{"id":8510,"date":"2012-03-23T16:20:28","date_gmt":"2012-03-23T19:20:28","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2012\/03\/29\/brancura-total-2\/"},"modified":"2015-10-30T16:39:21","modified_gmt":"2015-10-30T18:39:21","slug":"brancura-total","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/brancura-total\/","title":{"rendered":"Blancura total"},"content":{"rendered":"

\"\"Leo Ramos<\/span>Un nuevo tipo de enzima destinada al blanqueo de la celulosa, m\u00e1s eficiente, barata y que no causa problemas ambientales, podr\u00e1 llegar pr\u00f3ximamente al mercado. Ha sido desarrollada por la empresa Verdartis Desarrollo Biotecnol\u00f3gico, que se origin\u00f3 en un grupo de investigaciones en la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) con sede en la localidad paulista de Ribeir\u00e3o Preto. Entre las ventajas del nuevo producto se encuentra la reducci\u00f3n del volumen de agua utilizada en el procesamiento de la madera para la obtenci\u00f3n de celulosa y de la cantidad de di\u00f3xido de cloro, el agente qu\u00edmico empleado para el blanqueado. Asimismo, la enzima puede personalizarse, de acuerdo con las caracter\u00edsticas y necesidades de cada industria del papel. Para lograr crearla, Verdartis cont\u00f3 con los recursos de cinco proyectos financiados por el programa Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe), de la FAPESP.<\/p>\n

El socio de la empresa, Marcos Roberto Lourenzoni, egresado del departamento de Qu\u00edmica de la Facultad de Filosof\u00eda, Ciencias y Letras de Ribeir\u00e3o Preto (FFCLRP), de la USP, explica que la celulosa est\u00e1 compuesta por elementos fibrosos que son individualizados durante el proceso industrial de la madera y adquieren una coloraci\u00f3n marr\u00f3n debido a la presencia de lignocompuestos. Para convertir a esas fibras en material adecuado para la fabricaci\u00f3n de papeles, el blanqueo constituye una etapa fundamental, cuando se hacen necesarios compuestos qu\u00edmicos de alto costo y que requieren cuidados espec\u00edficos durante su descarte bajo la forma de efluentes industriales. En ese proceso, dos sustancias qu\u00edmicas remanentes, la lignina y los grupos denominados ur\u00f3nicos, son responsables por el consumo de los reactivos presentes en las fibras y que pueden reducirse mediante el empleo de enzimas.<\/p>\n

El di\u00f3xido de cloro reacciona con la lignina, responsable del color marr\u00f3n, rompi\u00e9ndola en mol\u00e9culas menores, que son solubles y se extraen durante el proceso. Mucha de esa lignina permanece encapsulada por la pulpa, por eso exige mayores cantidades de di\u00f3xido de cloro y otros reactivos para extraerla. \u201cEn el caso de las enzimas, \u00e9stas act\u00faan espec\u00edficamente rompiendo el sustrato y otros componentes de la celulosa, tales como la lignina residual\u201d, explica Lourenzoni. \u201cEllo promueve la creaci\u00f3n de poros en la pulpa y permite que el di\u00f3xido de cloro acceda con mayor facilidad a la lignina. As\u00ed, se necesita una menor cantidad de qu\u00edmicos para lograr el mismo efecto. La ventaja reside en la reducci\u00f3n de los costos\u201d.<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de reducir los costos del blanqueado, las enzimas desarrolladas por Verdartis pueden hacer lo mismo en relaci\u00f3n con los gastos de energ\u00eda el\u00e9ctrica necesaria para refinar la celulosa. En esta etapa, la celulosa se diluye en agua, pasando por refinadores que provocan el desfibrilamiento de las macrofibrilas consumiendo energ\u00eda el\u00e9ctrica mediante un proceso mec\u00e1nico. La acci\u00f3n de las enzimas rompe grupos de celulosa, facilitando el refinamiento y, por consiguiente, disminuyendo el consumo de energ\u00eda el\u00e9ctrica.<\/p>\n

