoretical modeling of the spatial structure, electronic levels, distribution of effective charges on atoms and excited states was carried out simultaneously with interpretation of experimental optical absorption spectra of chlorophyll-A in solution with diethyl ether. Analysis of electronic structure and atomic nuclei by Mulliken methods allowed to establish the nature of the bond between chlorophyll-A molecules within the system. The effect of Mg coordinate position in the formation of bands in calculated absorption spectra was studied. According to the calculations, excited states are caused by transitions from within each chlorophyll fragment. Transitions of mixed molecular orbitals can also be detected. A final analysis of non-covalent interactions showed the presence of a high degree of hydrogen bonds and strong Van der Waals interactions.

Resumen Un sistema compuesto por seis moléculas de clorofila-A (Ch-A-6) fue estudiado a partir de métodos de simulación de química cuántica mediante la teoría funcional de la densidad y su aproximación de forma no local. La simulación teórica de la estructura espacial, la configuración electrónica y la distribución de cargas efectivas en átomos y en estados excitados se llevaron a cabo simultáneamente con la interpretación de espectros ópticos de clorofila-A en solución con etoxietano. El análisis de la estructura electrónica y de los núcleos atómicos mediante métodos Mulliken permitió establecer la naturaleza del enlace entre las moléculas de clorofila-A dentro del sistema. Se estudió el efecto de la posición del magnesio (Mg) en espectros de absorción simulados. Según los cálculos, los estados excitados son causados por transiciones dentro de cada fragmento de clorofila. También se detectaron otras transiciones entre orbitales moleculares. El análisis de interacciones no covalentes mostró la presencia de un alto grado de enlaces de hidrógeno y fuertes interacciones de Van der Waals.

Resumo Um sistema composto por seis moléculas de clorofila-A (Ch-A-6) foi caracterizado em simulação física quântica usando a teoria do funcional da densidade e sua aproximação não local. A simulação da estrutura espacial, da configuração eletrônica e da distribuição de cargas efetivas nos átomos e nos estados excitados foi realizada simultaneamente, com interpretação dos espectros ópticos da clorofila-A em solução em etoxietano. A análise da estrutura eletrônica e dos núcleos atômicos usando métodos Mulliken permitiu estabelecer a natureza da ligação entre as moléculas de clorofila-A dentro do sistema. O efeito da posição do magnésio (Mg) nos espectros de absorção simulados foi estudado. De acordo com os cálculos, os estados excitados são causados por transições dentro dos fragmentos, outras transições entre orbitais moleculares também foram detectadas. A análise das interações não covalentes mostrou a presença de um alto grau de ligações de hidrogênio e fortes interações de Van der Waals.

Metrostat: desarrollo de potenciostato asequible con Arduino para experimentos electroquímicos

Resumen Este artículo explica el proceso de diseño, construcción y evaluación del Metrostat, un potenciostato de bajo costo con Arduino para estudios electroquímicos. Para evaluar la relación costo-eficiencia, el Metrostat se comparó con un dispositivo comercial y con los dispositivos elaborados en otras investigaciones. También se realizaron experimentos de voltametría de barrido lineal, voltametría cíclica, polarización y cronoamperometría para evaluar el rendimiento del potenciostato. El equipo mostró una resolución en el potencial de 0,152 mV y en la corriente de 1,52 µA, comparables a los de un dispositivo comercial. La separación de las ramas en voltametría cíclica aumentó con la velocidad de barrido, en concordancia con la bibliografía consultada. Se obtuvieron voltamogramas cíclicos para la oxidación de ácido ascórbico a las concentraciones 2, 4 y 6 mM y curvas de polarización para la corrosión de acero al carbono similares a las reportadas en la bibliografía consultada. En cronoamperometría, se observó una relación lineal entre la corriente y la concentración de glucosa. Los resultados demuestran que el Metrostat tiene un rendimiento y sensibilidad comparables a los equipos comerciales a un precio considerablemente menor, esto lo convierte en una herramienta viable y eficiente para estudios electroquímicos en diversos campos como la química analítica, la ciencia de materiales y la bioquímica.

Abstract This paper explains the process of designing, building and evaluating the Metrostat, a low-cost Arduino-based potentiostat for electrochemical studies. To evaluate the cost-effectiveness, the Metrostat was compared with a commercial device and with devices developed in other researches. Linear sweep voltammetry, cyclic voltammetry, polarization and chronoamperometry experiments were also performed to evaluate the performance of the potentiostat. The equipment showed a potential resolution of 0.152 mV and current resolution of 1.52 µA, comparable to those of a commercial device. The separation of the branches in cyclic voltammetry increased with the scanning speed, in agreement with the literature consulted. Cyclic voltammograms were obtained for ascorbic acid oxidation at 2, 4, and 6 mM concentrations and polarization curves for carbon steel corrosion similar to those reported in the literature. In chronoamperometry, a linear relationship between current and glucose concentration was observed. The results demonstrate that the Metrostat has a performance and sensitivity comparable to commercial equipment at a considerably lower price, making it a viable and efficient tool for electrochemical studies in various fields such as analytical chemistry, materials science, and biochemistry.

