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SUSTANCIAS NATURALES Y SUSTANCIAS SINTETICAS Atendiendo a su origen, es posible clasificar toda la materia conocida en sustancias naturales y sustancias artificiales. El término “sustancia” significa que son materias “puras” cuyos cuerpos están constituidos por átomos o moléculas de una misma naturaleza (no son mezclas). 

Las sustancias naturales son aquellas que se encuentran comúnmente en la naturaleza, sean orgánicas o no, cuya obtención implica apenas el esfuerzo necesario de extraer y recopilar el material, como en el caso de los minerales en la corteza terrestre.

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Las sustancias artificiales o sintéticas son las creadas o elaboradas por el hombre, en fábricas, metalurgias o laboratorios, ya sean especies nuevas e inexistentes, o réplicas sintéticas de compuestos naturales, como pueden ser las resinas y telas sintéticas.

En química, un elemento sintético es un elemento químico que no aparece de forma natural en la Tierra, y sólo puede ser creado artificialmente. Hasta el momento, se han creado 27 elementos sintéticos (los que tienen números atómicos 95-118).

Ejemplos de sustancias naturales 1. Agua. La sustancia inorgánica más abundante del planeta, el agua, es indispensable para el surgimiento y manutención de la vida. Su molécula simple, de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, es producto y subproducto de numerosas reacciones químicas y es abundante en forma gaseosa en nuestra atmósfera. Se estima que el 70% de la superficie del planeta sea agua entre sólida y líquida. 2. Lana. Fibra natural segregada por los animales de la familia de los caprinos y algunos camélidos, a quienes sirve de abrigo y defensa

contra el frío. Esta fibra es aprovechable para tejidos, por lo que se procede a trasquilarlos y procesarla. 3. Caucho. Polímero elástico, de propiedades impermeables y resistentes, segregado por el árbol de nombre homónimo y de otros árboles tropicales, de cuyos troncos se extrae en forma de un líquido lechoso. Se ha usado desde tiempos antiguos para fabricar vasijas y otros recipientes, y en tiempos modernos para miles de aplicaciones industriales, como los neumáticos de los automóviles. Hoy en día, sin embargo, se produce sintéticamente. 4. Madera. Compuesta por celulosa y lignina, la madera se halla en el tronco de los árboles, creciendo año tras año mediante un sistema de anillos concéntricos. Esta sustancia es muy aprovechable por el hombre dadas sus características de dureza, elasticidad y combustibilidad, tanto para la talla de herramientas y utensilios, la construcción de edificaciones e incluso como biomasa para la quema en hornos y chimeneas. 5. Hierro. Elemento metálico, resistente, dúctil y magnético, muy propenso a la oxidación, que suele darse en la naturaleza bajo la forma de óxidos y compuestos minerales. El hierro en su estado puro es raro, pero puede obtenerse de sus fuentes naturales y emplearse en la metalurgia para lograr aleaciones. 6. Carbón. Una de las formas de presentación del carbono en la naturaleza, junto con el grafito y los diamantes, es el carbón. En los tres casos se trata de aglomeraciones de átomos de este elemento, pero dispuestos de una manera muy distinta, por lo que unos son más resistentes que otros y tienen propiedades físicas diferentes. 7. Sal marina. También llamada cloruro de sodio (NaCl), la sal común es una sustancia inorgánica que se produce por la unión de un átomo de sodio y otro de cloro, en forma sólida de cristales blanquecinos. Se la puede obtener fácilmente evaporando agua de mar, ya que el líquido se esfuma y permanecen los cristales salinos. 8. Helio. Como muchos de los gases nobles (inertes), este gas monoatómico tiene una bajísima reactividad, a pesar de ser muy frecuente en la naturaleza, ya sea como integrante de nuestra atmósfera (de donde puede extraerse) o como subproducto de la fusión del hidrógeno en el seno de las estrellas. 9. Nácar. Esta sustancia dura, iridiscente y blanca está compuesta por carbonato de calcio cristalizado, materia orgánica y por agua, en una combinación única que numerosos moluscos marinos pueden producir en el interior de sus caparazones, reparando los daños en el mismo y permitiéndoles preservar su refugio. 10. Glucosa. El azúcar presente en las frutas, la miel y en la sangre de los animales (incluido el hombre) es un monosacárido de fórmula molecular C6H12O6 cuya importancia en el metabolismo animal es capital, ya que constituye su principal forma de reserva energética a la par que una pieza importante en la construcción de compuestos más complejos.

