{"id":202698,"date":"2012-08-22T13:30:21","date_gmt":"2012-08-22T16:30:21","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=202698"},"modified":"2015-11-09T14:24:02","modified_gmt":"2015-11-09T16:24:02","slug":"util-y-no-contamina","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/util-y-no-contamina\/","title":{"rendered":"\u00datil, y no contamina"},"content":{"rendered":"
\"Pol\u00edmero

L\u00c9O RAMOS<\/span>Pol\u00edmero biodegradable en forma de gr\u00e1nulosL\u00c9O RAMOS<\/span><\/p><\/div>\n

En 2015 entrar\u00e1 en operaci\u00f3n en Brasil la primera f\u00e1brica de pl\u00e1stico biodegradable elaborado a partir de la ca\u00f1a de az\u00facar, erigida por PHB Industrial, una empresa perteneciente a los grupos Irm\u00e3os Biagi, de la localidad de Serrana (S\u00e3o Paulo), y Balbo, de Sert\u00e3ozinho (S\u00e3o Paulo). Este emprendimiento, con capacidad para producir 30 mil toneladas anuales, es un desdoblamiento de un proyecto financiado en el marco del Programa de Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe) de la FAPESP, entre 2001 y 2004.<\/p>\n

Bautizado con el nombre comercial de Biocycle, este pl\u00e1stico puede emplearse para la fabricaci\u00f3n de piezas r\u00edgidas tales como tableros de autom\u00f3viles, materiales deportivos, juguetes y objetos descartables como son las m\u00e1quinas de afeitar y cepillos de dientes, aparte de bol\u00edgrafos, reglas y tarjetas. Una de las ventajas de este producto consiste en que se degrada en el ambiente al cabo de un a\u00f1o, en tanto que los pl\u00e1sticos comunes pueden durar hasta 200 a\u00f1os.<\/p>\n

A decir verdad, se trata de un biopol\u00edmero de la familia de los polihidroxialcanoatos (PHA), que son uno de los productos del metabolismo natural de varias especies de bacterias. Lo que se producir\u00e1 en la nueva f\u00e1brica es el polihidroxibutirato o sencillamente PHB, de all\u00ed el nombre de la empresa. Su proceso de producci\u00f3n empieza con el cultivo de bacterias de la especie Alcaligenes eutrophus<\/em> en biorreactores, en los cuales a \u00e9stas se las alimenta con az\u00facares de ca\u00f1a, fundamentalmente sacarosa. En su metabolismo, los microorganismos ingieren az\u00facares y los transforman en gr\u00e1nulos (pelotitas milim\u00e9tricas) intracelulares que son en realidad poli\u00e9steres.<\/p>\n

Estos poli\u00e9steres, que no son otra cosa que pl\u00e1stico biodegradable, funcionan como una reserva de energ\u00eda para las bacterias, as\u00ed como sucede con la grasa en los mam\u00edferos y otros animales. El paso siguiente del proceso productivo consiste en la extracci\u00f3n y purificaci\u00f3n del PHB acumulado dentro de los microorganismos. Esto se lleva a cabo con un solvente org\u00e1nico, m\u00e1s espec\u00edficamente un alcohol llamado propionato de isoamilo, que no ocasiona da\u00f1os al medio ambiente cuando se lo descarta. \u00c9ste rompe la pared celular de las bacterias, liberando los gr\u00e1nulos del biopol\u00edmero. \u201cCon 3 kilos de az\u00facar se obtiene 1 kilo de pl\u00e1stico biodegradable\u201d, dice el ingeniero de materiales Jefter Fernandes do Nascimento, coordinador del proyecto del Pipe y actual consultor de PHB Industrial.<\/p>\n

Antes de llegar a esa fase, el desarrollo de biopol\u00edmero pas\u00f3 por una larga historia. La misma empez\u00f3 en 1992, cuando un grupo de cient\u00edficos del Instituto de Investigaciones Tecnol\u00f3gicas (IPT) empez\u00f3 a realizar investigaciones en el \u00e1rea. En el marco de una exitosa alianza con la Cooperativa de Productores de Ca\u00f1a, Az\u00facar y Alcohol del Estado de S\u00e3o Paulo (Copersucar) y con el Instituto de Ciencias Biom\u00e9dicas (ICB) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), descubrieron nuevas especies de bacterias capaces de transformar az\u00facar en pl\u00e1stico.<\/p>\n

