Laura Pablos y Silvia Gómez, investigadoras de CARTIF que se han encargado del proyecto europeo Phenolexa.
Laura y Silvia, las alquimistas de los desperdicios agrícolas: "A un residuo le damos valor añadido para cosmética o farmacia"
Las investigadoras de CARTIF son parte de un proyecto europeo que ha desarrollado una tecnología de base para el futuro despliegue de una biorrefinería sostenible que convierte subproductos del campo en antioxidantes aprovechables.
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Restos de poda como hojas de olivo y viñedos, pieles de cebolla roja y raíces y hojas de achicoria. Lo que antes eran puros desperdicios agrícolas, pobremente aprovechados para compost o piensos, salidas de bajo valor añadido, son hoy una materia prima con cabida en las industrias farmacéuticas, nutracéuticas, alimentaria y de cosmética.
Todo ello parte del proyecto Phenolexa, un proyecto consorciado financiado por la Unión Europea del que ha formado parte el centro tecnológico CARTIF, ubicado en Boecillo (Valladolid). Dos de sus investigadoras, Laura Pablos y Silvia Gómez, han sido las alquimistas encargadas de valorizar e inventariar estos residuos.
Bajo su batuta, el resultado se ha traducido en una base tecnológica para el desarrollo de una biorrefinería en cascada respetuosa con el medio ambiente, destinada a convertir biomasa residual en polifenoles de alto valor, que pudieran tener aplicación en las industrias farmacéutica y/o cosmética, entre otras, que a la postre sirven para la elaboración de cremas o productos fotoprotectores o antiinflamatorios.
"Quisimos plantear una segunda vida para materiales que en muchos casos tenían un valor limitado", explica la investigadora del área de Economía Circular de CARTIF, Laura Pablos, en declaraciones a EL ESPAÑOL de Castilla y León.
El proceso, desarrollado tras un trabajo de I+D por parte de CARTIF, logra aislar los polifenoles de estos residuos. Estos compuestos lo que consiguen es "absorber lo que oxida a las células, que es el oxígeno" y actúa como un "protector". Así lo explica la investigadora del área de Recursos Naturales, Silvia Gómez.
El proyecto arrancó en 2021
El camino de Phenolexa ha sido largo. El proyecto arrancó en junio de 2021 después de haber sido elegido en el programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea. En él han participado 12 socios procedentes de España, Reino Unido, Italia, Bélgica, Alemania, Francia, Estonia y Polonia.
Cada uno de los socios ha tenido sus roles específicos que perseguían soluciones técnicas para diseñar una tecnología base para el desarrollo de una biorrefinería en cascada.
Silvia Gómez se ha encargado del inventariado de estas materias primas, su caracterización y de su posible cadena de suministro en Europa. Mientras que Laura Pablos ha sido la responsable de calcular los impactos ambientales y sociales del proceso, para identificar sus puntos críticos y posibles mejoras de cara a un futuro escalado.
Por otro lado, el centro tecnológico ha investigado también los procesos para extraer y encapsular estos polifenoles que luego pasarían a "una cadena de alto valor" tras obtenerse de un subproducto agrícola.
"En este tipo de proyectos no solo nos piden que técnicamente sea viable, sino que queríamos además demostrar un proceso medioambientalmente sostenible y ponerle números", añade Pablos.
Esta investigación ha permitido conocer los "puntos críticos de impacto ambiental en el proceso", para que si en un futuro se replican a mayor escala se puedan "ir disminuyendo" su huella ambiental.
Para Laura Pablos, "no basta con decir que una tecnología funciona, también hay que comprobar si puede ser medioambientalmente sostenible". Con este objetivo, el proyecto aplicó una evaluación ambiental basada en el Análisis de Ciclo de Vida, que permite identificar en qué fases del proceso se encuentran los indicadores que se están estudiando.
Uno de los indicadores más comprensibles que devuelve esta metodología es la huella de carbono. Sus resultados apuntan a la necesidad de seguir mejorando la eficiencia energética del proceso, mediante medidas como la recuperación de calor o el uso de energías renovables.
La evaluación también incorporó indicadores como la salud y la seguridad en el sector agrícola, el riesgo de accidentes o la exposición a sustancias peligrosas.
"Esta información nos sirve para detectar dónde había que actuar si en un futuro se quiere escalar la tecnología de forma medioambientalmente responsable. Empezamos a dar una guía, unas conclusiones y unas recomendaciones, desde la fase de laboratorio que es donde se ha desarrollado Phenolexa", apunta Laura.
