Con muchos productos químicos fabricados por el hombre, los problemas relacionados con la salud pública y el medio ambiente se hacen evidentes solo años después de su uso generalizado. Un equipo de investigadores de la Universidad de Amsterdam y la Universidad de Utrecht ahora propone una forma de cambiar eso. En un artículo de la revista Chemosphere presentan un método para (re)diseñar productos químicos seguros y sostenibles. Su artículo forma parte de un número especial sobre sustancias peligrosas en la economía circular, que se publicará en junio.

En la sociedad moderna, los productos químicos hechos por el hombre están en casi todas partes. Los encuentras en alimentos, ropa, juguetes, cosméticos, medicinas y muchos más aspectos de la vida cotidiana. Aunque desarrollados para todo tipo de funciones útiles, estos productos químicos pueden poseer al mismo tiempo propiedades peligrosas que presentan riesgos para la salud pública y el medio ambiente. En muchos casos, estos solo se vuelven aparentes mucho tiempo después de su uso generalizado. La contaminación ambiental resultante es vista como una amenaza global y catalogada como uno de los principales impulsores de la pérdida de biodiversidad.

"El problema con los nuevos productos químicos es que su entrada en el mercado supera con creces la velocidad con la que se pueden realizar las evaluaciones de peligros", dice Joanke van Dijk, Ph.D. candidato en el Instituto Copérnico para el Desarrollo Sostenible de la Universidad de Utrecht. En su investigación, su objetivo es obtener información sobre los riesgos futuros de los productos químicos, para lo cual colabora con Ph.D. los candidatos Hannah Flerlage y Steven Beijer y el Dr. Chris Slootweg en el Instituto Van 't Hoff de Ciencias Moleculares de la Universidad de Amsterdam (UvA). Van Dijk también investiga posibles opciones de mitigación para prevenir la contaminación química de las aguas superficiales, bajo la supervisión de la profesora Annemarie van Wezel del Instituto UvA para la Biodiversidad y la Dinámica de los Ecosistemas.

Vista más allá de la función de un producto químico

Según Van Dijk, para muchas sustancias químicas no existe información adecuada sobre los peligros ambientales, como la persistencia y los efectos a largo plazo. Como resultado, los problemas a menudo se identifican mucho después de que un producto químico haya sido aprobado en el mercado. "Para abordar esto, la Comisión Europea promueve el desarrollo de productos químicos seguros y sostenibles como parte del Pacto Verde Europeo", dice Van Dijk. "En nuestro estudio, pusimos estos objetivos en práctica y desarrollamos un marco para diseñar productos químicos seguros y sostenibles. Evaluamos si un producto químico puede proporcionar una determinada función, pero miramos más allá y brindamos una perspectiva sobre la sostenibilidad y los peligros". /P>

En un estudio de caso, Van Dijk y sus colaboradores se centraron en el compuesto organofosforado triisobutilfosfato (TiBP). Como retardante de llama, este producto químico contribuye a la protección contra incendios, pero como consecuencia de su uso generalizado, se ha detectado en muchas masas de agua europeas. "Se filtra de los textiles durante el lavado", explica Flerlage, "de modo que se libera al medio ambiente. Como esta liberación es inevitable, optamos por rediseñar TiBP para reducir su persistencia ambiental y mejorar su biodegradación".

"Los productos químicos persistentes pueden ser un activo en una economía circular que funcione bien", agrega Flerlage. "Pero una vez que se liberan en el medio ambiente, son motivo de gran preocupación, ya que tienen el potencial de afectar a los organismos durante un período de tiempo muy largo. Para evitarlo, tenemos que rediseñar estos productos químicos esenciales para que sean biodegradables".

Rediseño sistemático para productos químicos seguros

Van Dijk y Flerlage adaptaron un programa informático para generar sistemáticamente más de 6,3 millones de estructuras químicas similares al compuesto TiBP original. Posteriormente, emplearon modelos de relaciones cuantitativas entre estructura y actividad (QSAR) para predecir las propiedades químicas relevantes para el destino ambiental y la toxicidad. A continuación, se clasificaron todas las estructuras posibles, no solo en función de las propiedades de riesgo medioambiental, sino también de su facilidad de síntesis. Esto condujo a un "top 500" de las estructuras más benignas que los investigadores evaluaron manualmente. Finalmente, seleccionaron fosfato de di-n-butilo (2-hidroxietilo) como molécula objetivo y lo sintetizaron en el laboratorio para confirmar y complementar las propiedades predichas por el modelo mediante pruebas experimentales.

"Los primeros resultados indican que la función ignífuga se conserva y posiblemente incluso se mejora", dice Flerlage. Aunque se requieren más pruebas para dilucidar los mecanismos de biodegradación, los investigadores confían en su enfoque. "Resultados experimentales como este ayudarán a expandir y verificar aún más nuestro método, para que pueda alcanzar su máximo potencial en la mitigación de la contaminación química y ayudar a habilitar una economía circular segura", concluye Van Dijk. + Explora más

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