Por primera vez, los investigadores de ETH Zurich han calculado en cifras absolutas la medida en que la producción de productos químicos interfiere actualmente con la naturaleza en todo el mundo, y los resultados son asombrosos. Además de las emisiones de gases de efecto invernadero, el nuevo método también tiene en cuenta el uso de la tierra y el consumo de agua dulce.

Más del 99 por ciento de los productos químicos más producidos no son sostenibles; su producción se basa en materias primas fósiles y consume más recursos naturales de los que la Tierra puede proporcionar a largo plazo. Esta es la conclusión de un análisis de sostenibilidad desarrollado en ETH Zurich, que por primera vez proporciona cifras absolutas sobre el impacto ambiental global de la industria química.

"Nuestro método compara los recursos que consumen los productos químicos con el presupuesto ecológico de nuestro planeta; este es un nuevo enfoque", dice Gonzalo Guillén Gosálbez, profesor de Ingeniería de Sistemas Químicos en ETH Zurich. Dirigió el estudio, que se publicó recientemente en la revista Green Chemistry , junto a Javier Pérez-Ramírez, Profesor de Ingeniería en Catálisis de la ETH.

La práctica estándar para las evaluaciones de sustentabilidad en la industria química actual se enfoca en calcular la huella de carbono de un producto dado, desde la materia prima hasta la producción y eliminación. Conocido como análisis del ciclo de vida, esto permite una comparación entre diferentes tipos de producción. Sin embargo, tiene un uso limitado para evaluar los impactos globales en los ecosistemas naturales.

Dichos análisis convencionales del ciclo de vida de los productos químicos a menudo solo toman CO₂ en cuenta las emisiones, lo que molesta a Pérez-Ramírez. "El cambio climático no es el único problema", dice. "Si nos enfocamos solo en soluciones que reduzcan exclusivamente las emisiones de carbono, en realidad podemos terminar trasladando las cargas ambientales a otras categorías y causando algunos daños colaterales".

Los productos químicos "verdes" no siempre son sostenibles

Pérez-Ramírez usa el ejemplo de los biocombustibles para explicar cómo pueden ocurrir tales daños colaterales ecológicos:cuando los combustibles fósiles se reemplazan por materias primas de origen vegetal como el maíz o la madera (conocidos como biocombustibles de primera generación), se genera una cantidad significativamente menor de CO ₂ se libera a la atmósfera. Sin embargo, se necesitan grandes extensiones de tierra cultivable, mucha agua y también fertilizantes para producir la biomasa necesaria.

Por lo tanto, el objetivo declarado de los dos investigadores era realizar una evaluación más completa del ciclo de vida de los productos químicos y, al hacerlo, establecer un vínculo directo con el presupuesto ecológico de la Tierra. Basan sus cálculos en los llamados límites planetarios. Este concepto científico describe el impacto de los seres humanos en nueve procesos clave del sistema terrestre, como la pérdida de biodiversidad y los cambios en el uso de la tierra.

En su estudio, los científicos calcularon si la producción mundial de un total de 492 productos químicos supera siete de estos límites y en qué medida. Para ello, los investigadores de ETH vincularon datos y modelos contables existentes sobre la adquisición de materias primas, la cadena de suministro y los diversos pasos de producción a nivel mundial.

Descubrieron que más del 99 por ciento de los productos químicos estudiados superan al menos un límite planetario. Solo tres de los productos químicos pueden considerarse ambientalmente sostenibles en términos absolutos según este nuevo método.

El petróleo es el ingrediente básico de los productos químicos

"El hecho de que casi todos los químicos estudiados fueran dañinos para el medio ambiente no nos sorprendió", dice Pérez-Ramírez. Después de todo, más del 85 por ciento de la estructura básica del carbono que compone la mayoría de los productos químicos en la actualidad todavía se obtiene de materias primas fósiles.

“Si los químicos básicos se producen a partir del petróleo, entonces todos los productos que se hagan con ellos tampoco serán sostenibles”, dice Pérez-Ramírez. Los límites planetarios fuertemente conectados con las emisiones antropógenas de gases de efecto invernadero (cambio climático, acidificación de los océanos e integridad de la biosfera) son, con diferencia, los que más superan los productos químicos.

Pero los autores de este trabajo se sorprendieron al descubrir que algunas sustancias químicas superan los límites biofísicos de la Tierra más de 100 veces.

Hacia procesos productivos sostenibles

Durante mucho tiempo se ha reconocido que la industria química debe dejar de utilizar materias primas fósiles. Pero ahora, este estudio, por primera vez, ha cuantificado el problema a escala global. “El mensaje es claro:podemos y debemos actuar ya”, dice Guillén Gosálbez.

En las reuniones de asesoramiento que mantiene el profesor de la ETH con las empresas químicas, prácticamente todas muestran una voluntad de hacer su producción más amigable con el medio ambiente, también por razones económicas:"La sustentabilidad se ha convertido en una tendencia mundial y un tema que cada vez más clientes están pagando". atención", dice Guillén Gosálbez.

Lograr un cambio fundamental en los procesos de producción es, en última instancia, una cuestión de costos. “Es fundamental que las empresas sepan de antemano en qué medida los cambios en un determinado paso de producción aumentarán la sostenibilidad de su producto”, explica Guillén Gosálbez. Hasta la fecha, la industria apenas ha tenido aplicaciones con las que realizar una evaluación de sostenibilidad tan absoluta.

Es por eso que a los investigadores les gustaría desarrollar aún más su método para que pueda usarse no solo para evaluar los procesos de producción existentes, sino también para optimizar el potencial de nuevos enfoques. "Idealmente, esto nos permitirá encontrar la mejor combinación, es decir, la más eficiente en recursos, de las diferentes tecnologías de producción para un químico", dice Pérez-Ramírez.