TEP-993 (UCA) innovación biotecnológica para una economía circular y sin residuos

Transformar residuos en materiales útiles y sostenibles ya no es una idea de futuro, sino una realidad científica. A través de procesos biotecnológicos inspirados en el concepto de biorrefinería, este grupo de investigación de la Universidad de Cádiz trabaja para convertir subproductos urbanos y agroindustriales en compuestos de alto valor añadido, como bioplásticos o biocombustibles, demostrando que la economía circular puede ser técnica, ambiental y económicamente viable.

Los investigadores integrantes del grupo, Luis Isidoro Romero García (Catedrático de Universidad y responsable del grupo), Ana María Blandino Garrido (Catedrática de Universidad), Cristina Agabo García (Profesora Sustituta Interina), Carlos José Álvarez Gallego (Profesor Titular de Universidad), Cristina Agabo García (Profesora Sustituta Interina), Ana Belén Díaz Sánchez (Profesora Titular de Universidad), Manuel Jesús Díaz Villanueva (Profesor Titular de Universidad), Luis Alberto Fernández Güelfo (Profesor Titular de Universidad), Kaoutar Aboudi (Personal Técnico Apoyo a la Investigación), Xiomara Gómez Quiroga (Contratada Doctora) y Agustín Romero Vargas (Investigador Postdoctoral Plan Estatal FPI) nos explican las líneas de investigación que desarrollan, los datos obtenidos más relevantes y la importancia de pertenecer al ceiA3.

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¿Qué líneas de investigación realiza su grupo de investigación?
Nuestra actividad se centra en transformar residuos o subproductos, tanto urbanos como agroindustriales, en recursos en el marco de la economía circular. Para ello, aplicamos diversos procesos biotecnológicos. En realidad se trata de operar de acuerdo con el concepto de biorrefinerías, es decir, utilizar procesos fermentativos y enzimáticos para convertir esa biomasa en productos de alto valor añadido. Además, perseguimos el ideal de conseguir una sostenibilidad integral de nuestros procesos. Así, buscamos cerrar el ciclo productivo con generación nula de residuos, lo que se conoce como “zero waste».

¿Qué proyectos (actuales o pasados) querrían destacar como ejemplos en los que haya participado el grupo?
Aunque nuestro grupo se constituyó formalmente en 2023, está integrado por investigadores con una trayectoria investigadora muy consolidada. Así, a lo largo de estos años hemos trabajado con diferentes tipos de residuos y subproductos, entre los que pueden citarse los residuos de carácter urbano e industrial, los subproductos de las industrias agroalimentarias e, incluso, la biomasa del alga invasora Rugulopteryx okamurae. No obstante, en la actualidad los dos proyectos vigentes utilizan los dos subproductos principales de la industria azucarera (melazas y pulpa de remolacha).
El primero es un proyecto del Plan Nacional (CAPRO-BEET) de la convocatoria de 2023. (Este video es parte del proyecto de I+D+i PID2023-1467370B-100, financiado por MICIU/AEI/10.13039/501100011033/ y FEDER/UE).

Este proyecto se basa en el concepto de biorrefinería en cascada. Así, mediante el acoplamiento de diversos procesos microbiológicos (como las fermentaciones oscura, alcohólica, y de PHA, junto con la elongación de cadena) transformamos los subproductos de la industria azucarera en ácido caproico y polihidroxialcanoatos (que son precursores de bioplásticos). Además, en los pasos intermedios, generamos bio-hidrógeno —un vector energético limpio y de gran importancia en la actualidad— y, también, aprovechamos los residuos sólidos finales para crear biocombustible sólido.

El segundo es el proyecto BEET2BIO, financiado por el Programa Operativo FEDER Andalucía 2021-2027. Aquí ampliamos el abanico de posibilidades sobre la misma materia prima. Además de lo anterior, investigamos rutas para obtener bioetanol, ácido láctico (precursor del PLA) y biofertilizantes ricos en nutrientes esenciales.

¿Puede compartir algunos de los datos obtenidos más relevantes en esos proyectos?
Lo más destacable es comprobar la viabilidad técnica de convertir subproductos agroindustriales en compuestos de alto valor añadido y con un mercado real y diverso, mediante procesos sostenibles. Por un lado, obtenemos ácido caproico, un compuesto de cadena media muy versátil, que tiene utilidad en la formulación de biocombustibles avanzados, en cosmética, farmacia e, incluso, como biopesticida en agricultura.

Por otro lado, y quizá con mayor impacto ambiental, está la producción de polihidroxialcanoatos (PHAs). A diferencia de los plásticos derivados del petróleo, estos biopolímeros son sintetizados por microorganismos y son completamente biodegradables. Este aspecto tiene singular relevancia considerando la problemática global de contaminación por microplásticos.

¿Qué importancia cree que tiene pertenecer al ceiA3 y qué oportunidades de investigación puede aportarles?
Pertenecer al ceiA3 actúa como un catalizador para nuestra actividad. Identificamos tres ventajas estratégicas:
Las sinergias científicas, que nos conecta con otros grupos que tienen objetivos complementarios, facilitando colaboraciones que no surgirían de otra forma; la transferencia, donde el ceiA3 supone un canal directo con el tejido productivo, algo vital para que nuestra investigación no se quede en el laboratorio, sino que encuentre aplicación real en la industria. Y, por último, la internacionalización, donde la pertenencia al ceiA3 incrementa las posibilidades de colaborar con otros grupos para la realización de proyectos europeos y fomenta la movilidad con Iberoamérica, ampliando el alcance y la visibilidad de nuestros resultados.

¿La Bioeconomía está presente en alguna de las ramas de investigación que han abordado?
Absolutamente. De hecho, la bioeconomía es el motor de nuestra investigación.
Todos nuestros procesos utilizan bio-herramientas (microorganismos o enzimas) para generar valor y nuestra actividad se centra en buscar la rentabilidad y sostenibilidad de esos bioprocesos para que sean competitivos y respetuosos con el medioambiente. Un ejemplo sería la necesidad de disminuir costes en la producción de bioplásticos para que sean competitivos, ya que sus ventajas ambientales son claras.

¿Conoce la revista C3-Bioeconomy que impulsa el ceiA3?
Sí, la conocemos y la valoramos muy positivamente. Es una publicación que encaja como un guante con nuestra línea de trabajo. Sus secciones temáticas se ajustan perfectamente a nuestra actividad investigadora. Además, consideramos fundamental que sea una revista que apuesta por el modelo Open Access y con revisión por pares, ya que garantiza el rigor científico a la vez que permite que el conocimiento llegue a una audiencia global sin barreras.