Una idea innovadora, relacionada con el cultivo de microalgas para la extracción de bioproductos de alto valor agregado destinados a las industrias –cuya viabilidad se probó con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo (FAPESP) –, estuvo incubada en São Paulo, Brasil, hasta que encontró un nicho importante de mercado.

Esta innovación, desarrollada en el Centro de Innovación, Emprendimientos y Tecnología (Cietec), la incubadora instalada en el Instituto Investigaciones Energéticas y Nucleares (Inpe), dio origen a una minibiorrefinería 360 grados en un período de tiempo inferior a cinco años. Y en esa trayectoria, fue una de las 14 startups del mundo seleccionadas para participar en un evento en la ONU.

Actualmente, Bioativos Naturais (bajo el nombre de fantasía de BioativosGroup) está instalada en un área de mil metros cuadrados en la ciudad de Santana de Parnaíba, en el Área Metropolitana de São Paulo, que también alberga a su centro de investigación, desarrollo e innovación. Este laboratorio posee equipamientos que la empresa desarrolló con miras a optimizar y testear la factibilidad de los proyectos, y en el mismo lugar está instalando una unidad fabril que en 2020 sacará al mercado sus primeros bioproductos orientados hacia la bioeconomía.

La idea inicial de optimizar el crecimiento de microalgas en un medio de bajo costo y que atendiese a las industrias farmacéuticas, con el objetivo de obtener biomasa para su utilización como materia prima destinada a la extracción de bioproductos, evolucionó alineada a los conceptos de la nueva Bioeconomía Global, según sostiene el químico Luiz Fernando Mendes, uno de los socios fundadores de la empresa. La propuesta, tal como explica Mendes, consiste en ofrecerles a las industrias químicas y alimenticias bioproductos de alta calidad y seguros para salud humana y animal, elaborados mediante procesos industriales verdes, sostenibles y, de preferencia, sin ninguna disposición de residuos en el medio ambiente.

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“BioativosGroup aspira a erigirse como la primera biorrefinería holística de Latinoamérica, utilizando las tecnologías de fluidos sub y supercríticos integrados para la conversión integral de las biomasas renovables, entre ellas las microalgas, en intermediarios químicos verdes”, resume Mendes.

Con el proyecto ya más maduro, en 2016, la empresa obtuvo el apoyo del PIPE de la FAPESP para definir protocolos de fraccionamiento de compuestos de alto valor agregado a partir de microalgas en el marco de una biorrefinería sostenible y con aprovechamiento integral, como así también para montar la unidad multifuncional y modular de extracción de ingredientes.

“La técnica de empleo fundamentalmente de dióxido de carbono supercrítico para la obtención de aceites esenciales, extractos y fracciones bioactivas constituye una tendencia a nivel mundial. Sucede que esta tiende acelerar el proceso y además mejora significativamente la calidad de los bioproductos extraídos”, explica. La noción de fluido supercrítico hace referencia a cualquier sustancia que queda a una temperatura y a una presión en las cuales ya no existe distinción entre a la fase líquida y la fase gaseosa.

El cultivo de algas se lleva a cabo en medios artificiales de bajo costo desarrollados por BioativosGroup. A lo largo del proceso industrial, las algas consumen parte del CO2 y, al mismo tiempo, producen una gran cantidad de biomasa para la extracción de bioproductos de interés comercial, tales como ácidos grasos, carotenoides, proteínas, aminoácidos e hidratos de carbono.

La tecnología que el grupo desarrolló está programada para recibir más de 20 tipos de biomasa a partir de 2020, desde algas hasta manzanilla alemana, pasando por el bagazo de la caña. También pueden emplearse al comienzo del proceso, en carácter de materias primas, el clavo, el café verde y la cebolla, entre otras.

La biomasa es procesada con fluidos presurizados cerca de su punto crítico. El dióxido de carbono, el agua u otro líquido, tal como el etanol, que también es sometido a alta presión, pueden usarse dentro de la minibiorrefinería.

Según Mendes, esta tecnología permite aislar aceites vegetales para distintas aplicaciones: desde un aroma para su uso como perfume hasta un aceite esencial y una resina del lúpulo para la fabricación de cervezas artesanales e industrializadas, por ejemplo. La elección de la biomasa dependerá del proyecto de cada cliente.

