La biodiversidad marina y de agua dulce tiene el potencial de fortalecer la bioeconomía mediante el uso de prácticas sostenibles, el aprovechamiento de recursos renovables, el aumento de la resiliencia ambiental y el fomento de tecnologías innovadoras que mejoren la productividad agrícola y sanitaria.
En una mañana fresca en el Océano Atlántico, el biólogo marino Dr. Enrique da Silva Pereira caminaba por aguas poco profundas durante la marea baja cerca de Connemara. Largas cintas de algas marinas ondean en el agua como banderas de color verde intenso. Recoge cuidadosamente la muestra en un recipiente frío.
«Las algas que llegan a nuestras costas proporcionan alimento, refugio y hábitat importantes para una amplia gama de vida marina y, de hecho, son una biblioteca de soluciones para una vida sostenible», afirma.
El Dr. da Silva Pereira, dirigido por el Dr. Antoine Fort, forma parte del proyecto AMicrobioM, que crea ecosistemas que interactúan con las algas marinas e investiga las pequeñas comunidades microbianas que los habitan. Estos microorganismos se componen de señales químicas específicas de las algas que brindan importantes beneficios, como protección contra patógenos y una mejor absorción de nutrientes. Estos tienen una capacidad asombrosa para producir compuestos bioactivos que pueden usarse para cultivar cultivos más saludables con menos químicos y desarrollar resiliencia de los cultivos al cambio climático. Esta convergencia de la biodiversidad marina y la innovación agrícola sigue en gran medida inexplorada.
Los recursos biológicos renovables, como cultivos, productos agrícolas, algas, microalgas y microorganismos, son el núcleo de la producción de alimentos, piensos, energía, materiales y servicios para la bioeconomía. Durante generaciones, los océanos, los campos y los bosques han alimentado y sostenido a las poblaciones humanas. Nuevas tecnologías e ideas están haciendo posible utilizar estos recursos de manera más eficiente y con una huella de carbono mucho menor.
En la bioeconomía, agricultores, científicos, empresarios y comunidades se unen para crear productos valiosos a partir de recursos renovables, como convertir desechos en alimento para animales, desarrollar fertilizantes a base de algas e incluso encontrar formas innovadoras de producir plásticos sostenibles. Este cambio no se trata sólo de nueva tecnología. Se trata de construir la economía del futuro que satisfaga nuestras necesidades, cree empleos y oportunidades y proteja nuestro planeta. Al aumentar nuestra comprensión de los ecosistemas complejos que interactúan biológicamente y crear formas de aprovechar sus capacidades, los nuevos antimicrobianos pueden desbloquear una amplia gama de potenciales para futuras aplicaciones médicas, agrícolas y ambientales.
En el Instituto de Investigación LIFE del Instituto de Tecnología Shannon, creemos en trabajar en colaboración con la naturaleza y sus ciclos. Aprovechar la comprensión y el talento de los expertos para explotar el comportamiento de los sistemas biológicos, las relaciones estructura-propiedad de los biomateriales y su funcionalidad macroscópica. Nuestros investigadores desarrollan nuevas tecnologías y productos para abordar los desafíos ambientales y de salud. Estas actividades multidisciplinarias incluyen áreas estratégicamente importantes como el uso sostenible de recursos biológicos renovables, el desarrollo de biomateriales innovadores y la creación de biotecnologías avanzadas que apoyen la salud, la resiliencia ambiental y una bioeconomía circular.
laboratorio viviente
Se está transformando una turbera en la turbera azotada por el viento tierra adentro de Mt Lucas, Co. Offaly, y se están realizando obras asociadas. Una vez aprovechada para obtener combustible, la tierra es ahora un centro de bioeconomía circular impulsado por turbinas eólicas in situ.
Dirigida por el profesor Neil Rowan, la instalación de turberas es un laboratorio viviente, un campo de pruebas del mundo real para que investigadores, agricultores, empresas, responsables políticos y comunidades locales colaboren para diseñar, probar y mejorar nuevas soluciones en entornos cotidianos.
Los canales de trucha arco iris producen desechos de pescado que contienen amoníaco y fosfatos, que son consumidos por lentejas de agua, macroalgas y microorganismos, creando una corriente de acumulación de biomasa. Estos productos proporcionan una fuente sostenible de piensos, alimentos, bioestimulantes y sustancias bioactivas en un sistema completamente circular sin prácticamente ningún desperdicio.
La lenteja de agua (Lemnaceae) crece rápidamente y absorbe una amplia gama de contaminantes (no) orgánicos. Las microalgas absorben grandes cantidades de CO₂ y lo procesan para producir polímeros y aceites (lípidos) biodegradables que pueden convertirse en biodiesel, bioetanol o biogás como fuente de energía renovable para reemplazar los combustibles fósiles.
La biorrefinería in situ procesará ingredientes extraídos específicos, incluidas proteínas, fibras y sustancias bioactivas, para aplicaciones comerciales que van desde proteínas para alimentación animal, nutracéuticos, materiales compuestos y bioestimulantes para el crecimiento de cultivos, como una alternativa más ecológica a los pesticidas. Al incorporar estas innovaciones de Living Lab directamente en las ubicaciones en las que operan, permitimos a los productores, empresas y consumidores experimentar y adaptarse a nuevas formas de trabajo comercialmente viables. Esto también puede ayudar a estimular nuevas ideas y generar respuestas a los desafíos. Servirá como un centro de excelencia, promoviendo los principios de cero residuos y acción climática, con un impacto de gran alcance a nivel local, nacional y global. Es importante destacar que este ecosistema de laboratorio viviente de turberas también brinda capacitación in situ a empresas circulares para personalizar y utilizar la realidad aumentada.
biorrefinería
Las biorrefinerías son un elemento esencial para establecer una bioeconomía. Su función es integrar procesos que convierten los recursos renovables y la biomasa en una variedad de productos y bioenergía de alto valor. Las biorrefinerías naturales son extremadamente complejas y elegantes. Esto incluye la fotosíntesis, donde las plantas y las algas actúan como «biorreactores» y utilizan la luz solar, el dióxido de carbono y el agua para producir azúcares, celulosa y otros compuestos que son los componentes básicos de la energía y los materiales.
