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Bioplástico a partir de queratina obtenida de plumas de aves

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Estudiantes Chilenos trabajan en un proyecto que busca una segunda vida a las más de 54.000 toneladas anuales de plumas residuales generadas por la industria avícola.

En Chile, la industria avícola genera más de 54.000 toneladas anuales de plumas como desechos, materiales que son escasamente reutilizados y terminan siendo mezclados con otros residuos para convertirlos en alimentos para salmones o terminar rellenos sanitarios. En otras ocasiones, simplemente son incineradas para su eliminación, perdiendo así la oportunidad de generar productos con valor agregado.

Este problema fue convertido en una oportunidad por un grupo de estudiantes de la Universidad de Chile que busca renovar la industria del plástico a partir de la producción de este material con plumas residuales de aves, un material que junto con aprovechar este desecho de la industria tendría la virtud de ser biodegradable. El equipo de innovadores explica que las plumas están hechas en un 80 por ciento de queratina y, en este caso, la producción resulta del proceso de obtención de esta proteína mediante la hidrólisis de las plumas. La queratina, además, puede ser obtenida de pelos, pezuñas o fuentes vegetales.

El “Keracycle se consigue al desintegrar la pluma hasta sus formas moleculares, para posteriormente separar selectivamente la queratina. El uso que se les puede dar a los bioplásticos que buscamos generar va a depender de su nivel de pureza y los tratamientos que se generen. La queratina puede ser incluso biocompatible y se podría utilizar hasta para propósitos biomédicos, si es que tiene una pureza muy alta y se da el tratamiento requerido, pero a menor escala se puede utilizar para envoltorios, para envases y todas esas cosas que son de un solo uso”, detalla Constanza Lizama, integrante del proyecto.

Calidad del material

El grupo de estudiantes comenta que a partir de la investigación han podido extraer y purificar queratina, y que están trabajando para obtener productos de la generación de materiales sostenibles. Constanza Lizama agrega que como la queratina proviene de la pluma, “el beneficio que tiene esta proteína versus otras, es que el material que se genera es muy ligero y es mejor aislante que los bioplásticos que se comercializan actualmente”.

Este trabajo nació en el segundo semestre del año 2019, durante el desarrollo del taller de Diseño de Procesos, como resultado de una lluvia de ideas sobre el proyecto central del curso y con el objetivo de contribuir a la economía circular. Después de trabajar continuamente durante dos semestres, la idea siguió motivando al equipo de estudiantes, por lo que decidieron tomarlo en serio y partir postulando a fondos concursables como “OpenBeauchef”, “Aplica tu idea” y “Entre Leones” y “OpenStartups”.

Debido a la pandemia de COVID-19, el grupo de estudiantes del Departamento de Ingeniería Química Biotecnología y Materiales (DIQBM) ha montado un pequeño laboratorio en el departamento de Constanza Lizama donde han desarrollado las primeras pruebas. El equipo espera tener este primer semestre el producto mínimo viable, es decir, el bioplástico probado.

“La etapa de extracción de queratina la tenemos muy dominada, pero la etapa del bioplástico es la que estamos trabajando ahora. Depende también la mezcla que nosotros queramos hacer en cómo van a ser las propiedades finales que va a tener el material. Estamos en la parte de purificación probando con diferentes técnicas, porque en algunas teníamos bastante buenos resultados sobre el 70 por ciento de pureza, pero hay otras que no estaban saliendo con ese nivel, entonces estamos ajustando esa etapa para poder estandarizarla”, cierra Lizama.

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Con estrategias de mitigación, aumentan un 40 % la productividad ganadera, con estrategias de mitigación

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En el marco del proyecto internacional GANASUR, especialistas del INTA presentaron los resultados del estudio en la Cuenca del Salado, Buenos Aires. Con estrategias de mitigación en los establecimientos se evitó la emisión de 7.400 toneladas de CO₂ y aumentó la producción por vientre un 40 %. Mejoras en la sanidad preventiva y reproductiva, descarte de animales improductivos y manejo del pastoreo, entre las estrategias implementadas.

