Química verde e innovación: la nueva ciencia de la limpieza
Le innovaciones en química verde, traducidas en tecnologías y soluciones concretas ya integradas en cientos de productos de uso cotidiano, están ahí a la vista de todos.
Hablando de detergentes, la evolución es particularmente clara: si en los años 80 se utilizaban a diario detergentes a base de productos químicos agresivos y altas temperaturas, hoy la limpieza se ha transformado en una ciencia de precisión hecha de bacterias modificadas y enzimas altamente especializadas que limpian mejor que los antiguos fosfatos y no dejan rastro en el medio ambiente. La innovación está transformando el concepto mismo de limpieza: la fuerza bruta de los disolventes fósiles se ve cada vez más sustituida por la precisión quirúrgica de la biología sintética.
La estrategia europea para la química verde
Aunque se vio algo frenado por la oposición de los partidos políticos y las asociaciones industriales, Pacto Verde Europeo Sigue siendo la guía a seguir, la que, según la Comisión Europea, permitirá a la UE reducir las emisiones de CO2 en un 90% de aquí a 2040. Un programa decididamente ambicioso que no solo afecta al abandono de los coches con motor térmico, sino que se extiende a cuestiones que van desde la protección de los bosques hasta el desarrollo de una industria más sostenible.
Es en este contexto que el documento "Estrategia sobre sustancias químicas. La estrategia de la UE sobre sustancias químicas para la sostenibilidad hacia un entorno libre de tóxicos.”, publicada en 2020. La estrategia europea se basa en dos objetivos fundamentales: la protección del medio ambiente y de los consumidores y la Promoviendo la innovación.
Como se puede leer en los documentos oficiales publicados por la Comisión Europea, no se trata solo de prohibir las sustancias químicas más nocivas y perfeccionar las técnicas de evaluación de riesgos, sino también de promover la capacidad innovadora para la producción y el uso de productos químicos seguros y sostenibles – que lo son desde la etapa de diseño y durante todo su ciclo de vida. Y es sobre estas bases que el impulso de la química verde, que ha experimentado un desarrollo rápido y rentable en los últimos años.
Innovación y química verde: los pilares de la transición
La transición a una química más sostenible es posible gracias a una investigación básica activa orientada a la consecución de varios objetivos clave, entre ellos el desarrollo de nuevas tecnologías y nuevos procesos para obtener productos de alto valor añadido a partir de recursos renovables o residuos y el desarrollo de procesos catalíticos eficientes y sostenibles, incluida la catálisis enzimática.
Según informó el Consejo Nacional de Investigación, la mayor número de estudios internacionales El tema de la química verde abarca los siguientes temas:
- Reducción de fuentes de contaminación;
- Desarrollo de nuevos procesos industriales;
- Desarrollo de productos químicos y materiales ecológicos;
- Utilización de residuos como materia prima;
- Análisis de los efectos ecotoxicológicos y ambientales del procesamiento de biomasa.
A nivel nacional, la investigación se centra en procesos catalíticos, bioplásticos y en general en biorrefinería, el proceso industrial capaz de transformar biomasa renovable, como residuos agrícolas y residuos orgánicos, en productos de alto valor añadido como biocombustibles, bioplásticos y productos químicos sostenibles.
Innovación y sostenibilidad: ¿cómo han cambiado los detergentes?
Las innovaciones en la química verde encuentran unaAplicación inmediata y muy práctica en productos de uso diario, como productos de cuidado personal y de limpieza del hogar. detergentes, por ejemplo, han sufrido una transformación radical: en la década de 1980 contenían altos porcentajes de polifosfatos, surfactantes basados en derivados del petróleo (como el LAS – Linear Alkylbencene Sulfonate) y aditivos que sólo funcionaban a altas temperaturas, como el perborato de sodio, ampliamente utilizado como blanqueador.