Sin I+D, no se puede escalar
Aunque todavía está lejos de ser una realidad industrial, sin que además sea seguro, Phenolexa lo que aporta son respuestas y una base tecnológica que hasta el desarrollo del proyecto no se aplicaba en los residuos analizados.
"Lo que se necesita es que la ciencia avance y se empiecen a obtener los resultados a pequeña escala para ir paso por paso. Sin la fase inicial, sin esta fase de I+D de Phenolexa a nivel laboratorio, no tiene sentido que sucedan las demás", incide la investigadora.
La propia naturaleza del centro investigador invita a las empresas a "tomar de este avance del estado de la tecnología para que ellos, que tienen un esqueleto más robusto, traccionen hacia delante, acompañándoles siempre en el proceso de implementación".
El proceso en laboratorio
Partiendo de la materia prima, el proceso en laboratorio se centra en estos residuos vegetales porque son en los que se encuentran estos polifenoles.
"Nosotros como seres humanos o animales no conseguimos generar polifenoles. Los generan las plantas como mecanismo de defensa", explica Silvia.
En función del tipo de vegetal, se obtendrán más o menos polifenoles. La investigación se ha centrado en la biomasa residual al principio mencionada porque suele desaprovecharse para aplicaciones de alto valor, debido a la falta de tecnología integral que permita extraer y conservar eficazmente los compuestos de interés que contienen.
El proceso en el laboratorio de CARTIF da lugar a polifenoles puros que pueden ser utilizados en otras industrias.
"Para extraerlos (los polifenoles) es relativamente fácil, pero conseguirlo lo más óptimo posible es un poquito más complicado", señala la investigadora.
Los compuestos son disueltos en agua o en agua con metanol, al ser solubles en estos medios. El objetivo, principalmente, pasaba por dar con el disolvente más propicio para lograr esa extracción.
"Teníamos que buscar ese medio de extracción perfecto para ese compuesto y esa materia prima. La fórmula más fácil es coger la materia prima, meterla en agua y calentar. Es como cuando te haces una infusión", relata Gómez.
Aunque siempre dependerá de la materia prima, Silvia reconoce que "el rendimiento en general es muy bajo". "Para obtener un gramo de polifenoles tenemos que hacer una extracción de un volumen muy grande de vegetales", añade.
Partiendo de esto, el objetivo pasa ahora por ir acumulando fases. Lo que ha evidenciado Phenolexa, no obstante, es que "existe una tecnología para extraer los polifenoles de estos residuos". Ha hecho posible, en otras palabras, que sea "viable" el proceso.
Aunque la escalabilidad industrial sigue siendo uno de los grandes retos, los resultados muestran que este tipo de procesos pueden abrir oportunidades reales para modelos empresariales basados en la economía circular y en un mejor aprovechamiento de los recursos naturales.
Tanto es así, que ya existen empresas, incluso en Castilla y León, que acuden a CARTIF para valorar si sus residuos son ricos en estos antioxidantes, para ver si es posible valorizarlos y sacar un rendimiento de ellos.
"Realmente tiene bastante interés. Sobre todo cuando se está extrayendo de residuos porque el gramo de polifenol se vende muy caro. Aunque considere que ahora mismo no es viable a nivel industrial, no quiere decir que no nos ha ayudado a aprender sobre esto", puntualiza Silvia.
Es más, aclara que se han estado extrayendo "una cantidad alta de estos antioxidantes en proporción a lo que tenían las materias primas". "Sí que compensan los costes de producción y la purificación de los compuestos", recalca.
Castilla y León, territorio de polifenoles
En todo este ecosistema, Phenolexa puede jugar un papel clave en Castilla y León. Esto se debe a la alta intensidad agrícola que hay en la Comunidad, una de las mayores productoras a nivel europeo del sector y, por ende, generadora de estos residuos.
Precisamente, por ejemplo, la provincia de Valladolid puede encontrar un nicho en uso más eficiente de los recursos naturales, especialmente por los restos de la vid.
"Podemos utilizarlo para un segundo ciclo de vida en vez de dejarlo en el campo o almacenado", insiste Laura. El resultado investigador de Phenolexa ofrece convertir el residuo en "un activo que además va a una cadena de valor que tiene una salida y con la que vamos a obtener otro producto".
Además de Castilla y León, el inventariado de estas materias primas ha arrojado concentraciones también importantes en otros puntos de España, Francia, Alemania, Italia, Reino Unido y Polonia.
"Estos países reúnen una gran parte de la producción agrícola europea y por lo tanto tienen la mayor cantidad de biomasa residual disponible", zanja Silvia Gómez.