Las biorrefinerías operadas por humanos se remontan a varios siglos atrás, y sus primeras formas fueron las fábricas de pulpa y papel y el procesamiento de lácteos. Una intensa investigación y colaboración está impulsando una nueva generación de biorrefinerías que incorporan ingeniería microbiana, catálisis enzimática y optimización de procesos para permitir la producción sostenible de energía y productos materiales de base biológica, al tiempo que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y la dependencia de los recursos fósiles.
La Fundación Irlandesa de Bioeconomía (IBF) se está preparando para abrir una planta piloto de bioprocesamiento de 1.700 metros cuadrados que servirá como banco de pruebas para que empresas emergentes y cooperativas conviertan ideas en bioproductos comercializables. Esta instalación de clase mundial con espacio de procesamiento modular y confidencial permitirá a los innovadores ofrecer productos de base biológica desde el concepto hasta la escala piloto, desde productos químicos ecológicos hasta ingredientes alimentarios de próxima generación.
Promoviendo la circularidad: de los plásticos a los bioproductos
Además de los avances en alimentos y energía, abordar los plásticos, uno de los desafíos ambientales más duraderos, es clave para un futuro sistema económico bajo en carbono.
El Centro para la Sostenibilidad de los Polímeros (CPS) está desarrollando rápidamente soluciones tecnológicas innovadoras que imitan los ciclos autosostenibles que se encuentran en la naturaleza. Los plásticos están diseñados para entrar en un ciclo continuo de «hacer-romper-hacer», similar al proceso de regeneración en la naturaleza, donde las plantas se consumen y luego se descomponen para sustentar un nuevo crecimiento. Su trabajo pionero es transformar el ciclo de vida de los plásticos, rediseñando los materiales reciclables mediante el desarrollo de procesos para descomponer los plásticos existentes y creando vías para su reutilización en las mismas formas o en nuevas. Utilizando una variedad de enfoques biomiméticos, CPS explota las relaciones estructura-propiedad no explotadas de los biopolímeros para desarrollar nuevos ecoplásticos que combinan de manera única el alto rendimiento de los plásticos tradicionales derivados del petróleo con bajas emisiones de carbono y un ciclo de vida completamente circular.
Al trabajar con socios de la UE e integrar fermentación microbiana avanzada y de flujos de desechos, procesamiento especializado de polímeros, biodegradabilidad y diseño de circuito cerrado, estos ecoplásticos se han desarrollado para exhibir un alto rendimiento de barrera contra el oxígeno y el agua y al mismo tiempo evitar la producción de microplásticos. Quitar las capas individuales después de su uso facilita la preparación como materia prima de flujo de residuos para reciclaje y recuperación.
Estos plásticos ecológicos representan un gran paso adelante en el envasado de alimentos sostenibles en comparación con los envases laminados EVOH no biodegradables, de alta barrera y de base fósil actuales.
Al incorporar la circularidad en la producción de polímeros, CPS complementa otros esfuerzos de bioeconomía para desarrollar alternativas biológicas bajas en carbono a los productos de origen fósil, reducir los desechos y mantenerlos fuera de los vertederos y los océanos.
En LIFE RI, un motor colaborativo de investigación e innovación impulsa la bioeconomía. El establecimiento exitoso de este sector dependerá de políticas integrales, investigación, apoyo industrial y comunitario, así como de una inversión sostenida en innovación.
Un claro enfoque en el uso de recursos renovables, la producción circular y la acción climática se demuestra en laboratorios vivientes como Mt Lucas en el condado de Offaly, que traducen activamente la investigación en práctica y demuestran cómo funcionan los sistemas de base biológica en entornos del mundo real. Instalaciones a escala piloto, como la Planta de Bioprocesos de la Fundación Irlandesa de Bioeconomía, así como instalaciones como el Centro de Investigación de Biociencias Aplicadas, LIFE RI y el Centro para la Sostenibilidad de Polímeros, brindan a las empresas, la industria, los servicios de salud y los agricultores marinos y terrestres acceso a tecnología y experiencia de vanguardia.
De manera similar, estas instalaciones permitirán una importante participación y capacitación de la comunidad, lo que permitirá a las partes interesadas, los acuicultores y las empresas adoptar nuevas prácticas circulares, compartir los beneficios e integrar la bioeconomía.
Con un valor actual de 2,3 billones de euros, la bioeconomía europea emplea aproximadamente a 19 millones de personas. Un espíritu común sustenta la transformación de ideas científicas en empresas y productos industriales prósperos que promueven los objetivos climáticos, crean empleos y fortalecen la resiliencia económica. La innovación debe ser circular, colaborativa y positiva para la naturaleza.
Tenga en cuenta: Este es un perfil comercial.
Este artículo también se publicará en el número 25 de la revista trimestral.
Source link
