Nuestra dependencia a los combustibles fósiles es profunda y generalizada. Este recurso no solo representa el 80% de la energía utilizada en el mundo, sino que también es la materia prima vital para la fabricación de gran parte de los materiales que utilizamos en nuestra vida cotidiana: desde el packaging de los productos del supermercado hasta componentes de nuestros celulares y la ropa que estamos usando en este momento. Y no es novedad que, a medida que sigamos creciendo como población, la búsqueda de alternativas resulte necesaria y urgente, especialmente en un contexto marcado por el cambio climático, la pérdida de biodiversidad y la contaminación. Por Sofía Moratorio, Ingeniera Industrial, graduada de la Universidad de Buenos Aires (UBA). Actualmente está participando del programa Ignite de Gridx con el foco en crear una start-up de biotecnología.
La biotecnología se define como toda aplicación tecnológica que utilice organismos vivos y sus derivados para crear o modificar productos y procesos. Es una ciencia multidisciplinaria que integra las ciencias biológicas, la innovación industrial y los conocimientos específicos de sus distintas áreas de aplicación.
La creatividad del mundo científico no tiene límites, y esta disciplina presenta aplicaciones en prácticamente todas las industrias. Desde colorantes naturales producidos por microorganismos hasta fármacos hechos a medida, la biotecnología tiene el potencial de generar alternativas escalables, específicas y sostenibles.
Aprovechar el conocimiento evolutivo acumulado durante miles de millones de años parece ser el camino natural hacia el desarrollo.
Suelos vivos para fijar carbono y alimentar al mundo
Cada año, 4 millones de hectáreas agrícolas son abandonadas en el mundo por degradación de suelos, lo que equivale a aproximadamente un 10% de la superficie del campo argentino.
Las pérdidas económicas que esto genera son exorbitantes: se destruye valor por 10 billones de dólares anuales en tierras degradadas. Por otro lado, todos los años la humanidad requiere de 14 millones de hectáreas de nuevas tierras para cultivo agrícola.
Un 45% se obtiene de la deforestación, que como sabemos, es de las principales causas de la desertificación, agravando el cambio climático.
La degradación del suelo es un proceso complejo que involucra la pérdida de fertilidad, estructura y biodiversidad y desencadena la liberación de carbono almacenado hacia la atmósfera, contribuyendo hasta en un 10% a las emisiones globales.
Agricultura y biotecnología
Al trabajar con el clima, los agricultores han notado rápidamente los alarmantes efectos del cambio climático. Con cada temporada de cosecha, la dependencia de agroquímicos se incrementa, lo que resulta en mayores costos y una evidente disminución en la productividad y calidad del suelo.
Las regulaciones, tanto públicas como privadas, se vuelven cada vez más estrictas, y la demanda de productos orgánicos por parte del consumidor está en constante aumento. Y se esperan escenarios de escasez de agua y condiciones climáticas cada vez más desafiantes.
En este contexto, los bioinsumos pueden desempeñar un papel clave, ya que abordan distintas problemáticas sin dejar residuos tóxicos o incluso enriqueciendo el suelo en el que se aplican.
Existen desarrollos que buscan replicar la relación beneficiosa entre plantas y microorganismos para restaurar suelos degradados, potenciar el crecimiento de cultivos, degradar contaminantes o tolerar la escasez de agua.
Algunos de ellos lo hacen tomando microorganismos extremófilos presentes en la vegetación de zonas polares, desérticas, volcánicas o de alta montaña para asociarlos con cultivos de interés.
Otros proyectos toman los propios hongos de las plantas, de insectos o del suelo – llamados hongos entomopatógenos – para controlar plagas de forma precisa y sin afectar otras especies.
Crecimiento de los bioinsumos
Se estima que el mercado de bioinsumos crece alrededor del 15% anual, mientras que los agroquímicos muestran signos de estancamiento.
Sin embargo, su escalabilidad será el mayor desafío: los fabricantes deben trabajar en fórmulas y métodos de aplicación que garanticen una mayor estabilidad en el suelo, una dosificación uniforme y un poder de acción resistente a las condiciones del campo.
Recordemos que los suelos vivos son suelos ricos en carbono. Que un terreno sea saludable implica que colabora a fortalecer nuestra resiliencia al cambio climático, ya que mantiene o incrementa su contenido de carbono, fósforo, nitrógeno y microorganismos. La agricultura de precisión y con bioinsumos será clave para mantener y potenciar la tierra.
Los mecanismos tradicionales se centran en “aportar” a un terreno los nutrientes que carece – como nitrógeno o fósforo – o de controlar las plagas mediante la fumigación.
Sin embargo, este accionar disminuye a largo plazo la riqueza del suelo. Lo interesante del nuevo enfoque propuesto es que se apalanca en los mecanismos naturales que tiene el propio suelo para mantener el ecosistema saludable, creando soluciones constructivas y sostenibles en el tiempo.
Transicionando de materiales sintéticos a biológicos
Hemos construido nuestras ciudades en hormigón y así todavía seguimos construyendo: se estima que las ciudades duplicarán su tamaño para 2050.
