Un nuevo proceso productivo en la industria qu\u00edmica casi siempre empieza con la elecci\u00f3n del solvente m\u00e1s apropiado para la formulaci\u00f3n de un nuevo medicamento, una pintura con secado m\u00e1s r\u00e1pido o hasta un champ\u00fa que ayuda a desenredar el cabello. Al seleccionar el solvente adecuado, que no es otra cosa que un l\u00edquido, como la acetona, el benceno, el alcohol y tantos otros, es posible separar un ingrediente de una sustancia compleja. Aun cuando el producto final sea un s\u00f3lido, los procesos de fabricaci\u00f3n industrial en sus etapas iniciales generalmente se inician en bases l\u00edquidas. En las pruebas tradicionales en los laboratorios, la fase de experimentaci\u00f3n para identificar los solventes m\u00e1s indicados para un nuevo producto, o incluso para modificar formulaciones que ya se encuentran en el mercado, pueden demorar varios d\u00edas, e incluso semanas. Pero ahora, un software desarrollado en el marco de un convenio entre Rhodia Brasil y la Facultad de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica (FEQ) de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp) permite imprimirle rapidez a ese proceso, lo cual redunda en un gran ahorro de tiempo.<\/p>\n
Respuesta r\u00e1pida Antes de empezar a utilizar el nuevo software, producto de un proyecto de investigaci\u00f3n financiado por la FAPESP en el marco del programa Asociaci\u00f3n para la Innovaci\u00f3n Tecnol\u00f3gica (PITE), Rhodia trabajaba con una lista est\u00e1ndar de alrededor de 90 solventes, tanto para producir sus productos como para atender los pedidos de los clientes. “Hac\u00edan experimentos con cada uno de ellos, un proceso lento, caro y no muy apropiado”, comenta el profesor Mart\u00edn Aznar, coordinador del proyecto. “Pero ahora hemos desarrollado una herramienta que permite restringir esta lista a tan solo seis o siete solventes, que de cualquier manera es representativa”, dice. Para crear el software, los investigadores tomaron como base un modelo te\u00f3rico denominado metodolog\u00eda de Hansen, utilizado en la industria qu\u00edmica desde la d\u00e9cada de 1970 para la formulaci\u00f3n de productos con pol\u00edmeros, que son los pl\u00e1sticos, las gomas y las siliconas, y solventes org\u00e1nicos, especialmente pinturas. Pero ese m\u00e9todo a\u00fan no se hab\u00eda empleado para los s\u00f3lidos cristalinos.<\/p>\n Fase de equilibrio Uno de los cambios planteados con este proyecto es el uso de datos cualitativos. Mediante este m\u00e9todo, basta con tomar un tubo de ensayo, poner en \u00e9l una cantidad est\u00e1ndar de solvente puro, estipulada en 0,9 gramo por 0,1 gramo de s\u00f3lido, y dejarlo agit\u00e1ndose durante 24 horas en una m\u00e1quina mezcladora, en posici\u00f3n vertical.<\/p>\n De esta forma, tanto el s\u00f3lido como el solvente permanecen en contacto todo el tiempo. Para efectuar el test, se utilizan 47 frascos con diferentes solventes. “Es un m\u00e9todo m\u00e1s r\u00e1pido y m\u00e1s barato que el cuantitativo, pues lo \u00fanico que hay que hacer es ver si el s\u00f3lido se ha disuelto”, dice Marlus Pinheiro Rolemberg, que tambi\u00e9n particip\u00f3 en la investigaci\u00f3n en calidad de becario de posdoctorado. En el laboratorio de la FEQ, Unicamp, debido al tama\u00f1o del agitador, los frascos que se utilizan son los tradicionales tubos de ensayo. Pero en Rhodia, los recipientes de vidrio son diminutos, y no tienen ni 5 cent\u00edmetros de longitud. De esta forma, se reducen los gastos con reactivos para hacer los ensayos de solubilidad y en el tiempo de respuesta. Con las informaciones cualitativas y la metodolog\u00eda de Hansen, el programa desarrollado en la Unicamp apunta cu\u00e1les son los solventes m\u00e1s apropiados para trabajar con s\u00f3lidos cristalinos y tambi\u00e9n con pol\u00edmeros. Los m\u00e1s adecuados aparecen indicados en la pantalla de la computadora.