Las enzimas son prote\u00ednas producidas por organismos vivos que desempe\u00f1an la funci\u00f3n de catalizadores, es decir, tienen la propiedad de acelerar las reacciones qu\u00edmicas. Para poder utiliz\u00e1rselas durante un proceso industrial, sin embargo, deben producirse en gran cantidad, en poco tiempo, y con caracter\u00edsticas espec\u00edficas y deseables. Ya hay en el mercado una serie de enzimas para el blanqueo de la celulosa. El problema radica en que son muy costosas y liberan gran cantidad de material org\u00e1nico en los efluentes, los cuales exigen tratamiento y l\u00f3gicamente, otro aumento en los costos.<\/p>\n

Ah\u00ed es donde interviene la tecnolog\u00eda desarrollada por Verdartis. Empleando ingenier\u00eda molecular (o ingenier\u00eda gen\u00e9tica), la empresa produce, a partir de microorganismos tales como la bacteria Escherichia coli<\/em>, catalizadores personalizados para cada proceso industrial o cada f\u00e1brica de sus clientes. \u201cEs decir, creamos la enzima para el proceso en lugar de modificar el proceso para adaptarlo a la enzima\u201d, dice Lourenzoni. \u201cAdem\u00e1s, no vierte residuos en el agua, lo cual la torna m\u00e1s eficiente, desde el punto de vista econ\u00f3mico y ambiental\u201d.<\/p>\n

Entre las t\u00e9cnicas utilizadas a tal fin, se encuentra la denominada evoluci\u00f3n dirigida, tambi\u00e9n conocida como biotecnolog\u00eda evolutiva. En forma m\u00e1s r\u00e1pida que en la naturaleza, \u00e9sta reproduce en laboratorio la evoluci\u00f3n de la biodiversidad natural mediante el mismo mecanismo de selecci\u00f3n por adaptaci\u00f3n al ambiente. En la pr\u00e1ctica, la evoluci\u00f3n dirigida imita lo que ocurre en la naturaleza, es decir, en la evoluci\u00f3n natural (mutaci\u00f3n, recombinaci\u00f3n y selecci\u00f3n natural). La diferencia consiste en que las propiedades que se desea para las enzimas ya est\u00e1n predefinidas por los cient\u00edficos.<\/p>\n

Mediante esta t\u00e9cnica, se inducen mutaciones aleatorias en el ADN, originando una \u201cbiblioteca\u201d de genes modificados, en la cual cada uno de ellos codifica un catalizador. \u201cEn esa biblioteca hay millones de posibilidades o combinaciones, entre las cuales algunas constituyen buenas soluciones para expresar la caracter\u00edstica que se busca para una determinada enzima\u201d, explica Lourenzoni. \u201cEn la pr\u00e1ctica, se crea una biblioteca con genes de enzimas silvestres. Luego, se insertan copias de esos genes en vectores de expresi\u00f3n, que son utilizados para transformar el microorganismo, en el caso de Verdartis, la E. coli<\/em>\u201d.<\/p>\n

Genes para la evoluci\u00f3n
\n<\/strong>De esa manera, un conjunto de bacterias, cada una con un gen determinado, produce una enzima diferente. Se selecciona un conjunto entre ellos, lo cual representa una cantidad bastante peque\u00f1a en relaci\u00f3n con todas las combinaciones de la biblioteca, ya que es imposible procesar y evaluar todas las posibilidades generadas. Con ese conjunto es posible hallar enzimas adaptadas para actuar en determinado ambiente, que simula las condiciones industriales deseadas, y seleccionar aquellas que fueran funcionales. El siguiente paso consiste en secuenciar el ADN de esas enzimas y verificar sus mutaciones. \u201clos genes de esas mejores enzimas pueden ser sometidos a recombinaciones buscando su evoluci\u00f3n\u201d, explica Lourenzoni.<\/p>\n

Pero solamente con eso no basta. Aunque la evoluci\u00f3n dirigida ocurra mucho m\u00e1s velozmente que la natural, no resulta suficiente para sostener el modelo de negocio de enzimas personalizadas. El proceso para la creaci\u00f3n de una determinada enzima puede tardar meses, y la necesidad del mercado por las nuevas es inmediata. Por eso debe ser acelerado. Para resolver el problema, Verdartis desarroll\u00f3 un software<\/em>, denominado Artizima, que se utiliza para trabajar con el n\u00famero astron\u00f3mico de variantes de enzimas que se eval\u00faan experimentalmente. El uso de esa herramienta permite acelerar ciclos de evoluci\u00f3n dirigida, minimizando el tiempo de desarrollo de un catalizador espec\u00edfico para una determinada funci\u00f3n.<\/p>\n

