La necesidad de reciclar la biomasa
Mediante el reciclaje de la biomasa, los científicos pretenden reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la viabilidad económica de la agricultura.
Cuando recogemos un trozo de fruta, una barra de chocolate o un paquete de harina, no pensamos a menudo en las enormes cantidades de residuos agrícolas – los tallos, hojas, vainas de semillas y más – que nunca salen de la granja.
Sin embargo, la escala de los residuos agrícolas es enorme. A nivel mundial, los residuos de los cultivos – los residuos vegetales que quedan en el campo después de la cosecha – totalizaron 5.000 millones de toneladas métricas (5.500 millones de toneladas) en 2013, según un estudio realizado en Brasil en 2018. Un estudio de Sudáfrica informó que los residuos de los cultivos retenidos en el campo son responsables del 13% de las emisiones de gases de efecto invernadero de la agricultura.
Parte de ese material se utiliza para fertilizante orgánico, enriquecimiento del suelo o alimentación animal. Pero todavía hay mucho disponible para otros usos.
Mientras tanto, los agricultores se enfrentan a una mayor incertidumbre económica debido al cambio climático, lo que conduce a un aumento de la migración rural, según un informe de 2018 de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación.
A medida que crece la preocupación por los residuos, los investigadores y socios comerciales de todo el mundo están trabajando para convertir lo que ahora se deja atrás o se quema en productos nuevos y útiles. Al hacerlo, esperan no sólo reducir los impactos ambientales adversos de la agricultura, sino también proporcionar una nueva fuente de ingresos para los agricultores.
Desperdicios del buen chocolate
Tomemos el cacao, por ejemplo. Por cada libra de granos de cacao – la parte de la planta que termina en la barra de chocolate – los agricultores producen aproximadamente 12 veces más biomasa. Ahora, los investigadores en Colombia han creado nuevos productos a partir de este material de desecho, incluyendo cerveza, jugos, postres similares al pudín y también nutracéuticos.
Cristian Blanco-Tirado, profesor de química de la Universidad Industrial de Santander en Bucaramanga, Colombia, dirige el proyecto Nextcoa, que ha desarrollado estos productos. Nextcoa también utiliza granos de cacao y desechos para producir chocolates 100% de cacao que son menos amargos que los productos tradicionales de cacao.
En lugar de utilizar el azúcar de caña, la leche y la lecitina de soja que se encuentran en una barra de chocolate típica, Blanco-Tirado dice que el producto utiliza edulcorantes y emulsionantes derivados de la fruta del cacao, que solía tirarse después de extraer y exportar los granos de cacao. Blanco-Tirado dice que espera que el chocolate de la marca “Betul” esté disponible comercialmente en agosto de 2019.
“Nuestra región de Santander, en Colombia, ha sido tradicionalmente productora de granos de cacao, pero sólo el 6% de los ingresos van a parar a los productores”, dice. “Así que preguntamos si era posible aprovechar mejor la fruta del cacao desarrollando tecnología para la producción, no sólo de frijoles, sino de productos de mayor valor”.
Blanco-Tirado dice que el mayor desafío es ayudar a los pequeños agricultores a comprender los beneficios de la comercialización de los desechos, a la vez que se hace financieramente viable el proceso y se atrae la inversión.
Por ahora, el análisis financiero del equipo dice que el precio del chocolate es competitivo con las marcas de chocolate de lujo con 70 por ciento de cacao. Blanco-Tirado agregó que también se producen otros productos a partir de vainas de cacao, como celulosa, jugo y jarabe.
Embalaje de plantas
En Europa, los investigadores dotados con una subvención de 5,56 millones de euros para el Programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, están trabajando en nuevos envases respetuosos con el medio ambiente, reduciendo tanto los residuos agrícolas como los 9 millones de toneladas métricas (9,9 millones de toneladas) de residuos de envases de plástico que acaban en los vertederos europeos cada año.
Valérie Guillard es ingeniera alimentaria de la Universidad de Montpellier en Francia y coordinadora del proyecto GLOPACK. El proyecto, como el que empezará pronto desde Harvard, utiliza residuos de la industria alimentaria y de la agricultura, como zumos de fruta estropeados, estiércol de ganado, paja de trigo y sarmientos de vid, como algunas de las materias primas para los dos componentes clave del envase.
El primer componente, llamado polihidroxialcoato (PHA) es sintetizado por microbios y biodegradable, según Guillard. El segundo componente, está hecho de fibras de paja de trigo y sarmientos de vid.
Estos componentes se convierten en pellets, que luego se forman en envases de la misma manera que los polímeros a base de petróleo.
Guillard dice que espera que el coste de los envases desarrollados a partir del biopolímero sea de 3-4 euros por kilogramo de materia prima, más del doble del coste de los actuales 1,5 euros por kilogramo de polipropileno, un plástico común para envases.
“En este momento no pagamos casi nada por los plásticos petroquímicos y el productor no paga por las emisiones al final de la vida útil de dicho material, lo que explica por qué el precio es tan bajo”, dice Guillard. “En otras palabras, si nosotros – la sociedad – pagamos el verdadero y real costo de los materiales plásticos considerando todas las externalidades plásticas, el poliéster microbiano que estamos produciendo en GLOPACK se volvería competitivo en comparación con el plástico”.
Añadió que el uso de residuos agrícolas para envases permitiría a la industria reducir su dependencia de los productos petroquímicos y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Las Biomoléculas
En el otro lado del planeta, investigadores australianos están trabajando en la extracción de moléculas útiles de residuos de plantas agrícolas para su uso en medicina, cosméticos, aditivos alimentarios y más.
Australia importa actualmente muchas moléculas que podrían derivarse de los residuos agrícolas, según Vincent Bulone, investigador de la Universidad de Adelaida e investigador principal de un grupo de socios académicos e industriales cuyo objetivo es desarrollar productos de alto valor a partir de residuos agrícolas.