Más sostenibilidad con la mecanoquímica
El proyecto de investigación desarrollará nuevos métodos respetuosos con el medio ambiente para la fabricación de principios activos farmacéuticos utilizando la mecanoquímica como tecnología disruptiva
Harina, café o especias: Mucha gente conoce el principio de un molino de la cocina. Pero en los laboratorios del Max-Planck-Institut für Kohlenforschung también se utilizan molinos especiales con fines de investigación. Los científicos están convencidos de que la mecanoquímica puede hacer que la industria química sea más sostenible.
Molino de bolas
Frank Vinken, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
¿Cómo se puede conseguir que la producción de productos químicos sea menos costosa y, sobre todo, más sostenible? Esta pregunta está desempeñando un papel importante en la industria química y en las empresas farmacéuticas. Los científicos del Max-Planck-Institut für Kohlenforschung hacen todo lo posible para que las reacciones químicas sean lo más respetuosas posible con el medio ambiente y económicamente viables, no sólo en el laboratorio, sino también a escala industrial. Para uno de esos proyectos, el grupo Felderhoff, del Departamento de Catálisis Heterogénea, ha recibido ahora una subvención de 500.000 euros. Los molinos de bolas desempeñan un papel importante en este caso.
"Acabamos de empezar con nuestro nuevo proyecto de investigación denominado IMPACTIVE", explica Michael Felderhoff. Este proyecto trata de transferir los procesos mecanoquímicos a la producción a gran escala. IMPACTIVE combina la experiencia y los conocimientos de dos redes COST y desarrollará nuevos métodos ecológicos para la fabricación de principios farmacéuticos activos (API) utilizando la mecanoquímica como tecnología disruptiva. Las ventajas de la mecanoquímica son, entre otras, que no utiliza disolventes, es muy eficaz, tiene un bajo coste, consume menos energía y emite menos CO2. La mecanoquímica utiliza procesos mecánicos como la molienda de bolas, la extrusión de doble tornillo, la mezcla por resonancia acústica y el secado por pulverización para desencadenar reacciones químicas. El principio de un molino de bolas para activar una reacción química es bastante sencillo, por ejemplo. Los reactivos se colocan en una cámara de molienda junto con los medios de molienda. Mediante la rotación o la vibración, se producen colisiones entre las bolas y los productos químicos. Al transferir energía mecánica a los reactivos, éstos se activan y puede producirse una reacción química.
Con la ayuda de un molino de bolas de este tipo, un equipo del MPI ha conseguido recientemente sintetizar amoníaco en condiciones mucho más suaves que con el proceso comercial Haber-Bosch. Los investigadores pudieron así demostrar que la mecanoquímica también puede ofrecer una perspectiva interesante para productos económicamente importantes como el amoníaco. "Por tanto, es obvio que otros proyectos de investigación se fijen en la mecanoquímica", explica Michael Felderhoff.
En el proyecto europeo "IMPACTIVE" participan 18 socios de la ciencia y la industria con una duración de 48 meses. El trabajo del grupo "Mech@SusInd" (Mechanochemistry for Sustainable Industry) dentro de la red de investigación COST es similar. Esta red, que existe desde 2019, cuenta actualmente con 38 países participantes y 87 instituciones universitarias y de investigación de todo el mundo. "Durante este tiempo, hemos construido una red multidisciplinar de científicos, ingenieros, tecnólogos, empresarios, industriales e inversores europeos", afirma Michael Felderhoff. De nuevo, el objetivo a largo plazo es aumentar el uso de la activación mecánica en la producción de productos químicos.
Una cosa está clara, cree Michael Felderhoff: Si la industria química quiere seguir desempeñando un papel de liderazgo en el desarrollo de tecnologías clave para los grandes retos a los que se enfrenta nuestra sociedad, hay que tomar nuevos caminos. Felderhoff y los demás miembros del grupo Mech@SusInd están convencidos de que los procesos mecanoquímicos tienen el potencial de cambiar los procesos de producción química y hacerlos más ecológicos.
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