En 1994 se concluyeron los estudios de laboratorio para las fases de producci\u00f3n: pre fermentaci\u00f3n, fermentaci\u00f3n, extracci\u00f3n y purificaci\u00f3n del biopol\u00edmero. Ese mismo a\u00f1o empezaron los estudios tendientes a la construcci\u00f3n de una planta piloto, para que la tecnolog\u00eda desarrollada en laboratorio pudiera testearse a escala industrial. Se la inaugur\u00f3 al a\u00f1o siguiente en la central Usina da Pedra, en Serrana, con capacidad para producir cinco toneladas anuales de pl\u00e1stico biodegradable.<\/p>\n

En 1996, las primeras cantidades producidas empezaron a enviarse a varios institutos de investigaci\u00f3n y empresas, tanto de Brasil como de Europa, Estados Unidos y Jap\u00f3n. El objetivo era evaluar las propiedades del producto y sus posibles aplicaciones. A partir de ese punto del desarrollo, y en funci\u00f3n de los resultados de las pruebas y aplicaciones de los institutos de investigaci\u00f3n y empresas, se realizaron varios ajustes en la planta piloto. En 2000 se la remodel\u00f3 y se la adecu\u00f3, y su capacidad de producci\u00f3n pas\u00f3 a ser de 50 toneladas anuales.<\/p>\n

\"154-157_Plastico<\/a>La selecci\u00f3n de las bacterias<\/strong>
\nSimult\u00e1neamente, otro proyecto financiado por la FAPESP llev\u00f3 al desarrollo de una tecnolog\u00eda distinta para la obtenci\u00f3n de pl\u00e1stico biodegradable. Coordinado por la bioqu\u00edmica Luiziana Ferreira da Silva, entonces en el Agrupamiento de Biotecnolog\u00eda del Instituto de Investigaciones Tecnol\u00f3gicas del Estado de S\u00e3o Paulo (IPT), este trabajo ten\u00eda como objetivo encontrar bacterias capaces de utilizar el hidrolizado del bagazo de la ca\u00f1a para producir los biopol\u00edmeros. El proyecto, intitulado \u201cSelecci\u00f3n, mejoramiento gen\u00e9tico y desarrollo del proceso fermentativo para la utilizaci\u00f3n del hidrolizado del bagazo de ca\u00f1a de az\u00facar en la producci\u00f3n de polihidroxialcanoatos (PHA)\u201d (pol\u00edmero para pl\u00e1sticos biodegradables) apuntaba tambi\u00e9n a desarrollar un proceso de producci\u00f3n de estos materiales en biorreactores a escala en laboratorio.<\/p>\n

La investigadora, quien tambi\u00e9n integr\u00f3 el equipo que desarroll\u00f3 el biopl\u00e1stico a partir de la sacarosa, explica que la hidr\u00f3lisis (la rotura estructural del producto) libera az\u00facares (glucosa, xilosa y arabinosa) presentes en el bagazo, un residuo de la industria sucroalcoholera. Reci\u00e9n despu\u00e9s de eso, las bacterias logran consumirlos y transformarlos en biopol\u00edmero. Ferreira da Silva comenta que en la \u00e9poca, el bagazo se usaba \u00fanicamente para la generaci\u00f3n de energ\u00eda, por medio de su quema, y hab\u00eda un excedente. \u201cNo se pensaba a\u00fan en su potencial uso como materia prima para otros productos, tal como actualmente se desea utilizarlo para fabricar etanol de segunda generaci\u00f3n\u201d, explica. \u201cPropusimos entonces su uso para producir polihidroxialcanoatos y generar pl\u00e1sticos biodegradables utilizando el hidrolizado del bagazo de la ca\u00f1a.\u201d<\/p>\n

