La Biotecnología Industrial: una realidad hoy, una necesidad mañana

Beneficios de la Biotecnología Industrial

Si observamos la vida desde un punto vista puramente mecanístico, podemos decir que un ser vivo es una máquina capaz de procesar una serie de compuestos (principalmente de origen orgánico) para transformarlos en energía, biomasa y otros subproductos. Lo que hace a esta máquina ser tan especial es que tanto las materias primas como los productos finales se integran en los ciclos naturales de sus componentes, (fundamentalmente carbono), de manera que no se generan residuos netos, ya que éstos son reutilizados por otros sistemas biológicos como materia prima, cerrando así el ciclo. Por otro lado, las reacciones de transformación se llevan a cabo a temperatura ambiente, en fases acuosas no tóxicas y sin necesidad de un aporte alto de energía. Todas estas características son las que la Biotecnología Industrial trata de aprovechar para la fabricación de sustancias químicas o bienes de equipo y de consumo, de manera que estos procesos tengan el menor impacto posible sobre el medio ambiente, sin renunciar a su eficacia ó prestaciones. Concretamente, las soluciones aportadas por la BI (Biotecnología Industrial) consiguen mejorar los procesos industriales en los siguientes aspectos:

• Empleo de materias primas renovables, que por definición son inagotables, con la consiguiente liberación de la dependencia de fuentes fósiles tales como carbón y sobre todo petróleo.
• Aprovechamiento de desechos agrícolas, forestales ó industriales, a los que se revaloriza, a la vez que se evita su acumulación ó eliminación de manera tóxica y/o inútil.
• Reducción del uso de solventes orgánicos o tóxicos, con las consiguientes ventajas en cuanto a salud laboral y riesgos medioambientales.
• Reducción de la generación de residuos y subproductos (tóxicos en muchos casos), lo que conlleva a una disminución de vertidos y desechos industriales, o bien sustitución de éstos por otros de menor o ninguna toxicidad.
• Menor consumo de energía y por tanto menor emisión de gases de efecto invernadero (GEI), cuya acumulación en la atmósfera es la causante del cambio climático.
• Sustitución de fuentes de energía fósil por fuentes de origen biológico, lo que también conlleva un descenso en las emisiones netas de GEI.

Los productos de la Biotecnología Industrial

La diversidad de procesos donde es posible incorporar soluciones biotecnológicas hace difícil establecer un listado pormenorizado de productos que pueden fabricarse mediante Biotecnología Industrial. A continuación, se hace referencia a grandes familias de productos. Aunque muchos de ellos son productos “clásicos”, de amplio uso, también existen líneas de productos novedosos, provenientes exclusivamente de la biotecnología, que ofrecen soluciones a determinadas demandas ó mejoran en competitividad a los productos existentes hasta ahora.

