Diario de León

Potencial estratégico

RESIDUOS AGRÍCOLAS DE ALTO VALOR. Producir microorganismos modificados genéticamente a partir de paja de maíz y pulpa de remolacha para generar la materia base de bioplásticos de alto valor añadido es el objetivo del proyecto Biopolrex, en el que participa Inbiotec

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Utilizar como base subproductos agrícolas (concretamente la paja de maíz y la pulpa de remolacha) y modificar genéticamente microorganismos que se alimentan de ellos y se toman como base para la producción de bioplásticos, destinados sobre todo a la producción de adhesivos y recubrimientos, pero como muchas otras aplicaciones comerciales. Es el objetivo del proyecto Biopolrex, que «puede considerarse estratégico para ofrecer nuevas oportunidades al mundo rural».

León es la provincia con mayor superficie cultivada de maíz, casi 65.000 hectáreas, y la segunda que produce más remolacha, alrededor del 20% del total nacional. Una producción agrícola que genera anualmente 20.000 toneladas de paja de maíz y 40.000 toneladas de pulpa seca de remolacha, subproductos que, según explica Carlos García Estrada, investigador principal del Proyecto Biopolrex, tienen «especial relevancia desde el punto de vista de su escaso valor de mercado, pero también de su potencial de aprovechamiento en procesos de biorrefinería de segunda generación, es decir, los que no utilizan como fuente de biomasa cultivos que compitan con la alimentación humana o animal».

El proyecto Biopolrex emplea microorganismos capaces de degradar estos subproductos y utilizarlos como alimentos para poder crecer sobre ellos y biosintetizar los precursores de bioplásticos, por lo que «podría considerarse una iniciativa estratégica para ofrecer nuevas oportunidades al mundo rural, donde abunda la fuente de materia prima renovable llamada a crear una nueva revolución que será capaz de sustituir a los hidrocarburos fósiles: la biomasa».

En este proyecto participa la Universidad de León a través del Instituto de Biotecnología de León (Inbiotec), junto con la Universidad de Alcalá de Henares y el Instituto Tecnológico del Plástico de Valencia (Aimplas). Se trata de «un proyecto multidisciplinar de economía circular que busca la revalorización de subproductos agrícolas a través del uso de procesos biotecnológicos y la posterior transformación de las moléculas producidas mediante procesos químicos en productos de alto valor añadido como bioplásticos».

 

Los subproductos se utilizan como nutrientes para que microorganismos modificados genéticamente produzcan precursores de los bioplásticos

La transformación de estos subproductos agrícolas en bioplásticos consta de dos fases, según explica García Estrada. «La primera consiste en un proceso biotecnológico en el que estas materias son utilizadas como nutrientes para que microorganismos como bacterias y levaduras modificadas genéticamente crezcan y produzcan los precursores (terpenoides) de esos bioplásticos. Esta primera fase es la que se realiza en Inbiotec. La segunda fase consiste en utilizar esos precursores producidos por los microorganismos una vez que se han purificado, y mediante ingeniería química transformarlos en bioplásticos avanzados. Para ello se utilizan catalizadores basados en metales abundantes». Esta fase es la que realizan los otros dos socios del proyecto.

El investigador señala que el trabajo de Inbiotec «se basa en la biotecnología, más concretamente en la ingeniería genética. La manipulación genética de algunos microorganismos para introducirles genes que no están en ellos de manera natural permitirá que puedan poroducir a partir de los residuos agrícolas esas moléculas básicas que sirvan para después, mediante ingeniería química, se transformen en polímeros».

Phaffia rhodozyma, una levadura que se emplea en el proyecto. DL

Pigmentos anaranjados que produce esa levadura. DL

Y añade que «la ventaja de esta tecnología es que nos permite aprovechar unas determinadas características positivas de un organismos para algo en concreto y además sumarle otras que naturalmente no posee, con el fin de optimizar el proceso biotecnológico». La ingeniería genética («siempre bajo estrictos criterios de bioética y normativa») permite así a los científicos crear organismos a la carta para dar solución a los problemas y mejorar el rendimiento económico-comercial de procesos de interés.

