AGRO20 COLOMBIA: Desarrollan biopolímeros de residuos agroindustriales de la yuca y el banano

El trabajo lo lleva a cabo el Grupo de Biotransformación de la Escuela de Microbiología de la Universidad de Antioquia en Colombia.

El hilo empleado para suturar una herida puede ser producido con biopolímero, es decir, una fibra elaborada a partir de microorganismos que actúan sobre residuos agroindustriales como la yuca agria o el banano que desechasdo. Así, es más seguro que la costura quirúrgica sea biocompatible por tratarse de un producto biológico y cercano al funcionamiento humano. Por su condición biodegradable, será absorbido fácilmente por el organismo.

Aunque parezca irreal, éste es uno de los desarrollos investigativos en los que trabaja el Grupo de Biotransformación de la Escuela de Microbiología de la Universidad de Antioquia, interesado en generar soluciones no solo favorables para el medio ambiente, sino también económicas y efectivas para reemplazar las toneladas de plástico que se usan todos los días en muchos productos de uso cotidiano e industrial.

Un ejemplo es el aprovechamiento de los residuos del banano y de la yuca agria, productos en abundancia en la zona bananera de Antioquia. Allí, gracias al trabajo de maestría de Mariana Cardona, profesora vinculada al Instituto de Microbiología, se ha logrado hacer uso de la bacteria Ralstonia euthopha para producir un biopolímero.

El proyecto, apoyado por el Programa Gestión Tecnológica y la Vicerrectoría de Investigación, incluye aplicar el mismo principio en otros sustratos como vinazas o residuos de la industria del etanol, de uso cotidiano en fábricas de licores. Además, a través de otras investigaciones se busca la producción de biopolímeros a partir de residuos del biodiesel.

“Tratar de reutilizar los residuos de la industria agrícola para producir este tipo de materiales, que tienen múltiples aplicaciones, es un trabajo no sólo promisorio, sino también muy grande”, dijo la doctora en ingeniería y coordinadora de la línea de biopolímeros del Grupo de Biotransformación de la Escuela de Microbiología, Lina María Agudelo Escobar.

Agudelo explicó que algunos microorganismos bajo condiciones específicas, pueden aprovechar una fuente de carbono, como por ejemplo, el azúcar, para transformarlo en un material polimérico y acumularlo en su interior, éste se recupera y se transforma obteniendo un biopolímero, con una aplicación especial porque dependiendo del microorganismo y de la fuente de carbono que se utiliza, se puede obtener una amplia variedad de estos materiales.


Biotecnología aplicada

De acuerdo con Agudelo, el grupo trabaja en la línea de biopolímeros, buscando la producción de materiales con características como el poliéster, que puedan tener el potencial para ser usados en la fabricación de vasos desechables, bolsas y otros artículos que se producen actualmente con material plástico convencional derivado del petróleo.

“Lo que hacemos es tratar de obtener un material polimérico a través de materias primas renovables y de microorganismos que mediante procesos biotecnológicos como las fermentaciones, pueda tener el potencial de reemplazar el plástico producido a partir del petróleo”. El impacto es enorme si se tiene en cuenta que un vaso elaborado con biopolímero puede degradarse rápidamente en el ambiente, en un lapso inferior a un año; contrasta con el tiempo estimado de 10 a 500 años, que se demora en descomponerse un vaso desechable tradicional.

Esto sin contar con la reducción de riesgos contaminantes y que los biopolímeros pueden incidir favorablemente ante los efectos del cambio climático, especialmente por las características de su producción y su fácil biodegradación.

Cada vez se presenta una mayor exigencia legislativa frente al tema del reciclaje y existe una mayor consciencia de los consumidores frente a los componentes y la capacidad de reciclaje de los productos que compran. En un mundo donde el 50 por ciento de los materiales son plásticos y casi todo lo que existe es plástico “el reto es producir un material que tenga igual versatilidad y ofrezca las mismas ventajas del plástico, pero que sea menos contaminante”, advirtió Agudelo.

Los biopolímeros son productos verdes, pues su ciclo de vida es cerrado, su obtención se inicia potenciando el uso de los recursos naturales renovables de forma ética, tomando sólo los que son residuos para transformarlos y obtener productos útiles que pueden reemplazar muchos de los actuales productos que se encuentran en mercado. Al final de su vida útil, los biopolímeros son degradados y sus componentes son reabsorbidos por la naturaleza.

Este es un universo maravilloso si se tiene en cuenta que existen unos 300 microorganismos con potencial de producir unos 150 tipos de estructuras poliméricas diferentes, y que cada uno es particular y puede ofrecer múltiples alternativas al mercado de los plásticos.

En la Universidad de Antioquia, estos biopolímeros se estudian desde 2009, bajo el enfoque de biotecnología aplicada del grupo de investigación en el que realiza todo el bioproceso. Lo busca es edisminuir costos en la producción del biopolímero, mejorando todas las etapas del proceso. Para ello trabajan con materias primas renovables y menos costosas como los residuos agroindustriales; con cepas más productoras; en condiciones operacionales más favorables de temperatura, aireación, agitación, entre otras y también en la mejora de la recuperación del material.

"Desarrollamos procesos que sean factibles en la industria. El objetivo es mejorar todas estas etapas del proceso para obtener una cantidad suficiente de biopolímero que permita reemplazar en alguna proporción la demanda actual de plásticos”.

La filosofía del Grupo de investigación es el trabajo articulado e interdisciplinario entre microbiólogos, biotecnólogos e ingenieros, para generar desarrollos biotecnológicos aplicados que puedan ser implementados a nivel industrial y que ofrezcan alternativas de solución a problemas de gran impacto social.


Fuente: UDEA/DICYT