Se está produciendo una pequeña gran revolución en el mundo de la química y su epicentro es un laboratorio de la Universidad de Wisconsin-Madison. Aquí, un equipo de científicos ha hecho un descubrimiento que podría cambiar para siempre la forma en que producimos analgésicos (y más), combustibles y una serie de otros productos esenciales. ¿Su intuición? Utilizar la madera de los árboles, especialmente de los álamos, como materia prima para sustancias de gran valor como el paracetamol.
Eso no es todo: su innovador proceso químico también permite obtener tintes, adhesivos, plásticos biodegradables y mucho más a partir de la madera. Un avance que promete hacer que estos productos sean más baratos, más ecológicos y menos dependientes del petróleo. Y que podría dar nueva vida a la producción de biocombustibles, haciéndolos finalmente competitivos con los combustibles fósiles.
Del petróleo al álamo: una nueva fuente de paracetamol
El paracetamol, también conocido como acetaminofén, es uno de los fármacos más consumidos en el mundo. Tiene un valor de mercado global de aproximadamente 130 millones de dólares al año. Es el ingrediente activo subyacente a fármacos muy extendidos como Tachipirina, Efferalgan, Tachiflu, Zerinol, Neoborocillina y, en el extranjero, Tylenol.
Desde su introducción (a principios del siglo XX), este fármaco se ha producido tradicionalmente a partir de alquitrán de hulla o derivados del petróleo. en 2019, la primera señal: Steven Karlen e Juan Ralph, investigador y profesor de bioquímica de la Universidad de Wisconsin-Madison, respectivamente, mostraron cómo se puede obtener el paracetamol a partir de un compuesto presente en los álamos, con una reacción química conocida.
Ahora el equipo de Karlen ha mejorado el proceso para producir paracetamol y otros analgésicos, pigmentos, tejidos y plásticos biodegradables con un valor de mercado acumulado de más de 1,5 millones de euros. Voy a vincular la búsqueda aquí.
Una cartera de productos que, según Karlen, podría respaldar decenas de pequeñas biorrefinerías que fluyen hacia centros más grandes, sin saturar el mercado.
Una vez más la lignina es protagonista: una mina de compuestos preciosos
La clave de esta innovación radica en la lignina, la parte de la pared celular que une los azúcares de las plantas y proporciona estructura. Lignina, ya estudiada para la producción de baterías revolucionarias, es rico en valiosos compuestos aromáticos que podrían reemplazar muchos productos petroquímicos y proporcionar a las biorrefinerías flujos de ingresos adicionales para hacer que los combustibles de origen vegetal sean competitivos en costos.
¿El reto? Rompe la compleja e irregular cadena de moléculas en componentes útiles. Y ahora hemos descubierto que el p-hidroxibenzoato (pHB), un compuesto similar al paracetamol que se encuentra en la lignina del álamo, es relativamente fácil de obtener mediante tratamiento químico.
De un árbol analgésicos y posibilidades.
Si bien el descubrimiento inicial demostró que era químicamente posible transformar el pHB en paracetamol, también es cierto que el proceso no convirtió suficiente materia prima en el producto final.
Ahora, el investigador Vitaliy Tymokhin descubrió que tratar la biomasa de álamo con un método diferente (y más económico) convierte casi todo el pHB en otra sustancia química que luego puede transformarse en acetaminofén o una molécula menos valiosa con otras aplicaciones.
Puedes fabricar analgésicos, tintes como tinta negra, polímeros que se pueden usar en telas o materiales, convertirlos en adhesivos o cosas así. Tiene un mercado enorme y un gran valor.
Al reciclar el producto sin reaccionar a través de un reactor continuo, los científicos lograron convertir el 90% de la materia prima en paracetamol, que extrajeron utilizando un método más económico que las técnicas de purificación tradicionales. Karlen afirma que debería ser posible conseguir un rendimiento del 99%.
El proceso para obtener analgésicos y más de los álamos: verde e industrializable
El proceso se basa principalmente en agua, se basa en disolventes ecológicos y es continuo en lugar de discontinuo, lo que lo hace ideal para aplicaciones industriales. Por este motivo, ahora ya está en proceso de ser patentado por la Wisconsin Alumni Research Foundation, la organización sin fines de lucro que comercializa descubrimientos universitarios para apoyar la investigación en curso.
¿Qué significa? Significa que pronto podríamos ver el nacimiento de una nueva generación de pequeñas biorrefinerías capaces de transformar la madera en una infinidad de productos valiosos, creando nuevos empleos y oportunidades económicas, especialmente en las zonas rurales y forestales.
Los analgésicos en el centro de un nuevo y delicado equilibrio verde
El álamo es un árbol con características especiales que lo sitúan en el centro de numerosos usos. Desde fibras textiles hasta muebles, desde pulpa de madera hasta secuestro de CO2. Crece un metro por año, puede tener una rotación rápida y no corremos el riesgo de acelerar la deforestación utilizándolo también como analgésico.
Por supuesto, el camino aún es largo y no está exento de obstáculos. Se necesitarán inversiones, políticas con visión de futuro y colaboración entre la investigación, la industria y el gobierno para transformar este descubrimiento prometedor en una realidad generalizada y accesible para todos.
El paso dado por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison parece apuntar en la dirección correcta: la de un mundo en el que la química verde ya no sea una excepción, sino la regla. Y habrá dolor por el petróleo.
