Transforman residuos industriales en biomateriales alternativos a los plásticos

¿Es posible transformar residuos de la industria alimentaria en materiales que puedan utilizarse como alternativa a los plásticos? Ese es uno de los desafíos que aborda un equipo de especialistas del CONICET y de la Universidad Nacional de Mar del Plata (UNMdP) que avanzan en el desarrollo de procesos biotecnológicos que transforman residuos orgánicos industriales en materiales con diferentes propiedades que pueden ser una alternativa ecológica a los plásticos flexibles tradicionales para diferentes sectores productivos, como el textil y el de envases.

Por esta línea de trabajo, Melina Nisenbaum, doctora en Ciencias Biológicas e investigadora del CONICET en el Grupo de Ingeniería en Bioprocesos, del Instituto de Ciencia y Tecnología en Alimentos y Ambiente (INCITAA) de la Facultad de Ingeniería de la UNMdP, recibió la Distinción Franco-Argentina en Innovación 2026 en la categoría junior.

El reconocimiento, otorgado en la décima edición del certamen organizado por el CONICET, el Institut français d’Argentine–Embajada de Francia y TotalEnergies Argentina, distingue propuestas científicas y tecnológicas con potencial de innovación y transferencia.

El proyecto premiado, denominado “Proceso de biofabricación de celulosa bacteriana a partir de residuos industriales para la producción de biomateriales flexibles sustitutos de plásticos sintéticos”, propone desarrollar un proceso reproducible y escalable que permita aprovechar residuos industriales como materias primas para la obtención de un biopolímero con múltiples aplicaciones.

“La idea es aprovechar la capacidad de determinados microorganismos para producir celulosa y utilizar residuos industriales como fuente de nutrientes. Buscamos transformar materiales de bajo valor agregado en un recurso tecnológico que pueda servir como base para desarrollar alternativas a los materiales plásticos convencionales”, explica Nisenbaum.

Una investigación que nació de una necesidad local

Esta línea de investigación surgió a partir de la vinculación que tuvo la científica del CONICET con el emprendimiento marplatense +USO, dedicado al desarrollo de biomateriales textiles a partir de celulosa bacteriana y otros residuos industriales orgánicos. Actualmente, +USO aprovecha celulosa generada como subproducto de la elaboración de kombucha, una bebida fermentada producida mediante la actividad conjunta de bacterias y levaduras. Hoy, esa materia prima proviene de Bravía Kombucha, una empresa local con la que mantiene una colaboración orientada al aprovechamiento de sus subproductos.

Sin embargo, para avanzar en el desarrollo de biomateriales, surgió la necesidad de contar con una producción de celulosa bacteriana más controlada, reproducible e independiente de la generación de excedentes de la industria de bebidas. “Esa necesidad nos permitió identificar un problema tecnológico concreto y transformarlo en una pregunta de investigación: cómo producir celulosa bacteriana en condiciones controladas, utilizando residuos industriales de nuestra región, y cómo optimizar el proceso para avanzar hacia mayores escalas de producción”, señala Nisenbaum.

A partir de esta articulación se consolidó una línea de trabajo interdisciplinaria que integra microbiología, ingeniería de bioprocesos y ciencia de materiales, con el objetivo de generar conocimiento científico y desarrollar una tecnología transferible.

Microorganismos que producen materiales

La celulosa bacteriana es un biopolímero sintetizado por determinadas bacterias. Aunque posee la misma composición química básica que la celulosa vegetal utilizada, por ejemplo, para fabricar papel, presenta características estructurales particulares. Se destaca por su elevada pureza, su estructura de fibras de escala nanométrica, su capacidad de retención de agua y sus propiedades mecánicas. Estas características permiten utilizarla como materia prima para desarrollar materiales con distintas funcionalidades, desde membranas y recubrimientos hasta biotextiles.

“La celulosa bacteriana es especialmente interesante porque podemos obtenerla a partir de un proceso biológico y posteriormente modificar sus propiedades mediante distintos tratamientos. Esto abre posibilidades para diseñar materiales flexibles destinados a diferentes aplicaciones”, explica la investigadora.

El equipo trabaja con cultivos microbianos mixtos, similares a los utilizados en la fermentación de kombucha, en los que bacterias y levaduras interactúan durante el proceso. Bajo determinadas condiciones, las bacterias producen una membrana de celulosa que se forma en la superficie del medio de cultivo.

Uno de los objetivos centrales de la investigación es reemplazar parte de los nutrientes convencionales utilizados en estos cultivos por residuos orgánicos provenientes de actividades industriales.