El proyecto GANASUR se desarrolla sobre la estructura cooperativa de PROCISUR, que reúne a los institutos nacionales de investigación agropecuaria de Argentina, Brasil, Chile, Paraguay y Uruguay, junto con el IICA. La iniciativa busca identificar sistemas ganaderos representativos de cada país, evaluar opciones de mitigación y modelar los impactos productivos, económicos y ambientales asociados a su implementación.

En el caso de la Argentina, se seleccionó como caso de estudio un sistema de ciclo completo de la Pampa Deprimida. Según explicó Mauricio Álvarez, coordinador del Programa Nacional de Carnes y Fibras Animales del INTA, “se trata de una de las principales regiones ganaderas del país y porque la cría concentra una proporción muy importante de las emisiones del sistema”. Al mismo tiempo, sus brechas de eficiencia reproductiva y productiva ofrecen una oportunidad concreta para reducir emisiones sin disminuir la producción de carne.

En esta línea, puntualizó: “Para los países del CAS aumentar la productividad es una meta irrenunciable y los resultados demuestran que es posible producir más, mejorando la rentabilidad, de manera ambientalmente sostenible”.

En este sentido, subrayó: “Los resultados muestran que la mitigación puede integrarse a una estrategia de mejora productiva y económica: no se trata de producir menos, sino de producir más eficientemente, con una menor cantidad de emisiones por unidad de producto y una reducción simultánea de las emisiones absolutas”.

Las medidas de mitigación no se definieron como un paquete teórico, sino a partir de tecnologías probadas y compatibles con el funcionamiento de los establecimientos, detalló Álvarez, al tiempo que aclaró que “fueron validadas mediante consultas con productores y referentes sectoriales, que permitieron identificar aquellas que estarían dispuestos a adoptar”.

En esta línea, destacó que “uno de los principales aportes de GANASUR es haber integrado las dimensiones productiva, ambiental y económica. No alcanza con saber cuánto puede reducirse una emisión: también necesitamos conocer qué efecto tiene la tecnología sobre la productividad, cuánto cuesta implementarla y cuáles son las condiciones para que un productor decida adoptarla”.

Entre las estrategias que se aplicaron, se destacan las mejoras en la sanidad preventiva y reproductiva, el descarte de animales improductivos, el manejo del pastoreo, la recuperación de pasturas, la incorporación de leguminosas, la suplementación estratégica, la inseminación artificial a tiempo fijo y la selección genética.

“La implementación completa de esta trayectoria permitiría evitar unas 7.400 toneladas de CO₂ equivalente entre 2027 y 2040, lo que representa una reducción del 15 % de las emisiones acumuladas respecto del escenario de referencia”, confirmó el investigador. Para 2040, las emisiones anuales disminuirían hasta aproximadamente 2.645 toneladas de CO₂ equivalente y la huella de carbono por kilogramo producido se reduciría cerca de un 27 %.

“Los beneficios no serían solamente ambientales, sino también productivos”, sentenció Álvarez. Es que, según detalló, la producción por vientre aumentaría un 40 %, al pasar de 197 a 275 kg de peso vivo, mientras que el mayor volumen de carne generado y la mejora de la eficiencia permitirían alcanzar importantes beneficios económicos.

Según detalló el especialista del INTA, “la transición tecnológica se diseñó de manera gradual y acumulativa”. En una primera etapa se propuso ordenar el manejo del rodeo y mejorar su desempeño reproductivo; posteriormente, fortalecer la base forrajera y nutricional; y, finalmente, incorporar herramientas de mayor intensificación.

“Esta secuencia responde a una lógica concreta: comenzar por tecnologías de menor complejidad y avanzar hacia otras que requieren mayores capacidades e inversiones, evitando asumir que todas pueden adoptarse simultáneamente”, aclaró Álvarez.

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