Microbios y biotecnología degradan los contaminantes y fabricarán nuevos productos

Publicado el 22 Jun 2022

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Howard Ramírez, Director del Grupo de Investigación de Procesos Químicos y Biológicos Aplicados (BIOQUIMAP). Crédito: Andrew James/NCC-FI/Univalle.

Este artículo fue publicado originalmente en el Boletín Ingeniería Informa de Univalle. Lea el original.

Procesos en los que los microbios degradan los contaminantes emergentes y convierten desechos en productos de valor agregado, están en marcha gracias a un grupo de investigación, relativamente nuevo, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Valle (Univalle).

El profesor Howard Ramírez, Director de Grupo de Investigación de Procesos Químicos y Biológicos Aplicados (BIOQUIMAP), está trabajando con colaboradores en otras partes de Colombia (y del mundo) para identificar y aplicar microbios y procesos de escala industrial con diversos propósitos, entre ellos, degradar contaminantes emergentes.

Los contaminantes emergentes son sustancias químicas sintéticas, naturales o cualquier microorganismo que no se controla habitualmente en el medio ambiente, pero que tienen el potencial de entrar en el medio ambiente y causar efectos adversos conocidos o sospechosos para la ecología y/o la salud humana.

En 2020, el profesor Ramírez y sus colaboradores publicaron un artículo llamado “Emerging contaminants as global environmental hazards. A bibliometric analysis” que, como manifestó el investigador, hoy en día es uno de los artículos más descargados y citados en la publicación científica Emerging Contaminants.

El principal tema de investigación específico evaluado por los investigadores es la aparición de productos farmacéuticos y de cuidado personal en las aguas residuales y la eliminación de dichos contaminantes mediante la aplicación de procesos de adsorción y oxidación avanzada.

“Esta publicación puede servir como referente y/o base para investigadores alrededor del mundo profundizando en el tema”, añadió el profesor Ramírez.

Este trabajo presenta una revisión de casi 5000 publicaciones científicas entre el año 2000 hasta 2019 sobre contaminantes emergentes, mostrando que los Estados Unidos, China, España, Italia y Canadá fueron los 5 países más productivos en términos de número de publicaciones.

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Howard Ramírez, Director del Grupo de Investigación de Procesos Químicos y Biológicos Aplicados (BIOQUIMAP). Crédito: Andrew James/NCC-FI/Univalle

Economía circular

Por más de 10 años, el profesor Ramírez se enfocó en optimizar la producción de antibióticos, y ahora, está usando todo los conocimientos que ya aprendió en usar otros microbios para convertir residuos o insumos bajo valorados hacía productos de alto valor agregado, contribuyendo a la economía circular.

El profesor Ramírez explicó que, usando técnicas establecidas de la biotecnología, él puede tomar genes que expresan una característica útil y transferirlos a la bacteria E. coli, que es un microorganismo fácil de reproducir y mantener.

Con el proceso y microbio indicado, residuos como los de cosecha (RAC) de la caña de azúcar o productos agrícolas como el almidón de yuca, puede producir medicinas, antibióticos, bioplásticos o fuentes de energía.

Él añadió que los procesos que se están elaborando en el laboratorio son una combinación de simulación y experimentación en los bioreactores.

“La experimentación en el laboratorio puede ser costosa, entonces llevamos a cabo simulaciones para reproducir/predecir algunos fenómenos y disminuir los costos de experimentación, así como optimizar los procesos”, manifestó el profesor Ramírez añadiendo que, al desarrollar este conocimiento, podría ser una gran ventaja para Univalle, la región del Valle del Cauca y el país entero.

“Colombia es uno de los países más biodiverso del mundo y tenemos una gran cantidad de material biológico con el que podemos hacer maravillas”, dijo el profesor Ramírez.

El profesor Ramírez planteó que con los microbios indicados, el talento humano y conocimiento de procesos, hay mucho potencial para desarrollar productos e industrias mejores y nuevas en la región del Valle de Cauca.

Se prevé que el mercado mundial del microbioma y los productos microbianos alcance los 302.400 millones de dólares en 2023, un 10,2% más que el resultado de 2018, que fue de 186.300 millones de dólares, según un informe de mercado de 2018.

“Si nosotros podemos desarrollar y optimizar el proceso; incorporar los residuos a estos procesos; y generar productos de valor agregado para consumo interno y/o exportación, podemos, como país, ser potencia, porque tenemos una posición privilegiada del trópico”, agregó el profesor Ramírez.

Colaboradores regionales e internacionales

El profesor Ramírez hizo sus estudios doctorales en colaboración con la Technische Universität Berlin en Alemania: sus enlaces con Europa y los expertos de biotecnología se han consolidado con los años.

“El grupo de investigación tiene una fuerte colaboración en investigación con Alemania”, planteó el profesor Ramírez, mencionando específicamente su colaboraciones con el profesor Peter Neubauer, el Chair of Bioprocess Engineering, en el Departamento de Biotecnología de TU Berlín y el Doctor Stefan Junne, líder del grupo de una de sus líneas de investigación.

Además, Neubauer y Junne regularmente visitan la sede de Meléndez de Univalle en Cali, Colombia, para reforzar la colaboración investigativa.

Adicional a sus colaboradores internacionales, el grupo BIOQUIMAP cuenta con alrededor de 10 estudiantes de pregrado; dos estudiantes de doctorado; otros profesores y otros grupos de Univalle; y colaboradores de otras universidades públicas en Colombia, como: la Universidad del Atlántico en Barranquilla y la Universidad de Antioquia en Medellín.

El profesor Diego Quiñones, un docente de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Atlántico y un co-autor de la publicación de 2020, dijo que además de generar conocimiento a través de los procesos investigativos, las universidades están llamadas a transmitir esa información.

“En este sentido, considero que mediante este tipo de colaboraciones las universidades del Atlántico y del Valle están realizando esfuerzos importantes para poner a disposición de la comunidad científica información de calidad que pueda impulsar el desarrollo de nuevas investigaciones en el área ambiental, la biotecnología, la ingeniería química, entre otras”, manifestó el profesor Quiñones.

Si desea contactar a las investigadores o conocer más sobre los proyectos, escriba a la Oficina de Comunicaciones Facultad de Ingeniería: comunicaingenieria(arroba)correounivalle.edu.co.

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