“Nuestra tecnología posee más ventajas competitivas cuando se la compara con las tecnologías tradicionales utilizadas en las industrias. Puede instalársela en cualquier lugar de Brasil, pues las dimensiones de la minibiorrefinería son compactas. Asimismo, los procesos exhiben un menor tiempo de retorno de las inversiones y también el tiempo de procesamiento es menor que los demás”, dice. La capacidad de producción depende mucho del insumo, pero en todos los casos, según el investigador, habrá ganancias de tiempo y dinero.

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La extracción de un aceite de clavo, por ejemplo, que se usa abundantemente en las industrias de alimentos y cosméticas, se realiza en 45 minutos mediante el método desarrollado en la empresa. Esa misma extracción tarda seis días cuando se aplican los procesos tradicionales.

Pero los bioproductos que se pretenden aislar de la materia prima constituyen tan solo uno de los resultados posibles. Como la biomasa transformada en la minibiorrefinería no sufre ningún tipo de impacto negativo, ella misma también termina convirtiéndose en un producto de alto valor agregado al final del proceso. En otras palabras, la propia biomasa recuperada, en forma de harina (desaromatizada, desgrasada y purificada), por ejemplo, también puede utilizarse en otros procesos. Es un aporte más que esta tecnología puede generarle al cliente en la disminución de costos de proceso.

En 2018, la tecnología ya estaba lista para ganar en escala y BioativosGroup obtuvo el apoyo del programa PIPE/ PAPPE –producto de una colaboración entre la FAPESP y la Financiadora de Innovación e Investigación (Finep), ligada al gobierno federal brasileño– para el desarrollo industrial y comercial de los bioproductos de microalgas, jengibre y cúrcuma.

Harinas purificadas

En total, si se suman los recursos del PIPE y otras inversiones de instituciones federales brasileñas, tales como la Finep, el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y el pliego de Innovación del Servicio Nacional de Aprendizaje Industrial (Sesi-Senai), se han invertido alrededor de 4 millones de reales en esta idea durante los últimos cuatro años.

“La evolución del proyecto demostró que el uso de la llamada tecnología verde puede ser eficiente”, afirmó Mendes. El trabajo del equipo implicó una ruptura con el paradigma de la inviabilidad técnica-económica referente a las tecnologías y a los procesos con fluidos presurizados sub y supercríticos.

La trayectoria de BioativosGroup comprende además de los pasos por el Cietec, también una estancia en el Parque Tecnológico de Campinas, donde se estrecharon los lazos con la Universidad de Campinas (Unicamp).

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La minibiorrefinería, que cuenta con otros dos socios, uno de ellos el biomédico y bioquímico Leonardo Villela, puede utilizarse en diversos procesos en la industria de química fina, de alimentos, bebidas, cosméticos y hasta de fármacos.

“En algunos casos, tenemos harinas purificadas ricas en almidón que pueden usarse en tortas o helados. Algo que sería un residuo del proceso también puede convertirse en un insumo para otros fines. Otra aplicación de esas harinas puede ser su empleo como aditivo en alimentos balanceados para animales”, dice.

El hecho de que esta tecnología no deje ningún residuo, ni que tampoco insuma derivados del petróleo en sus procesos, es lo que la hace encuadrarse en los conceptos de bioeconomía circular. “Al comienzo no fue fácil. Pero aún tenemos mucho por evolucionar y aprender” dice Mendes. El grupo mantiene conversaciones y negocios tanto en Brasil como en el exterior, fundamentalmente con empresas de Alemania.

Bioativos, según dice, incorporará a su biorrefinería un sistema de producción de microalgas en fotobiorreactores. Las biomasas de algas se utilizarán como materia prima renovable para la obtención de bioproductos avanzados para la industria, como la astaxantina, que cuenta con un mercado más de un 99% abastecido con productos derivados del petróleo.

Sobre la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo (FAPESP)

La Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo (FAPESP), creada en 1962, se ubica entre los más importantes organismos de fomento de la ciencia y la tecnología de Brasil. La Fundación selecciona y brinda apoyo a proyectos de investigación que presentan científicos vinculados a instituciones de educación superior e investigación científica del estado de São Paulo en todas las áreas del conocimiento: ciencias, tecnología, ingeniería, artes y humanidades. La FAPESP también apoya investigaciones en áreas consideradas estratégicas en Brasil, mediante programas orientados a grandes temas, tales como biodiversidad, cambios climáticos y bioenergía.

Agencia Iberoamericana para la Difusión de la Ciencia y la Tecnología.