Transformación de residuos de jardinería y cultivos en plásticos
Nuevos procesos de fabricación de bioplásticos
Convertir residuos verdes, heno y algas en plásticos totalmente biodegradables para su uso en productos médicos, componentes de automóviles, aislamientos y envases es el objetivo de un nuevo Grupo de Investigación Junior de la Universidad de Oldenburg. Dirigido por la química Melanie Walther, el equipo combinará enfoques ecológicos y orientados a la aplicación para desarrollar una tecnología rentable y energéticamente eficiente que permita fabricar plásticos innovadores a base de succinato de polibutileno (PBS) fabricados íntegramente a partir de residuos orgánicos. El Ministerio Federal de Investigación, Tecnología y Espacio (BMFTR) financia el proyecto EcoPBS con unos 2,7 millones de euros.
"El trabajo del nuevo Grupo de Investigación Junior pretende ofrecer plásticos fabricados a partir de materias primas renovables como alternativa industrialmente viable a los plásticos convencionales", ha declarado el Prof. Dr. Ralph Bruder, Presidente de la Universidad de Oldenburg: "La aprobación de la financiación del BMFTR también reconoce la destacada infraestructura de investigación de nuestra universidad en este campo y pone de relieve el potencial de EcoPBS en la creación de una economía circular respetuosa con el medio ambiente y el clima."
Bioplásticos totalmente reciclables y competitivos
El PBS se parece a los plásticos convencionales polipropileno y polietileno en cuanto a robustez y procesabilidad, con la gran ventaja de ser fácilmente biodegradable. Sin embargo, los científicos aún no han conseguido producir un material totalmente biológico que sea totalmente reciclable, y los procesos de fabricación aún no son adecuados para su uso en la industria química. "Para obtener un alto rendimiento, se necesitan microorganismos fáciles de cultivar y lo bastante estables como para ser eficientes en procesos de bajo coste y bajo consumo energético", explica Walther.
Así pues, en tres subproyectos, el Grupo de Investigación Junior investigará cómo convertir un sustrato biológico compuesto por esquejes de jardín y residuos de cultivos en Bio-PBS. El primer paso del equipo será optimizar el proceso de fermentación: en un proceso biotecnológico de nuevo desarrollo evaluarán la eficacia con la que la materia orgánica puede convertirse en bioplásticos utilizando distintos tipos de microorganismos. Un factor clave aquí es que se probarán dos procesos de fermentación diferentes: la fermentación de acetona-butanol-etanol (ABE) y la fermentación de ácido succínico.
Nuevos procesos de fabricación de bioplásticos
El segundo subproyecto se centrará en el "downstreaming", es decir, el proceso de eliminación de sustancias extrañas del material transformado. El objetivo es convertir el compuesto orgánico n-butanol en 1,4 butanodiol, un alcohol bivalente e importante materia prima para plásticos. Con ayuda de simulaciones y aprendizaje automático buscarán formas de mejorar los balances de materia y energía de este proceso.
También se necesita una nueva sustancia química para eliminar los contaminantes y producir así el primer BPS totalmente biodegradable. El equipo ya ha desarrollado un modelo básico de esta sustancia y ha solicitado una patente. En el tercer subproyecto tiene previsto perfeccionar aún más la tecnología. Otro objetivo es utilizar los residuos de la producción de bio-PBS para generar electricidad y calor renovables que puedan utilizarse para el funcionamiento de las instalaciones del laboratorio. En el último paso, los investigadores pretenden fabricar los primeros productos para uso industrial -por ejemplo, envases y materiales médicos- utilizando modelos digitales en 3D y PBS de base totalmente biológica.
Colaboración con socios externos y otras universidades
Melanie Walther se ha incorporado a la Universidad de Oldenburg para crear el Grupo de Investigación Junior. Un investigador postdoctoral y tres estudiantes de doctorado realizarán investigaciones bajo su supervisión. Walther estudió Química Empresarial en la Universidad de Kiel (CAU), donde obtuvo su licenciatura en 2016 y su máster en 2018. Completó su doctorado en el campo de los materiales funcionales orgánicos en la Universidad de Bremen en 2023 y pasó a realizar investigaciones en química orgánica como investigadora posdoctoral.
Actualmente hay nueve grupos de investigación junior financiados por terceros en la Universidad de Oldenburg. El objetivo es apoyar a investigadores noveles destacados y altamente cualificados como Walther en su camino hacia una cátedra u otros puestos académicos de alto nivel. Las otras universidades asociadas al proyecto EcoPBS son la Universidad de Ciencias Aplicadas de Hanze (Groninga, Países Bajos), la Universidad de Twente (Enschede, Países Bajos) y la Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. También participan en el proyecto la empresa de jardinería y paisajismo Oeltjen (Westerstede), el instituto de investigación Fair-Fusion (Emmen, Países Bajos) y el proveedor de plásticos Biovox (Darmstadt).
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
