//Latinoamérica// Suponen un desafío ambiental significativo que abordar en los próximos años, así como nuevos retos y oportunidades para las empresas dentro del marco de la economía circular.

Por Licinio Díaz, Isabel de la Torre & Soraya Sánchez - ITENE

 

Con este aumento creciente de la industrialización del sector agrícola, se ha producido un consecuente incremento en la generación de biorresiduos, lo cual supone un desafío ambiental significativo que abordar en los próximos años, así como nuevos retos y oportunidades para las empresas dentro del marco de la economía circular y del aprovechamiento de estos residuos para el desarrollo de nuevas materias primas secundarias y la creación de nuevas cadenas de valor.

 

Según la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura) en 2020 el desperdicio de alimentos y cultivos se suma a pérdidas económicas de alrededor de 936.000 millones de dólares y es responsable del 8% de todas las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero (GEI). Sólo en Europa, cada año se desperdician alrededor de 90 millones de toneladas de alimentos y 700 millones de toneladas de cultivos, residuos caracterizados por presentar un alto contenido en materia orgánica y que tienen un alto potencial de valorización.

 

En este contexto, surge un nuevo aliado: la biotecnología, un área de investigación que nace de los avances en campos como la enzimología, la biología molecular, la ingeniería genética y la biología sintética. Este proceso de valorización consiste en la degradación del polímero- en presencia o en ausencia de oxígeno- por la acción de microorganismos, insectos o enzimas.

 

Gracias a ella se han abierto camino nuevas líneas de desarrollo y cadenas de valor, que permitirán dar el salto a una economía circular, empleando los biorresiduos como materias primas secundarias para la generación de compuestos de alto valor añadido para múltiples sectores industriales.

 

Actualmente, gran parte de estos residuos no son valorizados, por lo que acaban en el vertedero -con los consecuentes problemas de emisión de gases de efecto invernadero y fermentaciones anaerobias no deseadas y el consiguiente riesgo de explosión e incendios- o se utilizan en aplicaciones de bajo valor añadido, como pueden ser la producción de compost o la alimentación animal.

 

Todo lo mencionado, junto con la reciente aparición de los objetivos marcados por la Comisión Europea para 2030, que limita al 10% los vertidos a vertederos y establece que el 100% de los envases deben ser reciclables, reutilizables o compostables (Directiva (UE) 2018/852 y Real Decreto 293/2018), marcan el horizonte de una Europa más sostenible y en la que se potenciarán nuevos modelos industriales basados en la economía circular.

En este sentido, la biotecnología permite recuperar y extraer valor de aquello que en principio son solo desechos y es un aliado clave hacia la que se quiere encaminar la Unión Europea (UE). Por todo ello, cada vez son más las empresas que buscan dar una nueva oportunidad a sus desechos, tanto plásticos como agroalimentarios, y la biotecnología se está postulando en los últimos años como una buena alternativa para transformar dichos residuos en productos de alto valor añadido mediante procesos eficientes, sostenibles y de bajo impacto ambiental.

 

Estos procesos están basados en el uso de microorganismos (y/o enzimas) para la transformación de biorresiduos en productos de valor, utilizándolos como biofactorías, generalmente mediante procesos fermentativos. Dentro de este contexto, se pueden desarrollar bioprocesos para la valorización y obtención de productos de alto valor añadido para múltiples sectores industriales.

 

Entre los diferentes productos que se pueden obtener, destacan los biomateriales como los bioplásticos, una categoría que ha despertado el interés del sector del envase y embalaje, ya que, al ser biodegradables y compostables, cumplen con las nuevas directrices marcadas por la UE.

 

En este sentido, se han descrito una multitud de microorganismos productores de biopolímeros que se pueden emplear como materiales de envase a partir de biorresiduos. Un ejemplo son los polihidroxialcanoatos (PHA) y la celulosa microbiana, así como el ácido polilactico (PLA) o el polibutilen succinato (PBS), a partir de ácido láctico o ácido succínico respectivamente.

