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VALLADOLID

De dañar el planeta a crear valor

Investigadores de la UVA estudian la transformación de metano en plásticos biodegradables sustitutos de los convencionales y en ectoína, una materia prima usada en cosmética.

E. LERA
15/10/2019

 

Son dos caras de la misma moneda. Una es positiva, basada en la economía circular. La otra, contaminante y peligrosa. Los gases de efecto invernadero tienen ese poder. Dañan pero también pueden convertirse en productos de valor añadido. Y es que el aumento de la concentración de estos gases en la atmósfera de la tierra representa el mayor desafío actual a la economía mundial y a la habitabilidad en muchos lugares del planeta a medio-largo plazo.

Las evidencias científicas que achacan el cambio climático al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero atribuidas a los seres humanos son cada vez mayores, y la idea de reducir o modificar los actuales estándares de vida no es un impedimento para comenzar a descarbonizar nuestro estilo de vida de una forma sostenible. En este escenario, los gases de efecto invernadero como el metano representan una materia prima muy valiosa y poco explotada a partir de la cual generar productos de valor comercial utilizando procesos sostenibles como las biotecnologías.

En esta línea de investigación, la transformación de un problema ambiental como las emisiones de metano en una oportunidad de negocio, se basa el trabajo que en la actualidad se lleva a cabo en el Instituto de Procesos Sostenibles de la Universidad de Valladolid (UVA). El equipo deja su sello en los proyectos europeos Urbiofin y Deep Purple –premiado por la Real Academia de Doctores de España–, que investigan, entre otros procesos, la transformación del metano en plásticos biodegradables sustitutos de los convencionales y en ectoína, una materia prima muy utilizada en la industria cosmética.

«Esta transformación de un gas de efecto invernadero como el metano en productos con valor comercial y medioambientalmente más sostenibles se lleva a cabo mediante el uso de microorganismos especializados en biorreactores de alto rendimiento», explica Raúl Muñoz, investigador y profesor del departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente de la Escuela de Ingenierías Industriales.

Esta iniciativa se complementa con otra con sello autonómico –gracias a la financiación de la Junta de Castilla y León– y centrada en la ingeniería metabólica para aumentar el abanico de productos potencialmente sintetizables a partir del metano. En su opinión, este proyecto posibilita llevar a cabo una descarbonización de la economía europea y la transición hacia una bioeconomía más sostenible, en línea con los objetivos del Instituto de Procesos Sostenibles de la UVA.

Muñoz tiene claro que la transformación de un gas de efecto invernadero como el metano en productos con un valor comercial representa una «oportunidad de negocio» para las industrias generadoras de estos contaminantes. «Las biotecnologías que hemos desarrollado permiten la transición de un escenario en el que la generación de gases de efecto invernadero representa un coste para su tratamiento, a un nuevo escenario en el que estos gases son la materia prima para generar un beneficio adicional por la venta de nuevos productos como bioplásticos o ectoína, con la consiguiente mitigación del cambio climático», sostiene.

La tecnología desarrollada para estos proyectos se basa en el uso de unos microorganismos muy particulares: los metanótrofos. ¿Cómo actúan en presencia del metano y en ausencia de nitrógeno? Detalla que son capaces de transformar de una manera sostenible emisiones de metano en plásticos biodegradables, lo que ayudaría a mitigar otro de los grandes problemas ambientales en este siglo XXI, como es la contaminación de los océanos por plásticos derivados del petróleo. De hecho, el investigador de la UVA asegura que en presencia de altas concentraciones de sal en el medio del cultivo, son capaces de sintetizar también ectoína para protegerse de la alta salinidad. Estos procesos se llevan a cabo en biorreactores de alta transferencia de masa. Además, existen herramientas que brindan la opción de estudiar las rutas metabólicas de estos microorganismos para potenciar la fabricación de los productos deseados.

Para Raúl Muñoz, disponer de procesos que eliminen gases de efecto invernadero y generen beneficio económico directo en el proceso de lucha contra el cambio climático es una «oportunidad única» para que incluso aquellos que por desidia niegan el cambio climático, se interesen por la eliminación de gases de efecto invernadero. «Los metanótrofos no solo pueden transformar el metano en bioplásticos o productos cosméticos, también pueden generar productos para alimentación animal y materias primas para la industria química –sustitutos del petróleo–».

Indica que los procesos de eliminación del metano asociados a la producción de plásticos o artículos de cosméticos ofrecen la posibilidad de disminuir los costes de producción de estos mismos productos mediante tecnologías convencionales, ya que la materia prima es un contaminante sin valor económico. Por otro lado, añade, están los efectos medioambientales positivos y el ahorro económico indirecto derivado de evitar las consecuencias de fenómenos climáticos extremos como las sequías y gota fría que España sufre, o huracanes de mayor intensidad en otras zonas del planeta.

La idea surgió de forma natural considerando el historial de investigación del equipo vallisoletano. Dentro del subgrupo de tecnología ambiental del Instituto de Procesos Sostenibles se ha trabajado en el desarrollo de contaminantes atmosféricos, inicialmente olores, después contaminantes industriales tóxicos y en los últimos años los esfuerzos se han centrado en la eliminación de gases de efecto invernadero –metano, dióxido de carbono y óxido nitroso–.

El Instituto de Procesos Sostenibles es pionero a nivel mundial en el desarrollo de procesos de conversión de gases de efecto invernadero en nuevos productos comerciales. «Nuestra experiencia estaba centrada tradicionalmente en el desarrollo de biorreactores de alta transferencia, pero en los últimos años el grupo ha incorporado biólogos moleculares y biólogos de los sistemas para aumentar nuestra competitividad a nivel internacional. En la actualidad, cubrimos todas las disciplinas necesarias para optimizar esta línea de investigación, desde el nivel molecular hasta el escalado de los procesos a escala semiindustrial», resume.

En investigación, Raúl Muñoz apunta que los siguientes pasos del equipo van a ser seguir trabajando de una forma tan intensa y eficiente como hasta ahora para lograr productos internacionales, capital humano de excelencia y cerrar acuerdos con empresas para transferir el conocimiento que se crea en el Instituto de Procesos Sostenibles, el único reconocido con el sello de excelencia de Castilla y León. En docencia, afirma que quieren seguir formando buenos graduados en Ingeniería Química y desarrollando la excelencia en el máster en Ingeniería Ambiental.

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