<\/p>\n Las investigaciones que llevaron al desarrollo del software se hicieron en asociaci\u00f3n con el Centro de Investigaciones de Paul\u00ednia, uno de los cinco centros que el grupo franc\u00e9s tiene en el mundo, responsables del desarrollo de aplicaciones y nuevos productos y procesos. Otros dos est\u00e1n instalados en Lyon y Aubervilliers, Francia, uno en Cranbury, Estados Unidos, y el \u00faltimo en Shangai, China. \u00c9stos funcionan interconectados, como una red. “Cuando hay un problema de solvencia en Francia, Estados Unidos o China, ellos nos consultan para saber qu\u00e9 solvente se adecua m\u00e1s a determinada aplicaci\u00f3n”, dice Macret. Al final del a\u00f1o pasado, se utiliz\u00f3 el software para solucionar un problema que hab\u00eda en un producto desarrollado en uno de los centros de investigaci\u00f3n de Francia. Por una cuesti\u00f3n de secreto industrial, los investigadores dijeron que se trata meramente de un catalizador (una sustancia que se emplea para modificar la velocidad de una reacci\u00f3n qu\u00edmica) que, al prob\u00e1rselo en escala piloto en laboratorio, estaba reaccionando con un solvente. “Ellos pretend\u00edan hallar opciones de otros solventes”, comenta Rolemberg. “Hicimos las pruebas y apuntamos cu\u00e1les se adecuaban mejor a aquella mol\u00e9cula con la que ellos estaban trabajando.”<\/p>\n Al margen de fabricar solventes, la empresa tambi\u00e9n atiende solicitudes de clientes que necesitan cambiar algo en sus f\u00f3rmulas con motivo de problemas ambientales, de legislaci\u00f3n o, incluso, porque el solvente empleado reacciona con el producto. “La demanda referente al cambio en busca de solventes m\u00e1s eficaces ha ido en aumento, tanto en Europa como en Estados Unidos, y est\u00e1 llegando a Brasil”, dice Macret. “El software nos brinda la indicaci\u00f3n de qu\u00e9 solventes podemos utilizar en ese intercambio. En lugar de probar con seis, lo hacemos directamente con dos o tres”. Esta herramienta es para Rhodia una pieza importante, pues ayuda en proyectos desarrollados en laboratorio, en las etapas iniciales del proceso industrial. “Permite entrar en un \u00e1ngulo al que otros software no llegan”, dice Macret. Para los investigadores, la senda para llegar al software y a la aplicaci\u00f3n de la metodolog\u00eda de Hansen para s\u00f3lidos cristalinos desemboc\u00f3 en art\u00edculos cient\u00edficos que se encuentran en fase de preparaci\u00f3n.<\/p>\n Lanzaperfume La empresa brasile\u00f1a emplea alrededor de 3 mil personas, y en 2003 tuvo una facturaci\u00f3n del orden de los 1.800 millones de reales. En todo el mundo, el grupo tiene una plantilla de personal que llega a los 23 mil empleados, y factur\u00f3 cerca de 5.400 millones de euros en 2003. Las inversiones anuales en investigaci\u00f3n y desarrollo, que comprenden a los centros de investigaci\u00f3n y laboratorios dispersos por el mundo, son de alrededor de 180 millones de euros. En Brasil ascienden a unos 30 millones de reales por a\u00f1o. Las inversiones en este sector incluyen tambi\u00e9n la concreci\u00f3n de convenios y sociedades con las universidades. Para el profesor Aznar, esta interacci\u00f3n es importante y \u00fatil para ambas partes. “La empresa logra resolver un problema pr\u00e1ctico al usar el conocimiento acad\u00e9mico; y la universidad puede aplicar su conocimiento y generar un resultado valioso para la sociedad.”<\/p>\n
