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Biotecnología

Ropa confeccionada con bacterias

Biotexturas fabricadas a base de microorganismos suscitan el interés del universo de la moda

Bolt Threads Una muestra del biotejido denominado Microsilk, creado por la empresa Bolt ThreadsBolt Threads

En los últimos años, un grupo de microorganismos viene destacándose en una aplicación inusitada en la industria de la moda. Se los ha utilizado para la fabricación de biotejidos o biotelas, un material emergente de procesos biotecnológicos que surge como alternativa sostenible, si bien a menor escala, a las fibras vegetales, animales o sintéticas que utiliza el sector textil. Las biovestimentas ya se encuentran disponibles en Brasil. La empresa pionera es la startup carioca Biotecam, incubada en el Instituto Alberto Luiz Coimbra de Posgrado e Investigaciones en Ingeniería de la Universidad Federal de Río de Janeiro (Coppe-UFRJ). Los ingenieros de la empresa emplean la misma bacteria del género Acetobacter presente en el vinagre para elaborar un filme de celulosa cuyo aspecto es similar al cuero y se transforma en indumentaria y accesorios.

El químico Wim Degrave, de origen belga y uno de los fundadores de Biotecam, explica que la biotela Texticel, por ahora está destinada a un segmento del mercado compuesto por consumidores con mayor compromiso con el ambiente. La producción de la startup todavía es a escala reducida, de tan solo 4 metros cuadrados (m2) por mes, pero Degrave ya anticipa un aumento de la escala de producción, gracias a un proyecto aprobado recientemente para la automatización del proceso productivo.

“Contaremos con financiación de la estatal Embrapii [Empresa Brasileña de Investigación e Innovación Industrial] y del Sebrae [Servicio Brasileño de Apoyo a las Micro y Pequeñas Empresas] y firmamos un convenio con el Polo de Innovación del IFF [Instituto Federal de Educación, Ciencia y Tecnología Fluminense], en el municipio de Campos (Río de Janeiro)”, informa el ingeniero químico Ricardo Amaral Remer, también socio de Biotecam. La empresa no reveló el monto comprometido en la financiación.

En Estados Unidos, la empresa californiana Bolt Threads ya lanzó dos biotelas diferentes. La primera es una microseda elaborada con hilos similares a los de las telas de araña, pero en este caso fabricados con levaduras obtenidas por bioingeniería con genes de araña. Este material, denominado Microsilk, fue utilizado por la estilista inglesa Stella McCartney para producir varias piezas, entre ellas un vestido de diseño que fue presentado en el Museo de Arte Moderno (MoMA) de Nueva York, en 2017. El otro tejido es una especie de cuero bioelaborado a partir de células de micelios, cuya denominación comercial es Mylo, y se emplea para fabricar ropa, cinturones y zapatos. El micelio es el sistema de filamentos (hifas) que componen el cuerpo vegetativo (la raíz) de algunos tipos de hongos, tales como las setas, que crecen debajo del suelo.

La empresa, fundada en 2009 por tres científicos estadounidenses con doctorado en química, bioingeniería y biofísica –Dan Widmaier, David Breslaeur y Ethan Mirsky, respectivamente–, fue elegida en 2019 como una de las compañías más innovadoras del mundo por la revista de negocios estadounidense Fast Company. Con 96 empleados, 45 de ellos investigadores e ingenieros, la firma lleva acopiados 123 millones de dólares (alrededor de 615 millones de reales) de fondos de inversión.

Bolt Threads El Mylo es un tejido con una apariencia similar al cuero que se elabora a partir de hongosBolt Threads

Para la ingeniera química y experta en biotecnología industrial Silgia Aparecida da Costa, coordinadora del Programa de Posgrado en Textil y Moda de la Escuela de Artes, Ciencias y Humanidades de la Universidad de São Paulo (EACH-USP), el reto que presenta el trabajo con biotejidos es la producción a gran escala, un obstáculo que Biotecam se ha propuesto superar. “La industria textil demanda una producción de grandes volúmenes. En la actualidad, las biotelas pueden aplicarse en accesorios y en la producción de indumentaria textil a menor escala, pero creo que aún no son viables para la fabricación de cualquier clase de prendas”, dice. “Se trata de un producto exclusivo”.

Los biotejidos que simulan cuero son estudiados al menos desde la década de 2000 por la diseñadora de moda londinense Suzanne Lee. La estilista ha diseñado chaquetas, faldas, camisas y zapatos con ese material. Al frente del proyecto de investigación denominado BioCouture, financiado por el Consejo de Investigación en Artes y Humanidades del Reino Unido, Lee trabajó con científicos de los sectores de biotecnología y nanotecnología para desarrollar tejidos con la celulosa bacteriana.

Lee sostiene que la biofabricación será la protagonista de la próxima revolución industrial y que las nuevas fábricas serán células vivas, compuestas por bacterias, algas, hongos y levaduras. “Gracias a la bioindustria, sustituiremos muchas de las actividades intensivas desarrolladas por el hombre por una actividad biológica”, sostuvo Lee en un TED Talk en julio de 2019. “A partir de la biología, sin ninguna intervención mía más allá de establecer las condiciones iniciales de crecimiento, pudimos producir un material útil y sostenible”.