El resultado de todos estos procesos es la obtención de bioplásticos. «Son materiales obtenidos a través de fuentes renovables que buscan sustituir a los plásticos convencionales obtenidos del petróleo. Para lograrlo han de tener las mismas propiedades mecánicas, ópticas, de procesabilidad, etc. que los plásticos que usamos actualmente».

García Estrada recuerda que se llevan trabajando en este área desde «los años 2000, y aún quedan muchos procesos por optimizar. En nuestro caso nos hemos centrado en un recurso particularmente abundante en la región, como la paja de maíz y la pulpa de remolacha. A partir de ahí es posible obtener terpenoides que son moléculas funcionalizadas con un gran potencial para dar lugar a materiales poliméricos o bioplásticos».

El investigador explica que, en particular, «los politerpenos son muy versátiles porque son muy compatibles con otros polímeros como por ejemplo las poliolefinas y copolímeros de tipo estirénico, como el SBS, así como con EVA, PUR y acrílicos». Elementos que se utilizan con frecuencia como (co)adhesivos en muchos adhesivos termofusibles y sensibles a la presión de alta calidad. «Por ejemplo, los politerpenos aromáticos modificados y las resinas fenólicas terpénicas aportan una adherencia en caliente muy alta y adhesión a sustratos difíciles de unir, como papel recubierto y reciclado, vidrio y papel aluminizado, y por esta razón se usan con frecuencia como (co)adhesivos en la encuadernación de libros y en adhesivos de fusión en caliente. También encuentran un uso como modificadores, agentes homogeneizadores y promotores de adhesión en pinturas, barnices, detergentes, sellantes, masillas y compuestos de caucho como neumáticos como agentes de pegajosidad en neumáticos, o como recubrimientos para diferentes industrias como la de construcción, etc. Hay que tener en cuenta que además estos productos tienen otras propiedades muy interesantes de tipo antioxidantes y antimicrobianos por lo que tienen un potencial altísimo».

En todo caso la llegada de los desarrollos en los que se centra el proyecto Biopolrex a los mercados y las cadenas de producción no está cerca. «Sus propiedades mecánicas no se espera que sean competitivas, por eso lo que se busca es su aplicación en recubrimientos, pinturas, adhesivos o barnices. Además, pueden utilizarse como aditivos para mejorar la reciclabilidad de otros plásticos».

Los bioplásticos que se desarrollan en este proyecto pueden tener aplicaciones en áreas que van desde automoción y electrónica hasta mobiliario, higiene, productos de cuidado personal y fabricación de calzado, en embalaje para conseguir una fuerte adhesión y alta resistencia.

«A la vista de todos los mercados a los que se podrían dirigir, y de hecho ya se dirigen por parte de algunas empresas, su situación en el mercado actual es más baja de lo que se debería esperar atendiendo a sus altas propiedades. La razón sobre todo es su precio en comparación con otros compuestos para las citadas aplicaciones, aunque cada día esta situación va mejorando. Hay que seguir trabajando para conseguir procesos que sean más rentables y permitan que su precio de mercado se reduzca todavía más. Pero también hay que dar a conocer este tipo de productos naturales que muchas empresas no utilizan más por desconocimiento que por otros motivos. Por ello es necesario hacer difusión de las cualidades de los mismos».

 

Retos de la Sociedad

Biopolrex es un proyecto con una duración de 36 meses, financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades con 225.000 euros, de los cuales 71.000 euros corresponden al trabajo que se está haciendo en León. Se enmarca en el Programa Estatal de I+D+i orientado a los Retos de la Sociedad. En Inbiotec su investigador principal es Carlos García estrada, investigador y profesor asociado de la Universidad de León, con Alberto Sola, Katarina Kosalková. Carlos Barreiro y Mar Calonge.

Alternativa rural

«El residuo agrícola hay que verlo siempre como un posible recurso, ya que permiten obtener una gran variedad de productos a partir de ellos. hay que buscar las mejores metodologías microbiológicas y químicas para lograr su transformación en precursores útiles, y la solución más efectiva es tener distintos procesos a pequeña escala y al nivel local. Así será posible avanzar hacia una economía circular donde la energía solar fijada por las plantas sea reutilizada de modo eficiente».

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