Economía circular en el mundo de los compuestos orgánicos

Cada vez estamos más familiarizados con conceptos relacionados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible que sirvan para mantener y conservar nuestro entorno para generaciones futuras. Para ello es necesario cambiar nuestro modelo económico lineal, hacia una economía circular en la que los residuos y desechos que se generan en los diferentes sectores industriales puedan ser transformados y aprovechados como materias primas para darles así un nuevo ciclo de vida. 

Precisamente en este reto trabaja la investigadora de la Universidad de Burgos, Raquel Hernández Ruiz, que busca nuevas metodologías capaces de transformar diferentes subproductos de la industria y que se basan en un catalizador de molibdeno con el que se consigue la revalorización de compuestos nitro, una de las fuentes más básicas de compuestos orgánicos disponibles. Como explica Raquel Hernández la idea es conseguir «hacer ciertas transformaciones partiendo directamente de esos nitrocompuestos, en lugar de tener que convertirlos en otras segundas moléculas, con el gasto energético y de recursos que conlleva, e intentar que todo eso se lleve a cabo en un proceso one pot».  

En esta línea de investigación del grupo SINTORG, al que pertenece Raquel Hernández y que está dirigido por el profesor Roberto Sanz, utilizan terpenos, bioles o polioles, que aparecen como resultado de los desechos de ciertos procesos como, por ejemplo, en la industria alimentaria. Con ellos buscan compuestos que sirvan para hacer las transformaciones necesarias para obtener esos productos de alto valor añadido lo que supondría una reducción de los desechos que en muchos casos son peligrosos para el medio ambiente, muy complicados de almacenar e implican costes muy elevados para su gestión. De esta manera se vuelven a convertir en materias primas y se les da un nuevo uso. 

Como explica la investigadora de la UBU la esencia de su trabajo es conseguir compuestos nitrogenados de alto valor añadido a partir de esos nitrocompuestos, que en ciertos casos están presentes en los derivados de los hidrocarburos. Para ello utilizan agentes reductores procedentes de la biomasa a los que se les aplican el catalizador de molibdeno desarrollado en el laboratorio de la Universidad de Burgos como desencadenante de esas reacciones químicas de reducción y oxidación necesarias para la transformación de las moléculas de los compuestos nitro. «A partir de los nitrocompuestos se pueden preparar muchísima variedad de productos, como los heterociclos nitrogenados, algunos se utilizan como fármacos, como tratamientos de enfermedades como el cáncer, para generar sensores… A partir de un nitrocompuesto se pueden hacer muchas cosas».

Para conseguir esa transformación han elegido un catalizador el molibdeno, un metal de transición, presente en las enzimas de nuestro organismo y que se encarga, por ejemplo, de procesar las proteínas, así como de descomponer los medicamentos y las sustancias tóxicas que entran en el organismo. Asimismo, es capaz de catalizar transferencias de electrones y de átomos de oxígeno y esa aplicación que tiene en el organismo, se puede llevar a un laboratorio. Esto es muy útil en este caso porque «tiene una química de oxidación y reducción muy fácil. Eso permite que se pueda utilizar en muchas reacciones distintas. No es especialmente abundante, pero tiene muchas ventajas por ser barato, muy accesible y por su baja toxicidad, a diferencia de otros que se utilizan ahora mismo, por ejemplo, en la industria farmacéutica, como los de platino». Como apunta Raquel Hernández este es un catalizador que ofrece una química redox (reducción y oxidación) muy versátil y con ello se ha querido trasladar su función en las enzimas a los procesos con los compuestos nitro.

Con ello se quiere aportar una alternativa a ese consumo basado en la utilización de recursos fósiles, cada vez más escasos y caracterizados por el daño que supone su extracción para el medio ambiente, utilizando materias primas renovables y sostenibles. Algo que, como destaca la investigadora burgalesa, «requiere repensar e investigar en nuevas estrategias para conseguir obtener todo lo que tenemos ahora y que se obtenía a través de recursos fósiles, ya sean polímeros, fármacos, químicos, disolventes, combustibles, etc., para que se puedan conseguir a través de la explotación de la biomasa».

Como destaca la investigadora de la UBU, hasta ahora el trabajo que ha llevado a cabo ha tenido un recorrido muy prometedor, ya que han conseguido publicar dos artículos en revistas científicas internacionales de prestigio. En esta nueva línea de investigación centra esa búsqueda en nuevos métodos más enfocados a una aplicación práctica y «que pueda ser útil. Lo bueno que tiene la comunidad científica es que intentamos transmitir el conocimiento a nuestros compañeros de la mejor manera posible para poder seguir avanzando. Nosotros nos nutrimos de leer los artículos de otras personas que te dan la idea para utilizarlo en tu propia investigación. El ver lo que a otras personas les ha salido, o no, nos ayuda a evolucionar y seguir por un camino o por otro. Aunque existe la rama de lo computacional, que puede ser muy útil, ahora mismo no hay un método 100% fiable que te permita saber si algo va a salir o no, con lo cual nuestra labor sigue siendo fundamental».