El paso final de la tecnolog\u00eda es la producci\u00f3n, a escala de laboratorio y, posteriormente, a escala industrial, una fase que la empresa a\u00fan no ha alcanzado. De cualquier modo. Lourenzoni explica que ese proceso se divide en dos etapas: la primera consistente en la producci\u00f3n propiamente dicha en fermentadores, y la segunda, denominada downstream<\/em>, que es la de la separaci\u00f3n y purificaci\u00f3n de la enzima.<\/p>\n

Las bases de la transformaci\u00f3n
\n<\/strong>La biotecnolog\u00eda inicialmente fue desarrollada en la tesis doctoral de Roberto Ruller, dirigida por el profesor Richard John Ward, del Departamento de Qu\u00edmica de la FFCLRP. Al finalizar su propio doctorado, Lourenzoni trabaj\u00f3 en una empresa de base tecnol\u00f3gica, en la cual fue ubicado por Ward, quien quer\u00eda saber si esa empresa se interesar\u00eda por la tecnolog\u00eda. Como el enfoque de ella era la tecnolog\u00eda de la informaci\u00f3n, la idea no fue aceptada. \u201cEntonces, en 2006, decidimos fundar otra firma para transformar la investigaci\u00f3n realizada por Ruller y Ward en tecnolog\u00eda\u201d, relata Lourenzoni.<\/p>\n

En aquella \u00e9poca, Verdartis particip\u00f3 en concursos de planes de negocios organizados por Supera, la Incubadora de Empresas de Base Tecnol\u00f3gica, creada en 2003, mediante una cooperaci\u00f3n entre la USP, la Fundaci\u00f3n Instituto Polo Avanzado en Salud (Fipase), la Municipalidad de Ribeir\u00e3o Preto y el Sebrae. \u201cGanamos el concurso en 2007, y uno de los premios fue el derecho a contar con una oficina en la incubadora, que era muy peque\u00f1a y su espacio, muy disputado\u201d, recuerda el director de Verdartis. \u201cDe esa manera, la empresa se cre\u00f3 en junio de ese mismo a\u00f1o, cuando solicitamos un proyecto Pipe, del cual fui coordinador\u201d.<\/p>\n

La financiaci\u00f3n de la FAPESP hizo posible que la empresa avanzara en el desarrollo de tecnolog\u00edas a partir de lo que se transfiri\u00f3 desde el laboratorio de Ward. Le siguieron otros proyectos aprobados por el Pipe. El segundo, aprobado en 2009, fue para el desarrollo del biproceso para la producci\u00f3n de enzimas. Todav\u00eda en ese mismo a\u00f1o, Verdartis cont\u00f3 con un tercer proyecto aprobado en la FAPESP, en esta ocasi\u00f3n, un Pipe para la creaci\u00f3n del software<\/em> como auxiliar para el desarrollo de catalizadores in silico<\/em> (en computadora). La empresa tambi\u00e9n recibe recursos de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep) y de dos socios particulares.<\/p>\n

En 2011, comenz\u00f3 el cuarto Pipe, el cual se encuentra en vigencia, con el objetivo de mejorar la eficiencia catal\u00edtica de las enzimas, en altas temperaturas y con\u00a0 pH\u00a0 entre 8 y 10. En 2012, Verdartis aprob\u00f3 en la disposici\u00f3n Pipe-III, su quinto proyecto, para desarrollar parte del escalonamiento del biproceso de producci\u00f3n de enzimas. Este proyecto est\u00e1 siendo apoyado por las empresas Suzano Papel e Celulose S\/A, que tienen inter\u00e9s en ese desarrollo. El pr\u00f3ximo paso consistir\u00e1 en construir una f\u00e1brica con capacidad para la producci\u00f3n de cualquier catalizador, por medio de la fermentaci\u00f3n de cualquier microorganismo. Para montarla, Verdartis se encuentra en tratativas con algunos posibles socios inversores.<\/p>\n