Ejemplos de sustancias artificiales 1. Aspirina. El ácido acetilsalicílico, comúnmente conocido como aspirina, es un compuesto derivado de la corteza del sauce blanco, que hoy en día se sintetiza por completo en gamas de alta pureza en los laboratorios. Es un antiinflamatorio y analgésico no esteroideo considerado el medicamento más tomado del mundo entero. 2. Vidrio. Esta sustancia translúcida, dura y frágil se obtiene a través de la fundición de una mezcla de sílice y algunas bases como la potasa o la sosa, y es usado para fabricar recipientes, cubiertas para ventanas o vidrios de automóviles. Es uno de los elementos más fabricados del mundo, ya que su consumo doméstico es muy alto. 3. Uranio-233. Se trata de uno de los isótopos menos estables del uranio, un mineral raro de nuestro planeta aprovechable en reacciones de tipo nuclear para obtener energía. De hecho, la bomba atómica arrojada en Japón contenía variantes de este metal. Sin embargo, la variante 233 no existe en la naturaleza sino que es producida a partir de torio natural. 4. Cemento. Inicialmente producto de una mezcla de arcilla y caliza calcinadas y molidas, a las que se agrega yeso y posteriormente grava y arena, este polvillo es ampliamente utilizado en la construcción y la ingeniería civil, pues al añadirle agua se forma una pasta uniforme, maleable y plástica que endurece hasta formar el hormigón o cemento, de dureza pétrea. 5. Plástico. Material sintético obtenido mediante procesos de polimerización de cadenas de carbono en los compuestos orgánicos derivados del petróleo (hidrocarburos). Es quizá el material sintético más producido del mundo, con innumerables aplicaciones en las áreas de la ingeniería, el comercio e incluso la medicina. 6. Ferrofluido. Estas sustancias fueron sintetizadas en la segunda mitad del siglo XX, y son fluidos que en presencia de un campo magnético proceden a polarizarse. Tienen una extrema susceptibilidad al magnetismo (“superparamagnéticos”), ya que están hechos de nanopartículas magnéticas contenidas en un líquido que no les permite aglomerarse. Son la mayor aproximación que existe a un líquido ferromagnético como tal. 7. Aerogel. También llamado “humo helado”, es un material coloidal parecido al gel, en el cual se cambia el líquido por un gas, obteniendo así un sólido muy liviano y de baja densidad, poroso, dotado de una enorme capacidad de aislamiento térmico. Fue creado en 1931 y desde entonces se ha producido a partir de numerosas sustancias, como el grafeno. 8. Nanotubos de carbono. Se trata de un nanomaterial de última generación, enormemente hidrofóbico, obtenido al modificar artificialmente las proporciones del carbono para conseguir formas alotrópicas (como el diamante o el fullereno), esta vez como una

lámina de grafito enrollada sobre sí misma. Son diminutos y poseen características sorprendentes, como ser unidimensionales, superconductores de electricidad y capaces de soportar 100 veces más tensión que el acero. 9. Perfluorocarbonos. Si se remplazan los átomos de hidrógeno de un hidrocarburo por átomos de fluor, se obtiene un perfluorocarbono, una sustancia cuyas propiedades son controlables a partir de la longitud de las cadenas de carbono que la componen, pudiendo ser gaseosa o líquida. Esto la hace sumamente útil para la medicina (como relleno en operaciones oculares) o potente refrigerante. 10. Grasas trans. A pesar de que es posible hallarlas en pequeñas cantidades en la leche o la grasa corporal de los animales, la mayoría de las grasas trans que consumimos en muchos alimentos procesados industrialmente son el resultado de la hidrogenación de grasas, como en la comida rápida y los alimentos procesados o lácteos sintéticos como la margarina. Estas grasas son particularmente dañinas para el organismo, ya que reducen el colesterol bueno y aumentan el malo.

