“A alternativa dos resíduos agroindustriais e forestais fronte aos combustibles fósiles para obter bioplásticos e outros produtos ten resultados prometedores”

Ana Arias, doutora pola Universidade de Santiago de Compostela, foi distinguida co VIII Premio á Mellor Tese Doutoral da Cátedra AgroBank ‘Calidade e Innovación no sector agroalimentario’. Destacou pola tese titulada “Converter os biorresiduos en biomateriales e produtos bioactivos: un ámbito da economía circular”.

Nesta entrevista describe como desenvolveu a súa investigación, que importancia ten a xestión dos residuos agrarios e forestais e tamén cales son os proxectos de investigación nos que está a traballar.

– Como foi o proceso de investigación da súa tese e cales son os principais resultados que obtivo?
A miña tese combinou varios modelos de valorización, empregando diferentes recursos residuais agro-industriais e forestais, proporcionando varias tipoloxías de bioproductos: bioadhesivos, antioxidantes, compostos antimicrobianos e bioplásticos. Levouse a cabo a modelización dos procesos, así como a súa avaliación de sustentabilidade combinando varias metodoloxías: análise de ciclo de vida no que respecta ao pilar medioambiental, análises tecnoeconómicos para a identificación do potencial de viabilidade económica a grande escala, análises de eco-eficiencia, análises de química verde, para tamén ter en conta principios de seguridade e sustentabilidade no uso de químicos, así como análise de límites planetarios, para ir un paso mais aló e identificar os efectos e potenciais danos ambientais a nivel planeta.

A combinación da modelización dos procesos de valorización de bioresiduos coas metodoloxías de avaliación mencionadas permitiu obter unha primeira aproximación da potencialidade destes modelos biotecnolóxicos e de biorefinería, e ademais, o aspecto mais salientable é que os indicadores e resultados que se obtiveron son prometedores, tanto a nivel ambiental como económico, cando se comparan con alternativas de base fósil xa presentes en mercado. Isto é, polo tanto, un indicador positivo da amplia oportunidade que teñen os bioresiduos como recursos, así como o seu uso nas cadeas de valor de mercado.

– A tese céntrase en varios bioresiduos, por que se centrou neles?
A problemática ambiental da xeración de residuos e a súa xestión son temas importantes para o cumprimento dos obxectivos de desenvolvemento sostible, así como para a consecución das iniciativas e plans de acción para avogar por una economía circular. A importancia de apostar por modelos mais sostibles e circulares para a xestión dos residuos tamén se observa coa gran cantidade de proxectos nacionais e internacionais centrados nesta temática de investigación, así como de grupos e centros de investigación centrados en desenvolver novas estratexias e tecnoloxías de recuperación e valorización de recursos presentes nos residuos, como é o caso do BIOGROUP e do centro singular CRETUS.

Os modelos propostos de biotecnoloxía e biorefinería poderían aplicarse a outros residuos de base biolóxica, tanto forestais como agrícolas ou agroindustriais

A miña oportunidade de formar parte desta temática de investigación foi grazas á participación dos meus directores de tese (Prof. Maria Teresa Moreira Vilar e Prof. Gumersindo Feijoo Costa) en proxectos internacionais que versaban sobre, concretamente, modelos de valorización e aproveitamento de residuos de base biolóxica, algúns deles incluídos na miña tese de doutoramento.

Concretamente, na miña tese propuxen varios modelos de biorefinería e biotecnolóxicos para valorizar residuos forestais e derivados (como o licor negro procedente do proceso de produción de pasta de papel e os residuos de eucalipto (principalmente ramas e outros restos non aproveitables na explotación forestal)), residuos agrícolas (como residuos da poda da oliveira e da vide, palla de trigo, partes non aproveitables da soia), así como residuos agroindustriais (polpa de remolacha azucreira, soro de queixo, bagazo de viño, amidón de millo). Desta forma, propuxéronse varios bioprodutos derivados dos procesos de valorización biotecnolóxicos e de biorefinería, concretamente: bioadhesivos para madeira, bioplásticos, produtos antimicrobianos (nisina), antioxidantes e biofilms activos.

– A investigación pódese aplicar a residuos doutras plantas que tamén favorezan á economía circular?
Si, realmente os modelos propostos de biotecnoloxía e biorefinería poderían aplicarse a outros residuos de base biolóxica, tanto forestais como agrícolas ou agroindustriais. Si ben, para poder avaliar se estes son adecuados e se teñen a potencialidade para ser integrados nas cadeas de valor, é importante (1) realizar un deseño adecuado do proceso, (2) identificar a dispoñibilidade dos residuos como recursos dos novos modelos de produción, (3) estudar o rendemento do proceso, (4) identificar a viabilidade a gran escala do modelo, tanto viabilidade tecnolóxica como económica (por exemplo, se se estuda a posibilidade de empregar modelos de emerxentes de extracción de compostos bioactivos ou antioxidantes a partires de residuos, como pode ser a extracción por ultrasóns, por microondas ou con líquidos iónicos, debe avaliarse se estas tecnoloxías son adecuadas a gran escala), (5) realizar un estudio de sustentabilidade ambiental para avaliar os impactos asociados ao proceso e os principais elementos contribuíntes ao impacto ambiental.

Estes aspectos deberían ser avaliados dende as primeiras fases de deseño, é importante ter en conta que se, os residuos poden ser valorizados e empregados como recursos, si ben, para fomentar modelos sostibles, eficientes e circulares, é importante identificar cales destes residuos son os mais adecuados para a valorización en función das tecnoloxías empregadas. Por outra parte, e para contribuír aínda máis na instalación de modelos circulares de produción, a aposta por modelos de simbiose industrial sería unha estratexia adecuada.

