Avance argentino con Países Bajos: un grupo de investigadores crearon una biorrefinería para hacer bioplásticos

Un equipo de investigadores de la Universidad de Groningen, en Países Bajos, consiguió aprovechar integralmente residuos agroindustriales, como paja de trigo y rastrojo de maíz, y convertirlos en productos con valor comercial, como compuestos aromáticos y bioplásticos.

Del desarrollo también participó Martín Palazzolo, investigador del Conicet en la Universidad de Cuyo. El grupo de expertos creó un innovador modelo de biorrefinería que permite aprovechar por completo desechos agroindustriales: el proceso biotecnológico denominado Alacen (Alkaline, Acid, Enzyme) genera una variedad de productos mediante una estrategia amigable con el ambiente y alternativa al tratamiento habitual, es decir, la combustión.

“Una biorrefinería es una alternativa sostenible a una refinería tradicional. En analogía con una refinería convencional de petróleo, lo que se hace es procesar una materia prima, en este caso renovable, de forma sostenible, minimizando el impacto ambiental, para producir bienes y servicios a partir de ese material de partida, que es de naturaleza orgánica. Es un claro ejemplo de biotecnología industrial”, señaló Palazzolo.

A partir de la paja de trigo –un desecho generado durante la cosecha de ese cereal–, los científicos identificaron una secuencia de procesos físicos, químicos y biológicos que permite aprovechar completamente esa biomasa, llamada lignocelulósica por su origen vegetal, y convertirla en productos que podrían ser utilizados en la vida cotidiana.

Tal como indicaron los expertos, una biorrefinería es una planta industrial que utiliza biomasa (materia orgánica proveniente de plantas, animales o microorganismos) en lugar de petróleo como materia prima. En los últimos años, la biomasa lignocelulósica ha surgido como una alternativa para producir bioquímicos, biocombustibles, biopolímeros y otros productos valiosos. Ese tipo de biomasa es abundante y está bien distribuida globalmente como sobrante de actividades industriales o agrícolas.

De hecho, se prevé que la producción de polímeros de base biológica y los precursores de polímeros a partir de biomasa lignocelulósica sea uno de los elementos críticos para la transición hacia una sociedad neutra en carbono.

Lo que viene

El nuevo modelo Alacen es, en concreto, un conjunto de procesos de biorrefinería que permiten fraccionar biomasa de origen agroindustrial y convertir todos sus componentes en productos y precursores con valor agregado.

Según explicó Palazzolo, el proceso tiene varias etapas. La primera consiste en analizar la composición de la biomasa lignocelulósica. Luego, ésta debe refinarse o separarse en sus componentes: celulosa, hemicelulosa, lignina y otros minoritarios. Allí radica la innovación de Alacen: el proceso permite “fraccionar de manera holística” los componentes individuales en cantidad, conservando al máximo sus estructuras naturales.

“Alacen consiste en combinar una serie de etapas en un orden y en una intensidad tales que permiten aprovechar al máximo la biomasa. El acrónimo proviene de sus tres pasos: alcalino, ácido y enzimático. Los primeros dos permiten fraccionar la biomasa de la manera más cuidadosa posible. El último logra cerrar el proceso de una forma eficiente y responsable con el ambiente, porque se utilizan enzimas, que son catalizadores de origen biológico y naturaleza biodegradable, sustituyendo a los químicos que, por lo general, son tóxicos”, agregó el investigador argentino.

Al aplicar Alacen a la paja de trigo, los científicos obtuvieron varios productos: azúcares y compuestos aromáticos, que pueden ser utilizados para preparar biocombustibles y alimentos, y un bioplástico, es decir, un plástico de origen biológico.

“En la última etapa hay un paso de fermentación, con el que producimos un bioplástico. Para aprovechar una parte de los azúcares derivados de la biomasa lignocelulósica con la que generalmente es difícil generar productos de fermentación, pensamos en un microorganismo particular, Schlegelella thermodepolymerans”, señaló Palazzolo.

Esa bacteria tiene la capacidad de convertir los azúcares en plásticos, que se acumulan en forma de nódulos en su interior. “Es realmente relevante ver que uno podría, con ingeniería, optimizar y escalar ese proceso biológico para explotar aún más la capacidad intrínseca de la bacteria”, añadió el biotecnólogo.

El trabajo representa un avance en la transición desde un modelo lineal de producción hacia uno circular, responsable con el medio ambiente. Además, aborda uno de los mayores desafíos en la refinación de biomasa, que es el de aprovechar al máximo cada uno de sus componentes sin comprometer su calidad y cantidad.

“Demostramos que Alacen puede aplicarse para procesar holísticamente otras biomasas lignocelulósicas, además de la paja de trigo, como cañas, rastrojo de maíz y bagazo de caña de azúcar. Estas materias primas están ampliamente disponibles como residuos en los territorios con producción agrícola, es decir, prácticamente en todo nuestro país”, cerró Palazzolo.

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