A tal efecto, el equipo identific\u00f3 y seleccion\u00f3 dos especies de bacterias (Burkholderia sacchari <\/em>y Burkholderia cepacia<\/em>), la primera de ellas hasta entonces desconocida, altamente eficientes en el proceso de s\u00edntesis y producci\u00f3n del biopl\u00e1stico del hidrolizado del bagazo. Con todo, para llegar a ello hubo que sortear una serie de obst\u00e1culos. \u201cEn nuestro proyecto, la hidr\u00f3lisis se hac\u00eda en un medio \u00e1cido que libera az\u00facares, pero tambi\u00e9n produce una serie de compuestos t\u00f3xicos para los microorganismos\u201d, explica Luiziana. \u201cPor eso tuvimos que desarrollar una metodolog\u00eda destinada a eliminar la toxicidad del hidrolizado del bagazo, para permitir su uso por parte de las bacterias\u201d. Pese a su \u00e9xito, esta tecnolog\u00eda a\u00fan no se usa comercialmente.<\/p>\n

No obstante, esto no significa que el proyecto no haya tenido desdoblamientos. En 2004, Luiziana se traslad\u00f3 del IPT a la USP, instituci\u00f3n en la cual, en la actualidad, encabeza una de l\u00ednea de investigaci\u00f3n que apunta a mejorar el uso de los az\u00facares del hidrolizado del bagazo para generar los biopol\u00edmeros y otros materiales. \u201cAc\u00e1, en el Laboratorio de Bioproductos, hemos estudiado diversos aspectos relevantes para entender y mejorar el consumo de la xilosa, y el de mezclas de xilosa, glucosa y arabinosa, para contar con organismos eficientes en la producci\u00f3n de los polihidroxialcanoatos\u201d, comenta.<\/p>\n

De acuerdo con ella, uno de los principales aportes de su grupo en ese sentido consiste en proponer que la producci\u00f3n de biopol\u00edmeros a partir de la xilosa se incorpore a las centrales de az\u00facar y alcohol, que constituyen el mejor modelo de aquello que se define actualmente como biorrefiner\u00eda. \u201cAll\u00ed se concretar\u00eda la producci\u00f3n de los pol\u00edmeros biodegradables a partir de la xilosa, utilizando insumos tanto para la materia prima como para los procesos de separaci\u00f3n, lo que puede resultar en un proceso verde y autosostenible\u201d, explica. \u201cLa levadura productora de etanol podr\u00eda utilizar solamente la glucosa presente tambi\u00e9n en el hidrolizado del bagazo y nuestras bacterias utilizar\u00edan la xilosa.\u201d<\/p>\n

\"Ejemplos

L\u00c9O RAMOS<\/span>Ejemplos de uso cotidiano: reglas, vasos y llaveros hechos con biopl\u00e1sticosL\u00c9O RAMOS<\/span><\/p><\/div>\n

Alianza con la UFSCar<\/strong>
\nMientras tanto, el proyecto intitulado \u201cObtenci\u00f3n y caracterizaci\u00f3n de pol\u00edmeros ambientalmente degradables (PAD), a partir de fuentes renovables: ca\u00f1a de az\u00facar\u201d, coordinado por Fernandes do Nascimento, que cont\u00f3 con el apoyo del Pipe, avanzaba en la consolidaci\u00f3n de la ruta que se hab\u00eda iniciado a comienzos de los a\u00f1os 1990. Durante los tres a\u00f1os que dur\u00f3, el producto fue testeado por los clientes finales, y evaluado en cuanto a sus posibilidades en el mercado. \u201cAl final del proyecto hab\u00edamos desarrollado productos y aplicaciones espec\u00edficas para algunos nichos de mercado\u201d, comenta \u00e9l. \u201cEntre ellos se encuentran las industrias de envases de alimentos, farmac\u00e9uticas, la de juguetes y la automovil\u00edstica, aparte de la agricultura.\u201d<\/p>\n

Para que PHB Industrial alcanzase esos resultados, fue fundamental la alianza con el Departamento de Ingenier\u00eda de Materiales de la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar). Fue all\u00ed donde se iniciaron, a partir de 2001, los estudios para el desarrollo de \u201cblendas\u201d (del ingl\u00e9s blend<\/em>, mezcla) y compuestos a partir del PHB. \u201cEn el marco del proyecto apoyado por el Pipe, hicimos ac\u00e1 en nuestro departamento toda la parte de caracterizaci\u00f3n del biopol\u00edmero y desarrollamos potenciales aplicaciones del mismo\u201d, explica el investigador Jos\u00e9 Augusto Agnelli, de la UFSCar. \u201cLa creaci\u00f3n de diversos productos, en la forma de prototipos, tambi\u00e9n se hizo ac\u00e1 en nuestra universidad.\u201d<\/p>\n

