lunes, mayo 20, 2024
 

Un estudio examinó la sostenibilidad de la química verde con modelos informáticos y experimentos de laboratorio

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Un estudio conceptual coordinado por las Universidad de Goethe en Frankfurt y la Universidad RWTH de Aachen, ambas de Alemania, utilizó una combinación de modelos informáticos y experimentos de laboratorio para examinar la toxicidad de los biosurfactantes sostenibles.

Los surfactantes o agentes tensioactivos son sustancias utilizadas en una gran variedad de productos de limpieza y cosmética por su capacidad para reducir la dureza superficial del agua permitiendo una mayor interacción con las grasas. En menor medida también se utilizan en la preparación de lubricantes, tintas, líquidos antiempañamiento, herbicidas, adhesivos, emulsionantes y suavizantes de tejidos.

Los autores dijeron que la investigación es el primer paso hacia una bioeconomía segura, desde el punto de vista ecotoxicológico y desde el uso de procesos y recursos sostenibles para disminuir considerablemente las cargas ambientales de los productos químicos. Aquí es donde entra en juego la química verde, que plantea la utilización de microorganismos, plantas, madera y algas, en lugar de materiales de origen fósil.

En este sendero, en 1998 los químicos estadounidenses Paul Anastas y John C. Warner formularon doce principios de química verde. Uno de ellos propone “la reducción de la toxicidad ambiental de las sustancias recién desarrolladas”. Sin embargo, este principio ha sido muy descuidado hasta ahora, dice el estudio.

Con base en estos requisitos, el proyecto interdisciplinario “GreenToxiConomy”, parte de la alianza científica Bioeconomy Science Center (BioSC), se propuso analizar sustancias de origen biológico y tecnologías avanzadas para estudiar su impacto peligroso en el medio ambiente en una etapa inicial del desarrollo del producto e incorporar los resultados en el diseño del producto.

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Para el desarrollo del trabajo, una serie de empresas socias del proyecto ofrecieron dos de sus agentes de productos de base biológica para el examen, que son biosurfactantes y contenedores de microgel para agentes de protección de cultivos.

Los biosurfactantes activos que se utilizan en detergentes y champús en BioSC dependen de las capacidades de síntesis de la bacteria Pseudomonas putida y el hongo Ustilago maydis, respectivamente, en lugar del petróleo crudo.

Como los contenedores aseguran que los ingredientes activos se adhieran a las plantas incluso cuando llueve, la tecnología de microgel permite la entrega controlada de agentes fitosanitarios.

Para confirmar que la evaluación ecotoxicológica fuera lo más precisa posible, el equipo de investigación integró dos elementos en la determinación de la toxicidad: experimentos en el laboratorio (in vitro e in vivo) y pronósticos asistidos por computadora (in silico). Los modelos informáticos funcionan con los datos de toxicidad de sustancias químicas conocidas. Para predecir la toxicidad, la estructura de los productos químicos conocidos se comparó con la estructura de las nuevas sustancias de base biológica.

Los experimentos se realizaron en organismos terrestres y acuáticos que representan ciertos grupos de organismos, que incluyen colémbolos, lombrices de tierra, pulgas de agua y embriones de pez cebra en una fase muy inicial.

El resultado obtenido muestra que tanto los biosurfactantes como los microgeles son candidatos muy prometedores para su utilización en una futura bioeconomía cuyos productos deben producirse de manera sostenible, sin causar ningún daño al medio ambiente o a los humanos en las etapas de utilización y después de la utilización.

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Los investigadores dijeron que se requieren más estudios para una evaluación completa del potencial de riesgo; por lo tanto, se pretenden proyectos que den continuidad a este trabajo.

Henner Hollert, jefe del departamento de ecología evolutiva y toxicología ambiental de la Universidad Goethe de Frankfurt, destacó la importancia de la estrecha colaboración interdisciplinaria en «GreenToxiConomy».

«Siempre que se trate del futuro desarrollo y diseño de productos de base biológica, tenemos que aclarar las consecuencias para los seres humanos y el medio ambiente en una etapa temprana. En este sentido, nuestro enfoque puede proporcionar resultados valiosos».

En la investigación, biotecnólogos e ingenieros idearon juntos un nuevo producto, y fue evaluado en las etapas de desarrollo por ecotoxicólogos de la Universidad de Goethe junto con un equipo de RWTH Aachen dirigido por la Prof. Martina Roß-Nickoll.

Este proceso continuo es la mayor fortaleza del proyecto” Según Hollert, ya es evidente que la ecotoxicología y la toxicología verde jugarán un papel importante en los planes que está formulando la UE, aunque es solo un primer paso hacia una bioeconomía segura en términos de ecotoxicología.

 
 
 

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