 

En la industria alimentaria y la industria química, presentan gran interés los ácidos orgánicos que se pueden obtener a partir de residuos. En este caso, podemos encontrar el ácido cítrico o el ácido láctico, ácidos que en la actualidad se obtienen mediante fermentación, pero empleando azúcares de primera generación como materia prima. Esta materia prima es cara y genera un gran impacto medioambiental, por lo que se ha desarrollado la obtención de azúcares fermentables a partir de determinados residuos lignocelulósicos sometidos previamente a procesos de sacarificación (hidrolisis enzimática de fibras celulósicas). Otros ácidos que se pueden obtener por la vía fermentativa son el ácido succínico o el ácido fumárico.

 

Los biofertilizantes y bioestimulantes también se pueden obtener a partir de residuos alimentarios, que son empleados para el desarrollo y crecimiento de diferentes microorganismos con potencial promotor del crecimiento vegetal, como son los Plant Growth Promoting Microorganisms (PGPR), los cuales son capaces de movilizar nutrientes del suelo y favorecer su asimilación por parte de las plantas.

 

Actualmente, la biotecnología industrial se está centrando en la investigación y el desarrollo de nuevos procesos para la obtención de diferentes productos a partir de distintos tipos de residuos. Por ello, desde el Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística (ITENE), estamos apostando por estas tecnologías, capaces de transformar los biorresiduos de la industria agroalimentaria, como biorrefinerías de segunda generación, en fuentes de valor añadido para un amplio abanico de sectores industriales. Dentro de este concepto, se integran todos los procesos para la conversión de residuos orgánicos a múltiples bioproductos aportando valor en sectores como el químico, la industria alimentaria o la industria farmacéutica y cosmética. Prueba de todo ello son los numerosos proyectos de I+D nacionales y europeos que se están desarrollando en esta temática en ITENE.

 

Uno de ellos es BIOSUST (Procesos avanzados de descontaminación de pasta de papel, compostabilidad industrial, hidrólisis y fermentación de residuos orgánicos), donde se ha conseguido el máximo aprovechamiento de los residuos urbanos en aplicaciones de alto valor añadido a nivel industrial (precursores, productos técnicos, polímeros, alcoholes, para su posterior empleo en la industria del packaging, alimentaria y textil, así como en el campo de los biofertilizantes, entre otros). Este proyecto, desarrollado por ITENE (2018-2019), ha sido financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) de la Generalitat Valenciana, a través de los fondos europeos FEDER de desarrollo regional.

 

Los residuos de origen urbano como los lodos de depuradora o la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos generan más de 138 millones de toneladas de residuos que en la mayoría de casos acaban en vertederos. Por ello, el proyecto SCALIBUR (Scalable technologies for bio-urban waste recovery, financiado por la Unión Europea, 2018-2022), se propone realizar un estudio sobre la calidad, logística y esquemas de gestión de la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales y del fango de aguas residuales urbanas para incorporar sistemas y tecnologías innovadoras y obtener productos de alto valor basados en materiales bio, como bioplásticos, biofertilizantes, biopesticidas y proteínas para alimentos y piensos. Dicho proyecto es liderado y coordinado por ITENE y participan otros 20 socios de nueve países europeos, con proyectos piloto en las ciudades de Madrid, Albano Laziale (Italia) y Kozani (Grecia).

 

Por otra parte, como comentábamos anteriormente, alrededor de un tercio de todos los alimentos que se producen cada año se desperdician y una proporción importante de ellos se encuentra en el campo de la elaboración de alimentos. El proyecto de investigación AGRIMAX, financiado por el programa H2020 de la Unión Europea, aborda de forma directa el problema relacionado con la disposición y gestión de los desperdicios alimentarios, partiendo de una iniciativa basada en la máxima valorización de estos. En este sentido, el proyecto consiste en la creación de una plataforma industrial, basada en el desarrollo de dos biorrefinerías piloto, que tendrá como objetivo convertir los residuos de la industria agroalimentaria, tales como los deshechos de productos hortofrutícolas como tomates, patatas, aceitunas o cereales, en nuevos productos de alto valor. Como resultado, se extraerán distintos biocompuestos y bioproductos que serán utilizados en el sector químico, el sector de envasado de alimentos y el sector agrícola.