Resumo Este trabalho explica o processo de projeto, construção e avaliação do Metrostat, um potenciostato de baixo custo baseado em Arduino para estudos eletroquímicos. Para avaliar a relação custo-benefício, o Metrostat foi comparado com um dispositivo comercial e com dispositivos desenvolvidos em outras pesquisas. Também foram realizados experimentos de voltametria de varredura linear, voltametria cíclica, polarização e cronoamperometria para avaliar o desempenho do potenciostato. O dispositivo apresentou uma resolução de potencial de 0,152 mV e uma resolução de corrente de 1,52 µA, comparável a um dispositivo comercial. A separação das ramificações na voltametria cíclica aumentou com a velocidade de varredura, de acordo com a literatura consultada. Foram obtidos voltamogramas cíclicos para a oxidação de ácidoascórbico em concentrações de 2, 4 e 6 mM e curvas de polarização paracorrosão de aço carbono semelhantes às relatadas na literatura. Na cronoamperometria, foi observada uma relação linear entre a corrente e a concentração de glicose. Os resultados demonstram que o Metrostat tem desempenho e sensibilidade comparáveis aos dos equipamentos comerciais a um preço consideravelmente menor, o que o torna uma ferramenta viável e eficiente para estudos eletroquímicos em vários campos, como química analítica, ciência dos materiais e bioquímica.

Análisis de la presencia de microplásticos en diferentes marcas de agua embotellada en la región 6 - Ecuador

Abstract Due to the excessive use of plastics in the human food chain, the aim of this investigation was to evaluate the presence of microplastics in bottled water in region 6 of Ecuador. For this purpose, 72 samples from four different brands of bottled water were analyzed, various plastic particles (fibers and fragments) were found, which were subsequently confirmed through FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy). A full range of fragment sizes, from 4.4 to 248.29 µm, and fiber sizes, from 102.64 to 840.20 µm, were identified, which were classified as secondary microplastics. A statistical analysis was conducted to determine the means of fibers and fragments found in each brand and it was established that brand B had the highest quantity of microplastics, with an average of 233.1 particles per liter. Finally, polyethylene was identified as the most recurrent type of particle detected by FTIR, suggesting that the bottles themselves may be a source of contamination.

Resumen Debido al uso excesivo de plásticos en la cadena alimenticia humana, el objetivo de esta investigación fue evaluar la presencia de microplásticos en agua embotellada en la región 6 de Ecuador. Para ello, se analizaron 72 muestras de cuatro marcas diferentes de agua embotellada, se encontraron diversas partículas plásticas (fibras y fragmentos), las cuales fueron confirmadas mediante FTIR (espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier). Se identificó un rango completo de tamaños de fragmentos, de 4,4 a 248,29 µm, y de fibras, de 102,64 a 840,20 µm, que se clasificaron como microplásticos secundarios. Se realizó un análisis estadístico de los promedios de fibras y fragmentos encontrados en cada marca y se estableció que la marca B contenía una mayor cantidad de microplásticos, con un promedio de 233,1 partículas por litro. Finalmente, se identificó el polietileno como el tipo de partícula más recurrente detectada por FTIR, lo cual sugiere que las botellas pueden ser una fuente de contaminación.

Resumo Atribuível ao uso excessivo de plásticos na cadeia alimentar humana, o objetivo desta investigação foi avaliar a presença de microplásticos em água engarrafada na região 6 do Equador. Para isso, foram analisadas 72 amostras de quatro marcas diferentes de água engarrafada, e foram encontradas várias partículas plásticas (fibras e fragmentos), que foram posteriormente confirmadas através da FTIR (espectroscopia infravermelho por transformada de Fourier). Um intervalo completo de tamanhos de fragmentos, de 4,4 a 248,29 µm, e de tamanhos de fibras, de 102,64 a 840,20 µm, foram identificados e classificados como microplásticos secundários. Uma análise estatística foi realizada para determinar as médias de fibras e fragmentos encontrados em cada marca, estabelecendo que a marca B continha a maior quantidade de microplásticos, com uma média de 233,1 partículas por litro. Finalmente, o polietileno foi identificado como o tipo mais recorrente de partícula detectada pelo FTIR, sugerindo que as próprias garrafas podem ser uma fonte de contaminação.