En lo que depende de la evaluaci\u00f3n de Suzano, las enzimas desarrolladas por la peque\u00f1a empresa de Ribeir\u00e3o Preto tienen futuro. \u201cNosotros ya probamos la mayor parte de las existentes en el mercado, y siempre encontramos problemas\u201d, comenta Augusto Fernandes Milanez, consultor de producci\u00f3n e investigaci\u00f3n y desarrollo de la compa\u00f1\u00eda. \u201cLos dos principales son el alto costo y la gran cantidad de material org\u00e1nico que ellas liberan en los efluentes\u201d. Por eso, Suzano est\u00e1 apoyando y orientando a Verdartis en el desarrollo de sus catalizadores, m\u00e1s all\u00e1 de proveer la celulosa para los test y realizar ensayos y an\u00e1lisis de los resultados. \u201cEsa empresa tambi\u00e9n ha logrado avances prometedores\u201d, dice Milanez. \u201cCada vez que evaluamos el producto, constatamos evoluciones. Por eso divisamos potencial en las enzimas de Verdartis\u201d.<\/p>\n

Tampoco falta mercado potencial para esos catalizadores. Brasil es uno de los mayores y m\u00e1s modernos fabricantes de papel en el mundo, con 222 industrias en actividad y 2,2 millones de hect\u00e1reas de bosques plantados para fines industriales. Seg\u00fan datos de la Asociaci\u00f3n Brasile\u00f1a de Celulosa y Papel (Bracelpa), los ingresos de los exportadores del sector, durante 2011, fueron de 7.200 millones de d\u00f3lares, un crecimiento del 6,2% en relaci\u00f3n con 2010. De ese total, 5 mil millones de d\u00f3lares corresponden a las exportaciones de celulosa, responsables por el 69,5% de los ingresos totales por exportaciones del segmento durante el a\u00f1o pasado. Como puede observarse, no escasear\u00e1 el mercado para las enzimas blanqueadoras.<\/p>\n

Los Proyectos<\/strong>
\n1.\u00a0<\/strong>Persozyme \u2013 enzimas personalizadas creadas por evoluci\u00f3n dirigida para utilizaci\u00f3n en bioblanqueado de pulpa de celulosa (n\u00ba 2007\/51561-1<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Programa Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Coordinador<\/strong>\u00a0Marcos Roberto Lourenzoni – Verdartis;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 261.866,47 y US$ 72.891,00 (FAPESP)
\n2.<\/strong>\u00a0Artizima \u2013 herramienta computacional para la evoluci\u00f3n in silicode enzimas utilizadas en biorrefiner\u00edas (n\u00ba 2007\/59308-3<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Programa Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Renato Luis Tame Parreira \u2013 Verdartis;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 79.120,80 (FAPESP)
\n3.<\/strong>\u00a0Bioproceso de producci\u00f3n de enzimas para biorrefiner\u00edas de biomasa: blanqueado de celulosa (n\u00ba 2008\/53426-7<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Programa Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Coordinador<\/strong>\u00a0Alvaro de Baptista Neto \u2013 Verdartis;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 141.712,46 y US$ 22.582,85 (FAPESP)
\n4.<\/strong>\u00a0Desarrollo de enzimas para bioblanqueado de celulosa: servicio de personalizaci\u00f3n de enzimas mediante un proceso firme e innovador de ingenier\u00eda molecular (n\u00ba 2010\/50328-4<\/a>);\u00a0Modalidad <\/strong>Programa Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Ninieve Aguiar Frattini \u2013 Verdartis;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 262.280,68 y US$ 145.863,76 (FAPESP)
\n5.<\/strong>\u00a0Bioproceso de producci\u00f3n de enzimas para biorrefiner\u00eda de biomasa: blanqueado de celulosa (n\u00ba 2011\/51096-2<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Programa Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Coordinador<\/strong>\u00a0Alvaro de Baptista Neto \u2013 Verdartis;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 64.463,72 y US$ 38.212,41 (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Utilizan una enzima para blanquear la celulosa sin causar da\u00f1os ambientales","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":[1561,192],"tags":[281,269],"coauthors":[112],"class_list":["post-8510","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-programa-de-innovacion-tecnologica-en-pequenas-empresas-pipe","category-tecnologia-es","tag-biotecnologia-es","tag-ambiente-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8510","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=8510"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8510\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8510"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8510"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8510"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=8510"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}