IRNAS-CSIC

11 Feb, 2020 | I+D+i, I+D+i Enero 2020 ABC

De izda. a dcha. Alejandro Benjumea, Esteban Babot, Andrés Olmedo, Carmen Aranda, Gisela Marques, Ana Gutiérrez, Jorge Rencoret, José Carlos del Río

“La biomasa vegetal es la principal fuente de materiales renovables en la Tierra”

 

Dr. José C. del Río

investigador del IRNAS-CSIC

 

El Dr. José Carlos del Río es Profesor de Investigación en el Departamento de Biotecnología Vegetal del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS), perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Allí dirige, junto a la Dra. Ana Gutiérrez, el grupo “Biomasa Vegetal – Aprovechamiento y Valorización” (BIOVALOR).

¿Cuándo nació el grupo BIOVALOR?

El grupo se constituyó a mediados de los años 90 cuando, junto a la Dra. Ana Gutiérrez, empezamos a colaborar con diversas empresas del sector papelero en el marco de diversos proyectos europeos. Por entonces se estudiaba en profundidad la composición química de sus materias primas y su evolución durante los procesos de cocción y blanqueo, pero también se trabajaba para desarrollar aplicaciones biotecnológicas para optimizar y mejorar los rendimientos de sus procesos de producción. Estos estudios pretendían conseguir un mejor aprovechamiento de un recurso agroforestal tan importante como es la biomasa vegetal utilizada como materia prima para la fabricación de pasta de papel (su principal uso no alimentario) mediante procedimientos que permitan una producción de calidad y una explotación sostenida y respetuosa con el medio ambiente.

 

¿Cuál es la estructura del grupo?

BIOVALOR pertenece al Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS), integrado en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). El IRNAS tiene una plantilla de unas 110 personas, de las cuales 25 son de la escala científica. Disponemos, además, de la finca experimental La Hampa, para experimentación con diversos tipos de cultivos. En lo que respecta a nuestro grupo, está compuesto por 8 doctores (3 en plantilla) y un licenciado en Química que acaba de empezar su tesis doctoral y se caracteriza por la solvencia, la formación multidisciplinar y la motivación de sus miembros.

 

¿Cómo definiría la misión del grupo BIOVALOR?

El objetivo principal del Grupo es la caracterización química y valorización de la biomasa vegetal para su mejor aprovechamiento industrial. Este objetivo se enmarca dentro de las directrices europeas del Horizonte 2020 relacionadas con el Protocolo de Kyoto (sobre la reducción de gases de efecto invernadero), que recomiendan descarbonizar la economía (reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles) y fomentar el uso de recursos renovables para la producción de energía y materiales. En este sentido, la biomasa vegetal, que está presente en gran abundancia y a bajo coste (bien como cultivos agroforestales, bien como residuos de la actividad agraria), representa la principal fuente de materiales renovables en la Tierra, y por ello tiene un gran potencial como materia prima para la obtención de productos, materiales y biocombustibles.

Clones de eucalipto

¿Cuáles son sus principales líneas de investigación?

La actividad investigadora del Grupo se centra en el estudio de la composición química y la valorización de la biomasa lignocelulósica procedente de cultivos agroforestales para conseguir un aprovechamiento más completo y racional de la misma como materia prima renovable para la fabricación de productos de interés industrial (celulosa para pasta y papel) o de biocombustibles como el bioetanol de segunda generación. Una segunda línea de trabajo es el desarrollo de métodos biotecnológicos basados en el uso de enzimas para la modificación de componentes de la biomasa vegetal (como la eliminación de lignina como pretratamiento en la producción de bioetanol 2G) o para producir productos de alto valor añadido con criterios de sostenibilidad.

 

¿Por qué bioetanol de segunda generación?

Porque el de primera generación se produce a partir de caña de azúcar o almidón de maíz, de manera que puede producir disfunciones comerciales en el sector alimentario. Si queremos utilizar los azúcares de la lignocelulosa en los procesos de producción de bioetanol 2G es necesario eliminar la lignina, y ahí es donde la biotecnología –a través de hongos y enzimas– puede aportar soluciones específicas para optimizar las distintos etapas del proceso.

 

¿En que proyectos están trabajando actualmente?

Desde el principio hemos colaborado con los grupos de investigación nacionales y extranjeros más relevantes en el área, así como con los centros de I+D+i de las empresas líderes del sector de la celulosa y la biotecnología. Actualmente tenemos en marcha 3 proyectos de la Unión Europea del programa H2020 y un proyecto del Plan Nacional sobre la caracterización química y valorización de ligninas de residuos lignocelulósicos de la actividad agrícola.

Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla-CSIC

¿Valorización de ligninas?

Así es. La biomasa lignocelulósica está constituida por tres componentes estructurales: los polisacáridos (celulosa y hemicelulosas) y el polímero aromático lignina. La lignina, que representa alrededor del 15-30% de la biomasa, es un subproducto de los procesos de conversión dirigidos a la obtención de carbohidratos. Acostumbra a quemarse para producir calor y electricidad mediante equipos de cogeneración, pero creemos que su estructura aromática y fenólica la convierte en una materia prima muy interesante para la producción de productos químicos y otros materiales que hoy en día se obtienen a partir de combustibles fósiles. El proyecto pretende estudiar la variabilidad estructural del polímero de lignina en diferentes sustratos lignocelulósicos, incluyendo diferentes residuos agrícolas, para desarrollar nuevos pretratamientos para la degradación de la lignina y obtener productos de alto valor añadido a partir de ella.

 

¿En qué se traduce toda esa investigación?

Nos sentimos muy orgullosos de que nuestro grupo sea uno de los más productivos del CSIC, con más de 200 publicaciones en revistas internacionales de alto impacto, cerca de 300 comunicaciones a congresos, así como 8 patentes de invención, algunas de las cuales está licenciada. Además, hemos tenido una gran capacidad de captación de recursos, con cerca de 5 millones de euros en los últimos 10 años, mayoritariamente procedente de fondos europeos.

 

¿Cuáles son los planes de futuro?

Seguiremos avanzando en el conocimiento de la composición química de la biomasa lignocelulósica, con especial énfasis en el polímero de lignina y, por otro lado, continuaremos con el desarrollo de herramientas biotecnológicas, principalmente en el uso de enzimas para la producción de compuestos de interés a partir de otros componentes de la biomasa lignocelulósica como son los lípidos.

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