De los primeros resultados al escalado del proceso

Los primeros ensayos demostraron que residuos regionales como borra de café, yerba mate, bagazo de gin y bagazo de cerveza (usados como alimento para las bacterias) podían sostener la producción de celulosa bacteriana. Los investigadores también evaluaron cómo influyen variables como la temperatura y la disponibilidad de oxígeno sobre el comportamiento de los microorganismos y la producción del material.

“Estos ensayos nos permitieron demostrar la factibilidad de utilizar distintos residuos industriales e identificar factores que condicionan el rendimiento del proceso. Estos datos nos permiten describir el comportamiento de los cultivos y generar información útil para su optimización”, señala la investigadora del CONICET y de la UNMdP.

Sobre esta base, el proyecto reconocido por la Distinción Franco-Argentina propone avanzar hacia una nueva etapa de desarrollo tecnológico. Entre sus principales líneas de trabajo se encuentra la formulación de medios de cultivo a partir de residuos de la industria cervecera, especialmente bagazo, así como la evaluación de estrategias para mejorar la actividad y productividad de los microorganismos.

Otra parte fundamental consiste en estudiar el comportamiento de los cultivos al aumentar su volumen de producción.

“Uno de los mayores desafíos es lograr que un proceso que funciona en pequeñas escalas de laboratorio pueda reproducirse en sistemas de mayor volumen, manteniendo rendimientos y características del material comparables. Por eso necesitamos estudiar no solo cuánto material producimos, sino también cómo cambian las condiciones del cultivo durante el escalado”, explica la científica.

Para avanzar en esa dirección, el emprendimiento +USO participará como validador tecnológico y potencial adoptante de esa plataforma, aportando requerimientos de aplicación, experiencia en procesamiento y evaluación del desempeño de celulosa bacteriana en formatos flexibles.

“La celulosa obtenida no será evaluada sólo en términos de rendimiento, sino también por sus propiedades fisicoquímicas, morfológicas y mecánicas, considerando su desempeño en aplicaciones reales de biotextiles”, señala la científica marplatense. Y continúa: “A largo plazo, una vez completada la fase de escalado, nuestro objetivo es consolidar una plataforma tecnológica transferible a la industria para que este material pueda luego avanzar en distintas aplicaciones que favorezcan la disminución del uso de plásticos y a fortalecer una cadena regional de biofabricación basada en economía circular”, puntualiza la científica.

Ciencia, economía circular y cooperación internacional

La propuesta de Nisenbaum y colegas se inscribe en los principios de la economía circular al investigar nuevas alternativas para aprovechar subproductos industriales como recursos de valor agregado.

El desarrollo de procesos de biofabricación basados en residuos podría contribuir a diversificar el aprovechamiento de recursos regionales y, en el futuro, ofrecer nuevas alternativas a materiales sintéticos de origen fósil.

Para Nisenbaum, uno de los aspectos más relevantes del proyecto es su origen en una necesidad concreta del sector productivo y su evolución hacia una línea de investigación con proyección científica y tecnológica.

“Este proyecto demuestra la importancia de generar vínculos entre el sistema científico y los actores del territorio. Una necesidad puntual puede transformarse en nuevas preguntas científicas, generar conocimiento original y abrir oportunidades para desarrollar tecnologías que respondan a desafíos ambientales y productivos”, señala.

Además de recibir un monto de tres mil euros para el proyecto, la Distinción Franco-Argentina en Innovación 2026 en la categoría Junior incluye un subsidio para una estadía de investigación en un laboratorio, universidad, centro de investigación, polo tecnológico y/o empresa de base tecnológica radicada en Francia que desarrolle temas relacionados al proyecto ganador.

Actualmente se encuentran en evaluación posibles vinculaciones con instituciones y plataformas francesas especializadas en bioprocesos, biomanufactura y transferencia tecnológica.

“La posibilidad de vincularnos con instituciones francesas representa una oportunidad muy importante para fortalecer nuestras capacidades, intercambiar conocimientos y avanzar en el desarrollo tecnológico. Nos interesa especialmente conocer experiencias de escalado de bioprocesos y explorar nuevas oportunidades de colaboración científica”, afirma la investigadora.

Finalmente, Nisenbaum destaca el carácter colectivo del desarrollo y el valor del reconocimiento para la investigación realizada en el país.

“Aunque la distinción sea individual, reconoce una línea de trabajo construida junto a investigadores, estudiantes y colaboradores de distintas disciplinas. Para mí significa un reconocimiento al trabajo que venimos desarrollando desde la universidad pública y el sistema científico argentino, y también un impulso para seguir avanzando en una tecnología que tiene mucho potencial por explorar”, concluye.