• Productos químicos a granel (“Bulk Chemicals”). Se consideran productos de esta categoría aquéllos cuya producción anual mundial excede las 10.000 toneladas. Tal como se ha comentado anteriormente, algunos de ellos, como acetona y butanol, se obtenían por métodos biotecnológicos hasta mediados del siglo XX. Actualmente, las modernas técnicas de Microbiología Industrial permiten aprovechar las propiedades de muchos microorganismos para sintetizar compuestos básicos tales como ácidos orgánicos, vitaminas o glicoles. De este modo, hoy es posible producir mediante fermentación de materias primas renovables y baratas (melazas, bagazos, almidones y otros sustratos ricos en carbohidratos) compuestos que antes tenían que ser extraídos o sintetizados químicamente. Ejemplo de ello son la vitamina C, el ácido glutámico o el ácido cítrico, muy utilizados en tecnología alimentaria. Otros productos, como el ácido succínico o el ácido adípico (precursor del nailon) también pueden ser sintetizados por microorganismos, y actualmente se estudia su producción biotecnológica a escala industrial de manera que en el futuro reemplace a la síntesis petroquímica.
• Especialidades químicas. Los productos llamados de “química fina” se caracterizan por su alta especialización funcional y su demanda en peso es más reducida que la de los productos a granel. Estas especialidades, generalmente caras, suelen constar de moléculas complejas, que incorporan varios grupos funcionales y a menudo son quirales. La síntesis química de estos compuestos es a menudo muy compleja, requiriendo muchos pasos, empleo de cantidades estequiométricas de sustratos, aditivos para protección de grupos y grandes cantidades de energía. Si además el compuesto es quiral, la productividad se reduce drásticamente, ya que sólo es útil uno de los isómeros, que suele ser difícil de seleccionar. 
• Enzimas. La catálisis enzimática es posiblemente la aplicación industrial más extendida de la biotecnología. Tanto es así, que los enzimas se han convertido en uno de los productos principales de la biotecnología industrial, existiendo empresas que se dedican exclusivamente a su producción y comercialización. Los enzimas -o las enzimas- son compuestos de naturaleza proteica responsables de la biocatálisis. Gracias a ellos, reacciones bioquímicas que requerirían altas temperaturas, exceso de sustratos o presencia de solventes complejos se llevan a cabo a temperaturas cercanas a la ambiental (entre 25º C y 42º C en función del enzima y la aplicación), en medios acuosos, normalmente no tóxicos y de un modo sumamente específico y selectivo. 
• Biocombustibles. Los llamados biocombustibles o biocarburantes son, junto con los enzimas, las grandes estrellas de la Biotecnología Industrial. Un biocombustible es un combustible para motores de explosión, que se elabora a partir de materia prima de origen biológico (principalmente vegetal). Dado que las plantas captan el CO2 de la atmósfera para su crecimiento, todo el carbono que se emite al quemar un biocombustible no es más que el que capturaron anteriormente las plantas de las que está elaborado, lo cual constituye un ciclo cerrado de carbono que no supone emisiones netas a la atmósfera (al contrario que los combustibles fósiles, cuyo carbono procede del petróleo, que es un mineral). 

Impacto económico de la Biotecnología Industrial

Ni que decir tiene que la Biotecnología Industrial está ejerciendo un impacto creciente en muchos sectores industriales, y se prevé que en el futuro este impacto sea sumamente mayor. La utilización de enzimas y biosurfactantes en la fabricación de detergentes, una de las primeras aplicaciones biotecnológicas, ya es de uso general, al igual que el empleo de enzimas y sustancias de origen biológico, obtenidas por fermentación, en la industria alimentaria. Otro de los sectores que más ha incorporado las técnicas biotecnológicas es el textil. Actualmente procesos como el lavado “a la piedra”, el aclarado de colores, y los tratamientos de suavizado y blanqueo de telas se pueden llevar a cabo mediante enzimas, lo que reduce entre un 50% y un 80% el consumo de agua y el empleo de agentes químicos, además de disminuir un tercio el tiempo de procesado. Similares ventajas se obtienen en la industria papelera, en la cual el blanqueo enzimático de la pasta de papel es un proceso que comienza a ser habitual.

Para hacernos una idea de la incidencia en el mercado de los productos biotecnológicos, podemos dar algunas cifras. Por ejemplo, el valor añadido bruto de la producción y aplicaciones industriales de los enzimas ascendió en 2005 a 685 millones de euros, sólo en la Unión Europea (Europa es líder mundial en la producción de enzimas de uso industrial, con casi un 80% de la producción total). A escala mundial, las cifras son realmente impactantes. 

    Opinión: 

La Biotecnología Industrial trata de aprovechar para la fabricación de sustancias químicas o bienes de equipo y de consumo, de manera que estos procesos tengan el menor impacto posible sobre el medio ambiente. La Biotecnología Industrial está ejerciendo un impacto creciente en muchos sectores industriales.

La biotecnología busca mejorar el rendimiento económico de sus productos, de manera que los costes de fabricación se reduzcan y ello repercuta en una mejora en la relación coste / beneficio.