El hormigón es fuerte, versátil y barato, pero requiere de muchísimo cemento. Su fabricación implica quemar combustibles fósiles para descomponer minerales y transformarlos mediante una reacción química que, a su vez, genera aún más calor y emisiones.
Las emisiones generadas por este proceso se estiman en un 8% del total global.
Algunas empresas ya están explorando nuevas alternativas. Un ejemplo es el “biocemento”, desarrollado a partir de biomasa, minerales y nutrientes, que reduce las emisiones de carbono hasta en un 90%.
Este proceso fue inspirado en la forma en que los corales construyen sus arrecifes. Sin embargo, su principal obstáculo todavía radica en poder convertirse en una opción económicamente competitiva y presenta complejidades al ser implementado en grandes volúmenes, como los requeridos por este segmento.
Mientras tanto, el problema de la contaminación plástica sigue creciendo, con millones de toneladas de desechos plásticos inundando nuestros entornos cada año.
Sin embargo, lo que a menudo se pasa por alto es que los plásticos también tienen un impacto significativo en las emisiones de gases de efecto invernadero, representando aproximadamente el 4% del total.
Situación de los Bioplásticos
Los bioplásticos provenientes de fuentes renovables permiten reducir la huella de carbono de estos materiales, mientras que los biodegradables ayudan a disminuir el impacto ambiental de los residuos.
Estas soluciones se están desarrollando desde hace varios años y su mercado está creciendo, con tasas de alrededor del 19%. No obstante, para impulsar su uso de manera efectiva, se necesita aumentar la producción y desarrollar tecnologías que compitan en costo con los plásticos tradicionales, además de crear nuevas formulaciones para abordar la inmensa y variada demanda que cubre este material.
La biotecnología como sustitución de combustibles fósiles
En el campo de la energía, los biocombustibles son combustibles alternativos derivados de biomasa, que en general es una materia prima renovable, como cultivos energéticos, residuos agrícolas y urbanos.
Si bien estos procesos liberan CO2 a la atmósfera, se considera una emisión de carbono neutral siempre que la biomasa provenga de fuentes renovables y se gestione adecuadamente. Escalar la producción y conversión de bioenergía presenta un desafío significativo, el cual se intensifica por la necesidad de garantizar la sostenibilidad de la fuente de biomasa y promover la aceptación social.
Los biocombustibles ya son una realidad comercial: componen aproximadamente el 10% de la gasolina en los Estados Unidos. Además de su contribución a la mitigación del cambio climático, abren la puerta a la economía circular al utilizar recursos renovables.
Serán especialmente necesarios en sectores como el transporte, donde el peso de las baterías genera limitaciones técnicas como es en el caso de la aviación o del transporte marítimo.
Revertir lo sucedido: Captura de CO2
Según diversas proyecciones, simplemente reducir o detener las emisiones no será suficiente. Para alcanzar la neutralidad de carbono y compensar parte del daño generado durante los últimos 200 años, será clave remediar las emisiones pasadas.
La dificultad radica en convertir estas acciones en un negocio viable y que haya empresas, gobiernos o individuos decididos a financiar estas actividades. Sin embargo, numerosas compañías y start-ups ya están apostando por este escenario.
Los microorganismos del suelo o del mar son los responsables naturales de capturar y fijar carbono, por lo que presentan un gran potencial para este fin.
Las microalgas, por ejemplo, se destacan por su capacidad para absorber CO2 a través de la fotosíntesis, teniendo la habilidad de capturar 10 veces más que las plantas.
Además, generan biomasa de manera sostenible, que puede ser utilizada para la producción de biocombustibles y otros productos útiles. De manera similar, las cianobacterias también desempeñan un papel importante al convertir rápidamente el dióxido de carbono en biomasa o en otros minerales, proporcionando otra alternativa valiosa en este contexto.
La investigación y el desarrollo en biotecnología para la captura de carbono son campos dinámicos y en constante evolución. Es crucial seguir explorando para encontrar alternativas que sean negativas en emisiones y que a su vez solucionen otros problemas relevantes, para que puedan diseñarse modelos de negocio efectivos alrededor de estos proyectos.
La naturaleza como fuente de conocimiento
La biotecnología representa una de las posibles innovaciones que nos pueden llevar a un escenario más sustentable, y atraviesa a un gran número de industrias y actividades.
Necesitamos de la colaboración de los distintos sectores para que estas alternativas prevalezcan: desde el Estado promoviendo el desarrollo del conocimiento científico y estableciendo un marco regulatorio favorable, hasta el sector privado encargado de transferir y potenciar ese conocimiento, convirtiendo estos descubrimientos en empresas viables y atractivas.
Todos estos casos nos recuerdan que las grandes soluciones pueden surgir de lugares inesperados. La naturaleza nos ofrece los materiales y los mecanismos, y la biotecnología puede decodificarlos para generar las transformaciones que necesitamos.
Este artículo es parte del Informe Anual 2024 sobre Cambio Climático: DESCARGALO GRATIS AHORA.