“Safe and Sustainable by Design”: La importancia de la química computacional en la nueva era de la sostenibilidad

En los últimos años, se ha hecho cada vez más evidente la necesidad de desarrollar productos químicos seguros y sostenibles para proteger la salud humana y el medio ambiente. En este sentido, la química computacional se ha convertido en una herramienta indispensable para el diseño de productos químicos.

El enfoque "Safe and Sustainable by Design (SSbD)" busca obtener productos seguros y sostenibles desde el inicio del proceso de diseño. Este enfoque se basa en la identificación temprana de las propiedades de seguridad humana (toxicología) y ambiental (ecotoxicología) de los compuestos químicos, así como su estudio a lo largo de todo el ciclo de vida de los compuestos, lo que permite diseñar, seleccionar y desarrollar compuestos más seguros y sostenibles.

Este marco es extenso y debe considerar las materias primas, las fases de producción y uso, así como el fin de vida de los productos finales. Estos parámetros relevantes se identifican siguiendo los requisitos de los marcos SSbD existentes y las agencias reguladoras, como la ECHA (Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas), considerando la aplicación final de los materiales.

Desde hace décadas, la química computacional ha sido una herramienta clave en la investigación y desarrollo de nuevos productos químicos. Una de las metodologías más utilizadas es la conocida como QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationship), que permite predecir la actividad biológica, el perfil de seguridad (toxicología) y otras propiedades de las moléculas en función de su estructura molecular.

El uso de la metodología QSAR en el enfoque SSbD tiene múltiples beneficios. En primer lugar, permite ahorrar tiempo y recursos al identificar tempranamente los compuestos con propiedades tóxicas y ambientales adversas. En segundo lugar, reduce el número de experimentos in vitro e in vivo necesarios para evaluar la seguridad y la sostenibilidad de los productos químicos, lo que reduce el impacto en los animales de laboratorio y en el medio ambiente.

La empresa valenciana ProtoQSAR es una de las principales compañías especializadas en el uso de esta metodología para el diseño de productos químicos seguros y sostenibles. En este ámbito, la compañía forma parte del consorcio BIO-SUSHY, formado por un equipo que cuenta con 14 entidades colaboradoras de 8 países diferentes, incluyendo universidades, centros de investigación y empresas. Recientemente este consorcio ha recibido financiación de la Unión Europea para llevar a cabo un proyecto en este campo dentro del marco "Horizon Europe".

El proyecto BIO-SUSHY desarrollará un enfoque SSbD para la producción de biomateriales que actúen como recubrimientos sostenibles, duraderos y de alta calidad, capaces de reemplazar las sustancias alquiladas polifluoradas (PFAS), que son muy contaminantes. Estos nuevos recubrimientos, repelentes al agua y al aceite, cubrirán una amplia gama de aplicaciones y sectores, siendo sus objetivos principales el textil y el envasado de cosméticos y alimentos. Esto permitirá ofrecer un impacto científico, tecnológico y social, ya que los nuevos materiales orgánicos permitirán reemplazar los PFAS, acercándose a los actuales objetivos de la UE de conseguir una industria libre de tóxicos. 

En palabras del director de ProtoQSAR, el Dr. Rafael Gozalbes: "En el proyecto BIO-SUSHY, nuestra empresa recopilará, limpiará y tratará los datos sobre materiales para recubrimientos, y aplicará modelos QSAR, tanto creados por la propia empresa como existentes en la literatura científica, para completar aquellos compuestos de los que no se dispongan todas las propiedades experimentales de interés. Todo esto con el fin de obtener una base de datos lo más completa y extensa posible sobre recubrimientos orgánicos, la cual será de gran importancia para crear nuevos recubrimientos que sean más sostenibles y seguros para la salud humana".

En conclusión, el uso de la metodología QSAR en nuevos enfoques como "Safe and Sustainable by Design (SSbD)" es beneficioso para el diseño de productos seguros y sostenibles. La inversión en el uso de herramientas quimioinformáticas basadas en la metodología QSAR es de suma importancia para garantizar no solo la protección del medio ambiente, sino también la salud humana en el desarrollo de productos químicos innovadores.