Hoy en día, en lugar de fosfatos, que son muy contaminantes, utilizamos zeolitas y polímeros ecológicos, Y surfactantes de origen vegetal Están empezando a sustituir a los derivados del petróleo. A diferencia de los detergentes tradicionales, que dependían exclusivamente de la química muscular y la fuerza bruta de la temperatura, los modernos utilizan cantidades masivas de enzimas especializadas Capaz de actuar sobre la suciedad a una temperatura de 30° o incluso inferior.
De acuerdo con el Programa Mundial de Detergentes Battelle, que ha estado analizando formulaciones de detergentes en detalle para el Battelle Memorial Institute, una organización global sin fines de lucro, desde la década de 1980, las tendencias más notables en las últimas décadas incluyen:
- Eliminación de fosfato de detergentes para ropa y lavavajillas;
- Transición del formato polvo al líquido, con evolución a formatos monodosis;
- Formulaciones más concentradas;
- Nuevas tecnologías enzimáticas efectivas a bajas temperaturas;
- Surgimiento de Ingredientes de origen vegetal y biodegradables.
Investigación e innovación: el caso de los ramnolípidos
Uno de los campos más activos en cuanto a la investigación de alternativas más sostenibles a los antiguos compuestos químicos contaminantes es el de tensioactivos de base biológica (de origen vegetal), ya bien representada en los estantes de los supermercados. La nueva frontera de la investigación, sin embargo, es la de biosurfactantes, moléculas producidas por microorganismos como levaduras y bacterias a través de procesos de fermentación completamente biodegradables y extremadamente eficientes.
Entre los avances más prometedores en este campo se encuentran los ramnolípidos, moléculas con una cabeza formada por un azúcar y una cola formada por cadenas de ácidos grasos hidroxilados que son producidas naturalmente por algunas bacterias a través de la fermentación de azúcares de origen vegetal.
La investigación es aquí un verdadero factor facilitador: en condiciones naturales, Pseudomonas aeruginosa puede causar infecciones y produce cantidades mínimas de ramnolípidos, por lo que los científicos tomaron las instrucciones genéticas responsables de crear ramnolípidos y las insertaron en bacterias y levaduras seguras, luego Diseñó estos microorganismos para producir grandes cantidades de surfactantes biológicos.
Gracias a la producción en masa, el coste de los ramnolípidos ha disminuido drásticamente y estas nuevas soluciones finalmente están llegando a los estantes de los supermercados, especialmente en detergentes concentrados para lavavajillas y detergentes para ropa.
Formulaciones innovadoras: ¿hacia dónde va la investigación?
Hoy en día, la investigación ha pasado de centrarse en el "poder de limpieza" de las nuevas fórmulas a avanzar hacia nuevas fronteras, como la biología aplicada y la reducción de la huella hídrica de la limpieza. química de limpieza, en particular, parece estar orientada en torno a algunas líneas principales:
- Detergentes probióticos:Además de los ramnolípidos, se están introduciendo bacterias reales (vivas) en las formulaciones de pisos y superficies, que podrán actuar durante días después del lavado;
- Hiperconcentración de productos:Para evitar mover grandes cantidades de agua, la investigación se orienta hacia formatos superconcentrados como detergentes sólidos, toallitas para ropa y cápsulas de membrana inteligentes que no liberan microplásticos;
- Limpiadores de liberación instantáneaSe están estudiando cócteles enzimáticos ultrarrápidos que maximizan la acción mecánica de la lavadora en los primeros 15 minutos de lavado, permitiendo una limpieza en profundidad incluso a 20°C;
- enzimas extremófilasLa investigación sobre enzimas capaces de trabajar a temperaturas cercanas a cero, como las que se encuentran en los glaciares o en el fondo de los océanos, pretende eliminar por completo la necesidad de calentar el agua en las lavadoras o lavavajillas (que representa el 90% del consumo energético de un ciclo de lavado).
El sector de los detergentes finalmente está adoptando el concepto de “circularidad”: el siguiente paso, ya en la fase de escala industrial, es utilizar el emisiones industriales de CO2 para sintetizar nuevos surfactantes.
