Evaluador cuantitativo de química verde DOZN™
La herramienta DOZN™ es una herramienta cuantitativa, pionera en el sector, que utiliza los 12 principios de la química verde para comparar el grado relativo de sostenibilidad de sustancias químicas similares, vías de síntesis y procesos químicos.
Resumimos estos 12 principios de la química verde en tres categorías principales: mejora del uso de los recursos, uso más eficiente de la energía y minimización de los riesgos para las personas y el medio ambiente. En la actualidad, no tenemos en cuenta el impacto del ciclo de vida de las materias primas (es decir, la extracción, el pretratamiento y la fabricación de las mismas), pero sí consideramos los riesgos y el uso eficiente de dichos materiales. Compartimos con nuestros clientes los resultados sobre el rendimiento de nuestros productos, demostrando cómo estos se ajustan a cada uno de los 12 principios, así como a las tres categorías principales.
La herramienta DOZN™ utiliza datos para ayudar a nuestra empresa y a nuestros clientes a tomar decisiones fundamentadas con el fin de reducir su huella medioambiental, aumentar la eficiencia química y promover la sostenibilidad.
Explicación de los 12 principios de los algoritmos de la química verde
2. Economía atómica
Mientras que el Principio 1 se centra en todos los materiales de entrada, hemos diseñado nuestro enfoque para el Principio 2 con el objetivo de encontrar oportunidades para reducir la cantidad de reactivo utilizado para producir el producto deseado.
En los Principios 3, 4 y 5 evaluamos tanto la cantidad como la toxicidad de los distintos componentes de la síntesis química, concretamente las materias primas, los productos y los disolventes, tal y como se detalla en el presente documento.
3. Síntesis químicas menos peligrosas
Nuestro enfoque respecto al Principio 3 consiste en reducir la cantidad media y la toxicidad de las materias primas utilizadas por kg de producto. Somos conscientes de que la toxicidad puede adoptar diversas formas y hemos adaptado nuestro enfoque al GHS. Al ajustarnos al GHS, optimizamos tanto la eficiencia como la relevancia global de nuestro proceso de recopilación de datos.
4. Diseño de sustancias químicas más seguras
En el Principio 3 nos centramos en el uso de materias primas menos tóxicas; en el Principio 4 utilizamos el mismo enfoque basado en el SGA para centrarnos en la toxicidad del producto obtenido. Teniendo en cuenta que un proceso químico puede generar múltiples productos («coproductos»), nos aseguramos de considerar la toxicidad tanto de los productos como de los coproductos al abordar este Principio.
5. Disolventes y productos auxiliares más seguros
Aprovechamos el enfoque utilizado para los Principios 3 y 4 con el fin de centrarnos en reducir la cantidad y la toxicidad de los disolventes y otros agentes de separación utilizados por kg de producto.
6. Diseño orientado a la eficiencia energética
Estamos elaborando una estimación del impacto energético teniendo en cuenta el tiempo durante el cual las etapas de síntesis se desvían de la presión y la temperatura ambientales.
7. Uso de materias primas renovables
Damos prioridad al uso de materias primas renovables siempre que sea posible. En lo que respecta a este principio, registramos, como mínimo, si se utilizan materias primas de origen biológico.
8. Reducir los derivados
Somos conscientes de que cada etapa de derivatización requiere reactivos adicionales y puede generar residuos. Nuestro objetivo con este principio es desarrollar un proceso que permita cuantificar la reducción de los residuos generados por la derivatización, ya sea de forma directa o indirecta.
9. Catálisis
Nuestra aspiración con respecto a este principio es desarrollar un proceso para identificar aquellos casos en los que el uso de un catalizador reduce los residuos, ya sea de forma directa o indirecta. El Principio 9 sirve de complemento al Principio 2 y es probable que impulse mejoras en la economía atómica a través de la vía específica del uso de catalizadores.
10. Diseño para la degradación
Abordamos el Principio 10 partiendo de la base de que debemos tener en cuenta si un producto es fácilmente biodegradable, así como los riesgos que plantean los productos de la biodegradación. Por defecto, nos basamos en los criterios de riesgo medioambiental del SGA para el compuesto original y los productos de degradación.
11. Análisis en tiempo real para la prevención de la contaminación
En relación con el Principio 11, estamos incorporando un enfoque destinado a reconocer el valor de las etapas del proceso que integran la química analítica de procesos; por ejemplo, el análisis en tiempo real durante el proceso para detectar cambios en la temperatura o el pH del mismo. Reconocemos que, cuanto antes se corrijan las desviaciones respecto al plan, menor será la probabilidad de que un proceso genere residuos adicionales o provoque riesgos adicionales.
12. Química intrínsecamente más segura para la prevención de accidentes
El objetivo del principio 12 es reducir los riesgos físicos medios de las materias primas por kg de producto. Aplicamos los criterios de riesgo físico del SGA en toda la gama de tipos de riesgo, tales como la explosividad, la inflamabilidad, el poder oxidante y la corrosividad.
Caso práctico: β-amilasa
La β-amilasa es una enzima que se encuentra habitualmente en la batata y que hidroliza el almidón para convertirlo en azúcar. La herramienta DOZN™ permitió rediseñar el proceso de fabricación de la β-amilasa para convertirlo en un proceso energéticamente eficiente, no peligroso y con mayor eficiencia y rendimiento. Gracias a ello, ¡la puntuación DOZN™ se redujo de 57 a 1!