¿Qué hacer con los residuos que se generan a la hora de procesar la soja? Podemos darles un nuevo uso para crear plásticos biodegradables. De los residuos de la industria alimentaria también se pueden extraer materiales superabsorbentes y biodegradables con los que fabricar productos de higiene (compresas, pañales, etc.) o para su aplicación en agricultura. Y de los restos de procesar cangrejos de río podemos conseguir emulsiones para mejorar la mayonesa. Este futuro más sostenible es probable gracias a la química.

En la Oficina de Sostenibilidad de la Universidad de Sevilla, hablamos con Antonio Guerrero Conejo, catedrático de la Facultad de Química de la Universidad de Sevilla, sobre cómo la química aporta su grano de arena a una economía circular y sostenible.

Actualmente el plástico acapara titulares por la contaminación de los mares con los llamados microplásticos ¿Cómo hemos llegado a esta situación de descontrol?

Se ha llegado por inercia. El plástico es un material muy económico, que tiene buenas propiedades mecánicas y por eso sustituyó a otros materiales en muchos usos. Hoy en día, sólo tenemos que ir a una gran superficie para ver la cantidad de envases de plástico que hay. También podemos mirar en la basura que reciclamos y nos daremos cuenta de que el cubo que antes se llena es el de plástico.

Pero el problema ya lo tenemos aquí, aunque la gente no acaba de concienciarse de la gravedad del mismo, que además es doble. Por un lado, utilizar plásticos procedentes de combustibles fósiles, que tienen una vida limitada. El otro problema es la acumulación de plástico que se ha vuelto totalmente insostenible. Las estadísticas indican que para 2050 habrá más plásticos en el océano que peces. Creo que esto es algo de lo que nos tenemos que concienciar. También debemos tomar conciencia para cambiar la materia prima, que en algún momento va a tener que ser la basura.

Vosotros trabajáis en una posible solución al problema del plástico mediante el desarrollo de bioplásticos ¿Qué ventajas ofrece frente al plástico convencional?

De los bioplásticos tenemos tres familias. Los que vienen de fuentes no renovables, pero son biodegradables. Los que son de fuentes renovables, pero no biodegradables. Y una tercera que provienen de fuentes renovables y son biodegradables. En esta última es donde hay menos productos. Nosotros estamos aportando nuestro grano de arena a la sustitución de plásticos sintéticos por otros que sean de esta tercera familia. Nuestra aportación fundamental es en el terreno de los biopolímeros, de los que hay varios tipos. Los más interesantes son los polisacáridos y las proteínas.

A lo largo de nuestra investigación, nos dimos cuenta de que las proteínas podían competir con polímeros sintéticos. Tienen un inconveniente y es que las propiedades mecánicas que dan los bioplásticos basados en proteínas no son tan buenas como la de los plásticos sintéticos. Eso hay que reconocerlo. Pero para algunas aplicaciones nos pueden servir. Por ejemplo, para las bolsas de plástico es preferible utilizar polímeros biodegradables como las fabricadas a partir de almidón.

En lo relativo a envases y bolsas de bioplástico ¿Ya podemos encontrarlos en el mercado o aún queda tiempo para que la industria del bioplástico adelante a la del plástico convencional?

Algunos ejemplos hay. Tenemos el caso de la empresa Plásticos Alhambra, que han desarrollado bolsas de plástico a partir del almidón. El problema es que si creas una bolsa de plástico biodegradable, también es más degradable. Esto quiere decir que algunas se pueden romper. Pero actualmente, estamos aún lejos de sustituir el plástico convencional por materiales biodegradables. El problema es que cuando tienes un producto bien establecido es difícil cambiar la tendencia. En ese sentido debemos usar una política más agresiva y protectora con el medio ambiente, aún siendo conscientes de que vamos a perder propiedades. Pero si la gente no apuesta por productos más sostenibles, no solucionaremos los problemas. 

Mediante la producción de bioplásticos podemos valorizar residuos de la industria alimenticia. Esto es un claro ejemplo de economía circular. ¿Crees que los diferentes agentes públicos y privados están concienciados sobre esta filosofía?

Yo creo que no lo suficiente, y menos aún los privados. La parte privada puede estar más o menos concienciada pero, mientras no estén obligados, van a tender a sacar los máximos beneficios posibles. Necesitamos una normativa que apoye los bioplásticos para que salgan adelante. Y hay varias formas de que la normativa evolucione. Una de ellas es el apoyo a las investigaciones en este campo. De esta forma, el poder público puede incentivar este tipo de investigaciones. También se pueden establecer normativas restrictivas. Pero actualmente, aunque hay excepciones en algunos países, no se está apostando por la investigación, sino que hay una regresión importante.

Otra de las aplicaciones de los bioplásticos está en el campo de la horticultura mediante el desarrollo de materiales absorbentes y superabsorbentes. ¿En qué consisten este tipo de materiales?