Antes hubo que dotar al pl\u00e1stico producido por las bacterias de las caracter\u00edsticas necesarias para que pudiese transformarse en productos industriales. Es decir, se hicieron nuevas formulaciones con el agregado de otros materiales al biopol\u00edmero. \u201cEntre otros, a\u00f1adimos materiales naturales tales como fibra de sisal o aserr\u00edn\u201d, explica Agnelli. \u201cTambi\u00e9n les agregamos a las f\u00f3rmulas residuos de procesos industriales y otros pol\u00edmeros degradables. El objetivo de esas \u201cblendas\u201d es facilitar y acelerar la descomposici\u00f3n y reducir los costos de producci\u00f3n.\u201d<\/p>\n

La empresa PHB Industrial no fue la \u00fanica que se vio beneficiada con el proyecto financiado por el Pipe de la FAPESP. La UFSCar tambi\u00e9n lo fue. \u201cTodos los equipamientos que se compraron con los recursos de la FAPESP para el proyecto se encuentran alojados ac\u00e1 en nuestro departamento\u201d, comenta Agnelli. \u201cEn la tercera fase (la Fase III del Pipe), PHB Industrial se comprometi\u00f3 y construy\u00f3 aqu\u00ed un laboratorio, en las dependencias de la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos, vinculado al Departamento de Ingenier\u00eda de Materiales, denominado Laboratorio de Pol\u00edmeros Biodegradables. La universidad cedi\u00f3 el terreno y PHB Industrial se encarg\u00f3 de construirlo.\u201d<\/p>\n

Los proyectos<\/strong>
\n1<\/strong>. Obtenci\u00f3n y caracterizaci\u00f3n de pol\u00edmeros ambientalmente degradables (PAD) a partir de fuentes renovables: ca\u00f1a de az\u00facar (n\u00ba 2001\/02909-9<\/a>) (2001-2004); Modalidad\u00a0<\/strong>Programa de Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe); Coordinador\u00a0<\/strong>Jefter Fernandes do Nascimento \u2013 BPH Industrial;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 338.840,00
\n2.<\/strong> Obtenci\u00f3n de linajes bacterianos y desarrollo de tecnolog\u00eda para la producci\u00f3n de pl\u00e1sticos biodegradables a partir del hidrolizado del bagazo de ca\u00f1a de az\u00facar (n\u00ba 1999\/10224-4<\/a>) (2000-2002);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>L\u00ednea regular de ayuda a la investigaci\u00f3n; Coordinadora\u00a0<\/strong>Luiziana Ferreira da Silva \u2013 IPT;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 107.740,17<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nCASARIN, S. A. et al<\/em>. Study on In-Vitro Degradation of Bioabsorbable Polymers Poly (hydroxybutyrate-co-valerate) \u2013 (PHBV) and Poly (caprolactone) \u2013 (PCL)<\/a>. Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology<\/strong>. v. 2, p. 207-15, 2011.<\/p>\n

De nuestro archivo<\/strong>
\nPl\u00e1stico renovable<\/em><\/a> – Edici\u00f3n n\u00ba 142 \u2013 diciembre de\u00a0 2007
\nUn pl\u00e1stico hecho a base de az\u00facar<\/em><\/a> – Edici\u00f3n n\u00ba 80 \u2013 octubre de 2002<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El pl\u00e1stico de ca\u00f1a de az\u00facar se degrada en el medio ambiente en un a\u00f1o","protected":false},"author":20,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1561,1574],"tags":[281],"coauthors":[112],"class_list":["post-202698","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-programa-de-innovacion-tecnologica-en-pequenas-empresas-pipe","category-tecnologia-especial-es","tag-biotecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/202698","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/20"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=202698"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/202698\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=202698"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=202698"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=202698"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=202698"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}