Matemáticas y quimiobiología para una industria más segura y menos tóxica

VALÈNCIA (EFE/Marta Rojo). Con modelos matemáticos y química aplicada, un ambicioso proyecto valenciano desarrolla una plataforma informática que quiere ayudar a las empresas industriales en general, y químicas en particular, para que sean menos tóxicas y más seguras para su personal laboral y para el medio ambiente.

El Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística (Itene) trabaja en el desarrollo de esa plataforma informática, según explica en una entrevista con EFE el gerente de su Área Tecnológica de Seguridad y Tecnologías de Monitorización Ambiental, Carlos Fito.

El proyecto SSbD-CV, financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (Ivace) y cofinanciado por la Unión Europea, “ahonda en el concepto de seguridad y sostenibilidad desde el diseño”.

En este sentido, desde Itene investigan para desarrollar una programa informático que permita a las empresas analizar las propiedades de seguridad de sus productos, garantizar la seguridad de sus procesos de producción y de sus trabajadores y conocer el impacto en costes y funcionalidad de utilizar materiales más seguros, para facilitar la toma de decisiones.

Por eso, el primero de los tres módulos que tendrá la plataforma se basa en el diseño de sustancias seguras, y en él el usuario puede evaluar la toxicidad de sus productos y “puede identificar cómo respondería un producto si se modifican algunas de sus propiedades”, con lo que se le permite buscar “que tenga un menor impacto sobre la salud”.

“Por ejemplo, una empresa del sector cosmético que quiera evaluar la seguridad de sus productos solo tiene que introducir sus características en esta plataforma y, con muy poca información más allá de la estructura química, el sistema de permitirá hacer una predicción en términos de lo tóxico que puede ser sobre la piel humana o sobre el agua o los suelos”, explica Fito.

Además, si el producto incluye alguna sustancia tóxica o relativamente peligrosa, el sistema puede proponer cambios y buscar sustancias alternativas que no tengan esos efectos.

Un segundo módulo de la plataforma está centrado en garantizar la seguridad en los procesos de producción, y para ello permite estimar cuál es el potencial de exposición que tiene un trabajador a agentes químicos o a nanomateriales.

En la misma línea que el sistema anterior, esta tecnología puede ayudar a orientar al empresario industrial o a los técnicos de prevención de riesgos laborales a “buscar alternativas”: “Se puede indicar si es necesario mejorar a ventilación de la planta, la contención, utilizar cabinas o equipos de protección individual”.

En tercer lugar, la plataforma integra también un “sistema de toma de decisiones”, como explica Carlos Fito, que detalla que “el hecho de cambiar un producto, aunque sea la superficie de la sustancia que se utiliza o su composición, o variar un proceso productivo, tiene efectos en la función de ese producto o en su coste”.

“Si a un cartucho de tinta negra de impresora le quitamos una sustancia que pueda ser peligrosa, igual luego la tinta ya no es roja sino negra”, añade.

Por eso, los usuarios cargan a la plataforma los datos sobre su producto y el sistema les dice qué modificaciones se pueden hacer desde el punto de vista de la seguridad y la sostenibilidad, pero también qué consecuencias tienen esas modificaciones: “Si aumenta el coste, si cambia la función del producto o en qué medida aumenta lo seguro que es”.

“Puede que un material sea muy seguro pero el incremento de coste que conlleva no sea asumible, y puede que un producto muy seguro no sea funcional”, indica el investigador, que apuesta por adoptar “las soluciones que tengan un balance asumible” ya que, reconoce, “lo que hay detrás es una industria que tiene que vender un producto y hacerlo de forma competitiva”.

Pinturas, fármacos, cosméticos y nanotecnología

Originalmente planteada para el “gran sector químico”, la plataforma de SSbD-CV ofrece “ventajas” a sectores como la producción de biocidas, de productos fitosanitarios, de pinturas, aditivos, cosméticos o “todas las actividades industriales donde haya un manejo de algún tipo de sustancia”.

También es útil para el sector de las nanotecnologías, empresas que fabrican nanomateriales o sustancias químicas que tienen la particularidad de que tienen un diámetro siempre inferior a 100 nanómetros, con aplicaciones en la industria tecnológica, automovilística y plástica.

Tecnológicamente, este proyecto se centra en el uso de modelos matemáticos con una base tecnológica y, en concreto, en la quimioinformática, que, como afirma Fito, “permite establecer relaciones entre la estructura de una sustancia química y la actividad biológica”.

Para ello, desarrollan grandes bases de datos a las que aplican estadística y modelos de ‘machine learning’, es decir, inteligencia artificial y redes neuronales para que la plataforma pueda relacionar conceptos y hacer sugerencias.

Para el gerente del Área Tecnológica de Seguridad y Tecnologías de Monitorización Ambiental de Itene, “ha habido un cambio importante en términos de sensibilidad con la necesidad de evitar la toxicidad” que en parte achaca a la pandemia.

“Se ha dado un incremento, ligado al Covid, de estudios sobre toxicidad y exposición, sobre todo relacionados con las mascarillas o con el control de las cantidades de contaminantes”, destaca.

Pero este progreso tecnológico e investigador, añade, debe tener en cuenta que “las empresas tienen que desarrollar productos competitivos para hacer frente a los bajos costes en otros continentes”.