Non apostar por modelos de economía circular podería implicar a futuro problemas de oferta de produto no mercado

– Os residuos agrarios e forestais supoñen un problema para o medio ambiente e tamén para a saúde humana. Estase a traballar neste sentido para tratar de reducir eses residuos?
Si, baixo a miña perspectiva considero que as políticas, as empresas e os modelos económicos de produción son cada vez mais conscientes da necesidade de apostar por modelos de produción máis sostibles e por estratexias de circularidade. A dispoñibilidade de plans ou informes de sustentabilidade nos sectores produtivos é cada vez mais ampla, polo menos no ámbito europeo, e, ademais, moitos sectores están tamén apostando pola adquisición de certificación ambientais e ecoetiquetas, o cal tamén é unha mostra de compromiso cara a modelos menos prexudiciais e sistemas de produción mais concienciados cos impactos que poden xerar.

– A curto e longo prazo, se non se fai unha boa xestión dos mesmos, que problemas podería traer tanto para o medio ambiente como para os humanos?
O aumento da poboación, así como o crecemento da demanda de produtos nas cadeas de valor, leva consigo a xeración dunha gran cantidade de residuos, representando os agrarios e forestais unha porcentaxe significativa dos mesmos. A inadecuada xestión destes residuos pode supoñer un problema ambiental e sobre a saúde humana e, ademais, a falta de aproveitamento integral dos recursos, é dicir, non apostar por modelos de economía circular, tamén podería implicar a futuro problemas de oferta de produto no mercado, así como sobre-explotación das áreas de produción agrícolas e forestais.

Apostar por modelos de produción e de xestión sostibles non soamente evita problemas de contaminación ou outros impactos ambientais asociados, senón que tamén contribúe a xerar un beneficio ambiental, pola redución de impactos e o aproveitamento integral dos recursos; unha maior eficiencia económica, polo seu aproveitamento cara produtos de alto valor engadido en mercado, e social, polos produtos xerados, de base biolóxica e tamén polos postos de traballo creados nos modelos circulares ou de valorización, mais aló dos modelos convencionais de xestión dos residuos.

No que respecta aos modelos de extracción de antioxidantes, avaliáronse tanto procesos de extracción convencionais, como extracción por solvente ou maceración

– A súa investigación aborda solucións sostibles e proporciona modelos produtivos máis sostibles, promovendo unha economía circular. Podería definir como son eses modelos produtivos?
Os modelos produtivos avaliados na tese de doutoramento son principalmente modelos biotecnolóxicos e de biorefinería, incluíndose tamén modelos de extracción convencionais e tecnoloxías emerxentes. A meirande parte dos mesmos inclúen etapas de fermentación, que é un proceso intermedio que emprega cepas microbianas para a xeración dos bioproductos, como o caso da nisina ou do antioxidante resveratrol.

Na fermentación precísanse a glucosa, a cal se obtén tras un proceso de pretratamento da biomasa residual, a cal deber ser rica en azucres fermentables. Por outra parte, tras o proceso fermentativo tamén se require un proceso de “downstream” para a separación e purificación dos bioproductos obtidos.

No que respecta aos modelos de extracción de antioxidantes, avaliáronse tanto procesos de extracción convencionais, como extracción por solvente ou maceración, como estratexias tecnolóxicas emerxentes que reducen o consumo de solvente e tamén os procesos de operación, empregándose procesos de ultrasóns, microondas, fluídos supercríticos ou presurizados.

– Que supón o recoñecemento da Cátedra AgroBank para a súa carreira?
Este recoñecemento polo traballo realizado durante os 3 anos da tese de doutoramento implica novas oportunidades, tanto a nivel profesional, xa que poden xurdir novas colaboracións e proxectos nacionais ou internacionais, como a nivel persoal, xa que me pode permitir coñecer a outros investigadores no ámbito de investigación no que traballo.
Por outra parte, a futuro, gustaríame poder combinar o traballo investigador coa docencia, formado parte do equipo docente da Universidade, e considero que este recoñecemento pode axudarme a adquirir as competencias e excelencia necesaria para poder conseguilo.

Agradézolle á Cátedra AgroBank pola organización deste premio e polo recoñecemento recibido, que é, sen dúbida, unha alegría tanto profesionalmente como persoalmente. Tamén agradecer aos meus pais, polo seu cariño diario e por estar sempre ao meu carón, animándome cada día a mellorar e apoiándome en todo. Por suposto, un importante agradecemento aos meus directores de tese, a Prof. Maria Teresa Moreira Vilar e o Prof. Gumersindo Feijoo Costa, pola súa dedicación constante e a súa confianza no meu traballo, así como por brindarme a oportunidade de facer esta tese.

– Actualmente, en que proxectos de investigación se atopa?
Agora mesmo, grazas a beca posdoutoral da Xunta de Galicia, atópome realizando o meu proxecto AMBAR, actualmente na Universidade de Leiden (Países Baixos) e para o ano no Imperial College de Londres (Reino Unido), principalmente enfocado na aplicación e desenvolvemento da metodoloxía de avaliación “Safe-and-Sustainable-by-Design” (SSbD), que céntrase en avaliar o grao de sustentabilidade e circularidade dos procesos dende as primeiras fases de deseño.

Por outra parte, grazas á vinculación que manteño coa Universidade de Santiago de Compostela, e concretamente co centro singular CRETUS e co grupo de investigación BIOGROUP, tamén estou traballando en varios proxectos nacionais e internacionais enfocados no desenvolvemento de sistemas de monitorización, de modelos tecnolóxicos máis eficientes para o secado da pasta de papel, de sistemas de transporte e almacenamento de dióxido de carbono, e de produción de encimas empregando modelos biotecnolóxicos, entre outros.