En Brasil, la empresa Biotecam, cuya actividad principal es la fabricación de sistemas de purificación de agua para estaciones de tratamiento y para los lagos y ríos utilizados en la piscicultura, comenzó a invertir en el sector de los tejidos bacterianos hace tres años, cuando fue invitada a participar de una iniciativa del Museo del Mañana, también en la capital fluminense. “Ellos tenían un proyecto para hacer wearables [ropa inteligente] introduciendo microelectrónica en prendas de vestir. Nos pidieron que colaboráramos con la elaboración de una tela celulósica a base de bacterias que sería la materia prima para los experimentos”, relató Degrave.

Esa nueva área creció y actualmente ocupa casi el 50% del espacio físico de la empresa. Los socios quieren expandir la producción mensual actual hasta 30 m2. Entre los clientes de la startup figura la marca de indumentaria sostenible Movin, de Río de Janeiro, que ya ha elaborado algunas piezas con ese material. “Le vendemos nuestro tejido bacteriano a estilistas y artistas que se dedican al trabajo experimental”, comenta el ingeniero químico Hugo Vidaurre Mendes, el tercer socio del emprendimiento. “Hemos participado junto a ellos en algunos eventos de modas y el producto siempre llama la atención por su semejanza con el cuero”. Más allá de que, en comparación con el algodón, requiere un volumen de agua mucho menor para su fabricación, el Texticel es biodegradable y apto para compost, según Vidaurre Mendes.

La producción del biotejido demanda alrededor de un mes y depende de su espesor y del color con el que se lo tiñe, que va desde un amarillento hasta un marrón oscuro (vea la infografía). El precio de la hoja de tela, cuya placa estándar mide 30 por 50 centímetros (cm), varía entre 80 y 180 reales. A medida que aumente la escala de producción, el precio bajará.

La investigación realizada en las universidades también contribuye a una mejora de la celulosa bacteriana destinada a la fabricación de telas. Luego de estudiar cómo las nanopartículas de sílice les conferían nuevas propiedades a las telas de algodón durante el cursado de su carrera de grado y un máster en la Universidad de Porto, la química portuguesa Andreia Sofia de Sousa Monteiro se mudó a Brasil y comenzó a trabajar con celulosa bacteriana.

En 2019, obtuvo el doctorado en el Instituto de Química de la Universidade Estadual Paulista (IQ-Unesp), campus de Araraquara (São Paulo), con el apoyo de la FAPESP, durante el cual recurrió a la nanotecnología para incorporar nuevas propiedades a las membranas de celulosa bacteriana. Ella modificó químicamente la superficie del material para tornarlo repelente al agua y a otros líquidos (hidrófugo). “Me dediqué a trabajar con las propiedades autolimpiantes y facilitadoras de la limpieza, que en la jerga del rubro se conocen como self-cleaning e easy cleaning, respectivamente”, dijo la investigadora.

“En la membrana a la cual se le confirió facilidad de limpieza, los líquidos, tales como el sudor humano u otras suciedades son repelidas por el tejido”, explica Monteiro. Para lograr ese resultado, ella le agregó al material nanopartículas de sílice. En tanto, la membrana con poder autolimpiante fue elaborada con un compuesto de nanopartículas de silicio y dióxido de titanio. En este último caso, la tela absorbe inicialmente la suciedad y, a continuación, la degrada al ser expuesta a una fuente de luz ultravioleta (UV).

Marcelo Soubhia/ Movin Un desfile de moda con prendas elaboradas con la membrana bacteriana Texticel, un producto de la startup BiotecamMarcelo Soubhia/ Movin

Gracias a esas características, Andreia Monteiro sostiene que la tela bacteriana podría utilizarse para la confección de delantales autolimpiantes para los profesionales de la salud. “Durante su período de descanso, el médico puede dejar su delantal en una estructura con luz UV, y la prenda quedará libre de microorganismos”, cita como ejemplo.

La investigación que realizó Monteiro contó con la dirección del químico Sidney José Lima Ribeiro, quien desde hace 15 años promueve estudios en el IQ-Unesp de Araraquara con celulosa producida a partir de bacterias, especialmente mediante la especie Gluconacetobacter xylinus. “Esa bacteria produce un manto de celulosa pura y, dependiendo del tratamiento que recibe, principalmente de secado, se transforma en un tejido de celulosa”, comenta Ribeiro.

Actualmente él está estudiando el empleo de las membranas de celulosa para la producción de sustratos para pantallas de LED flexibles, biosensores, envases inteligentes, entre otros productos. En conjunto con el uso de otros polímeros, el investigador consiguió elaborar filmes de celulosa transparentes y biodegradables, que resultan adecuados para esas aplicaciones. “Esos son algunos de los dispositivos multifuncionales basados en la celulosa bacteriana que estamos desarrollando y, a la par, estudiando en nuestro laboratorio”, relata Ribeiro, quien el año pasado fue electo como miembro de la Academia Europea de Ciencias.

Proyectos
1. Desarrollo de nanopartículas base silicio natural coloreado y su aplicación en sustratos textiles (nº 15/12908-2); Modalidad Becas Doctorales; Investigador responsable Sidney José Lima Ribeiro; Becaria Andreia Sofia de Souza Monteiro; Inversión R$ 261.264,94
2. Trasponiendo las fronteras de las fibras ópticas: De la fotónica a la optogenética y monitoreo del medio ambiente (nº 15/22828-6); Modalidad Ayuda a la Investigación; Programa SPEC; Investigador responsable Younes Messaddeq; Inversión R$ 2.856.945,01

Artículo científico
MONTEIRO, A. S. et al. Bacterial celulose-SiO2@TiO2 organic-inorganic hybrid membranes with self-cleaning properties. Journal of Sol-Gel Science and Technology. v. 89, 2-11. 15 ene. 2019.

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