No todo lo natural es bueno ni todo lo artificial es malo Es curioso escuchar a la gente decir que cierta sustancia es muy buena y no tiene ningún peligro, ya que es natural, o que algún producto es malo porque es artificial o sintético. Ambas aseveraciones son erróneas, ya que todas las sustancias son tóxicas a una determinada dosis, llamada dosis tóxica y que si continuamos aumentándola se convertirá en dosis letal. Imaginemos una sustancia química producida por alguna planta; por ejemplo la vainillina, que es la esencia de la vainilla. La vainillina es natural y se puede extraer de las vainas de la planta, pero la demanda supera a la producción y por tanto las vainas de vainilla natural son muy caras. Sin embargo, en el supermercado podemos encontrar saborizantes de vainilla a un precio razonable, cuya esencia no es extraída de la fuente natural, sino sintetizada en el laboratorio, sencillamente porque es más barato prepararla que extraerla de la planta. Además, el impacto ambiental de hacerlo en el laboratorio es menor, ya que la sobreexplotación de las fuentes naturales es negativa para el medio ambiente. Ahora bien, ¿la vainilla artificial es peor que la natural?, ¿es mala? La respuesta es un rotundo no. La molécula artificial es exactamente igual a la natural, tiene el mismo sabor, olor y posibles efectos nocivos. ¿Efectos nocivos?, ¿la vainilla es tóxica? Aunque tendríamos que tomar de golpe varios frascos enteros de esencia de vainilla o comernos varios kilos de vainas de vainilla, podríamos llegar a tener dolor de cabeza e irritación cutánea. Algo similar podría pasar con algo tan natural como el agua; si bebiéramos de golpe un garrafón de 20 litros de agua, terminaríamos seguramente en la sala de urgencias de algún hospital. Todo depende de la cantidad ingerida, es decir de la dosis. El costo y el impacto ambiental no son las únicas razones para sintetizar moléculas en el laboratorio. Un buen ejemplo de esto es la aspirina, cuyo principio activo es el ácido acetilsalicílico, uno de los medicamentos más utilizados a lo largo de la historia (Figura 1). El ácido acetilsalicílico no es un producto natural, es sintético, pero la “primera versión” de este fármaco sí era natural. En el antiguo Egipto (hace unos 3 mil 500 años) se conocía un compuesto llamado salicina, extraída de la corteza de un árbol (mirto o arrayán), que se empleaba como remedio para el reumatismo y el dolor de espalda, aunque era poco eficiente. Muchos años después, en 1859, un químico alemán, Hermann Kolbe, preparó un compuesto con una estructura similar, a la que llamó “ácido salicílico”. Éste era más eficaz que su predecesor, pero tenía muy mal sabor y ocasionaba irritación, vómitos y úlcera gástrica. Afortunadamente, en 1897, otro alemán, Felix Hoffmann, modificó nuevamente la estructura, preparando el ácido acetilsalicílico, que es el actual principio activo de la aspirina. Este compuesto artificial es mucho mejor que el natural, tiene menos efectos secundarios y es más barato prepararlo en el laboratorio que extraer la salicilina y modificarla.

Los venenos más célebres de la historia: el cianuro, el arsénico, la ricina y la estricnina, son todos naturales. Estas sustancias tienen dosis tóxicas y letales muy bajas, es decir, que causan daños a la salud en cantidades muy pequeñas. La mala fama de los productos químicos, artificiales o sintéticos, es tal vez debida a sus procesos de elaboración, que emplean reactivos y disolventes que pueden ser inflamables o contaminantes.

Para concluir, este texto: no todo lo natural es bueno ni todo lo artificial es malo. Los remedios caseros o naturales pueden ser tóxicos dependiendo de cuánto tomemos. Y exactamente de la misma premisa debemos partir para los compuestos sintéticos o artificiales, ya que al final, todo depende de la dosis.

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