\n<\/strong>“Esta herramienta nos ha aportado una gran mejora, que reside en la velocidad de respuesta a los problemas de nuestros clientes y la agilidad en el desarrollo de nuevos procesos productivos”, dice Richard Macret, director de investigaci\u00f3n y desarrollo de la empresa para Latinoam\u00e9rica. La empresa es subsidiaria del grupo Rhodia, con sede en Francia y con unidades industriales en casi cien pa\u00edses, que tiene como foco la qu\u00edmica fina, las fibras y los pol\u00edmeros. Anteriormente, Rhodia hab\u00eda desarrollado otro software destinado a buscar la mejor mezcla de solventes para pol\u00edmeros. Pero \u00e9se no lograba prever la solubilidad -la cantidad m\u00e1xima de s\u00f3lido que puede disolverse en un solvente- de un tipo de productos: los s\u00f3lidos cristalinos. En dicha categor\u00eda qu\u00edmica, as\u00ed llamada debido a su ordenamiento molecular, que sigue siempre un patr\u00f3n regular de distribuci\u00f3n, se encuentran por ejemplo los principios activos de los medicamentos.<\/p>\n
\n<\/strong>El modelo empleado para determinar los valores de solubilidad se vale de tres par\u00e1metros, llamados fuerza de dispersi\u00f3n, fuerza polar y uniones de hidr\u00f3geno. Estas tres variables act\u00faan en la interacci\u00f3n de las mol\u00e9culas del reactivo y del s\u00f3lido. Al utilizar esta metodolog\u00eda, es posible detectar los solventes o las mezclas de solventes m\u00e1s apropiados para disolver pol\u00edmeros. Los investigadores extendieron la aplicaci\u00f3n de esa t\u00e9cnica a los s\u00f3lidos cristalinos. Y fueron m\u00e1s all\u00e1. “Antes de nuestro trabajo, los par\u00e1metros de solubilidad se determinaban con base en informaciones cuantitativas”, dice Aznar. Este tipo de informaci\u00f3n se obten\u00eda mediante la evaluaci\u00f3n del equilibrio de fases entre s\u00f3lido y l\u00edquido. Para entender c\u00f3mo esto funciona, basta con recurrir a una imagen sencilla: el punto de disoluci\u00f3n del az\u00facar en el agua. En determinado volumen, el agua es capaz de disolver el az\u00facar. Pero, cuando el az\u00facar comienza a depositarse en el fondo del recipiente, se dice que la soluci\u00f3n se ha saturado, es decir, que ha alcanzado el punto de equilibrio. Para llegar al resultado buscado usando esta metodolog\u00eda, es necesario utilizar una gran cantidad de reactivos.<\/p>\n
\n<\/strong>El centro de investigaciones de Ro\u00edda, con sede en Paul\u00ednia, una localidad vecina a Campinas, se encuentra dentro de una antigua hacienda que la empresa comprara en 1944 para plantar ca\u00f1a de az\u00facar y producir alcohol. En dicho centro se cre\u00f3 una nueva l\u00ednea de productos para el tratamiento del cuero, y se llevaron a cabo estudios de utilizaci\u00f3n de pol\u00edmeros en champ\u00faes que tienen la funci\u00f3n de domar cabellos crespos. De origen franc\u00e9s, la firma se instal\u00f3 en Brasil en diciembre de 1919 para fabricar el cloruro de etilo, principal componente del lanzaperfume, un producto que fue un gran \u00e9xito de ventas de la empresa en el pa\u00eds en los Carnavales de anta\u00f1o. La primera f\u00e1brica se instal\u00f3 en Santo Andr\u00e9, en la zona conocida como Gran ABC paulista, y se destinaba a la producci\u00f3n de productos qu\u00edmicos y farmac\u00e9uticos. Con el correr del tiempo, ampli\u00f3 su radio de actuaci\u00f3n y empez\u00f3 a trabajar en el desarrollo de hilos textiles sint\u00e9ticos. El primero de estos fue la poliamida, empleada en la confecci\u00f3n de medias y mayas de ba\u00f1o, que despu\u00e9s pas\u00f3 a utilizarse en otras aplicaciones, incluso fuera del sector textil, como en la producci\u00f3n de neum\u00e1ticos.<\/p>\n