Un material se considera superabsorbente cuando es capaz de absorber diez veces su peso en agua. En nuestra investigación hemos llegado a valores mayores, del orden de 40 veces su peso en agua. Esto lo conseguimos mediante el uso de proteína de soja que modificamos para darle una mayor afinidad por el agua.

Nuestra investigación consiste en buscar materiales absorbentes y superabsorbentes, para la aplicación en dos campos diferentes. Uno de ellos es para la creación de productos higiénico sanitarios del tipo compresas o pañales, que requieren una gran capacidad de absorción. La otra aplicación es la horticultura. Aquí creamos matrices de bioplásticos cargadas de micronutrientes, que son difíciles de añadir a las plantas y que son esenciales. Hablamos de zinc, manganeso, hierro, etcéra, que a veces no están disponibles en el medio. El problema es que al meter los minerales dentro de la matriz alteramos la capacidad de absorción de agua. No obstante, hemos conseguido órdenes de 8 o 10 veces su peso en agua. Tendrían una doble función, aportan los micronutrientes y además toman el agua de riego y la mantienen por un tiempo.

Uno de los residuos que proponéis valorizar son los producidos en la industria del cangrejo de río. ¿En qué consistió esta investigación? 

Con la proteína de cangrejo no queríamos producir bioplásticos, sino buscar aplicaciones en el sector de la alimentación. Queríamos aprovechar los excedentes que había de cangrejo, ya que en su preparación, mediante cocido y congelado, se desperdicia una gran cantidad de proteínas. Nuestro trabajo se centró en la harina de cangrejo. Pero durante su producción había un grave problema y es que el proceso utilizado era muy drástico. Generaban una pasta rica en proteínas, pero al secarla a gran temperatura y durante mucho tiempo pues perdías las proteínas. Pudimos desarrollar algunas emulsiones para la industria alimenticia pero, tras desarrollar dos tesis doctorales, este línea de investigación la hemos abandonado. 

Además de bioplásticos, también habéis desarrollado emulsiones para salsas y geles alimenticios. ¿Qué ventajas nos ofrece esta línea?

Empezamos buscando proteínas para estabilizar emulsiones del tipo mayonesa y otras salsas. Para ello necesitas tener un buen conocimiento de las propiedades fisicoquímicas de las proteínas. Hay varias líneas de investigación. La más atractiva es una que estamos desarrollando con un proyecto de la Junta de Andalucía. Este proyecto consiste en crear emulsiones bioactivas, es decir, que tienen compuestos que son beneficiosos para la salud. La idea consiste en suministrar los productos bioactivos directamente en el intestino, no en el estómago.  De esta forma, protegemos el compuesto beneficioso para que no se consuma en el estómago donde el pH es muy ácido.

Para realizarlo, introducimos el bioactivo en el agua, luego creamos emulsiones en aceite y estas emulsiones las incluimos a una fase acuosa con un polisacárido para favorecer la estabilidad. De esta forma conseguimos una emulsión que tiene gotas de aceite, que en su interior tienen gotas de agua, que en su interior tienen los compuestos bioactivos.

¿Qué líneas de trabajo estáis desarrollando de cara al futuro?

Estamos buscamos que la materia prima sea un residuo, en vez de un producto. La soja, por ejemplo, es un subproducto. Hay una proteína que está funcionando muy bien que es la proteína de la sangre, que es un residuo en la industria cárnica. Esta proteína se desaprovecha bastante y tiene muy buenas propiedades. 

Sobre todo, es importante encontrar un candidato que no vaya a competir con el sector alimentario. Porque si sucede esto, tendremos un problema parecido al generado con el tema de los biodiesel, que para conseguirlo necesitas cultivos específicos que compiten con los otros. En este campo, se intenta no cometer el mismo error. Otros de los residuos que se pueden usar son los producidos por la industria del vino o de la cerveza. Las lías del vino tienen proteínas que se pueden utilizar, al igual que el bagazo de la cerveza. Son fuentes alternativas muy interesantes. 

También estáis explorando las aplicaciones biomédicas de estos materiales. ¿Qué puede aportar vuestro grupo en este campo?

Hemos iniciado una colaboración con el Instituto de Biomedicina de Sevilla. El proyecto consiste en el desarrollo de matrices biopoliméricas, que se realizan con una mezcla de un polímero biodegradable sintético con colágeno. Estas matrices son muy porosas y se utilizan para cultivar células, que luego pueden diferenciarse para el tipo de tejido que interesa. En este caso, la colaboración es con un grupo de investigación en coloproctología, por lo que les interesa que se diferencien en células musculares. Estas células se colocan en un biorreactor, de manera que se favorece la generación de tejido. La idea es que esas células se puedan utilizar para desarrollar tejido para el esfinter del colon. De esta manera, se pretende ayudar a los enfermos con anomalías de esfínter. 

Aunque nosotros trabajamos con colágeno suministrado por empresas, también se podría conseguir a partir de residuos de pescado o de cerdo. Pero en esta línea estamos más centrados en la parte final, no en la inicial. Queremos probar matrices que vayan bien y que generen tejido muscular.