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Conoce nuestra plataforma de Servicios Analíticos

Servicios Analíticos es una plataforma conjunta de servicios del Laboratorio de Recursos Renovables del Centro de Biotecnología (CB) y el Laboratorio de Servicios Analíticos de la Unidad de Desarrollo Tecnológico (UDT) de la Universidad de Concepción, desarrollada en el marco de la ejecución del Convenio de Desempeño Ciencia, Tecnología e Innovación para la Bioeconomía.

Servicios Analíticos

Bioeconomía

La bioeconomía es una revolución de la forma en que la sociedad obtendrá fuentes vitales de carbono y energía, reduciendo en el proceso, en forma importante, la dependencia del petróleo. La biotecnología y procesos químicos avanzados harán posible esta transformación, proveyendo recursos de manera sustentable, para la producción de bioproductos. 

La bioeconomía permitirá el desarrollo de productos y procesos basados en materias primas renovables con efectos ambientales neutros o positivos, un acentuado desarrollo económico local y una buena percepción social.

Este programa está orientado a generar innovación en el ámbito de la producción y el uso sustentable de biomasa forestal, algal y residual, para obtener biomateriales, biocombustibles, productos biotecnológicos y químicos finos, con alto valor agregado. 

Sustentabilidad

La bioeconomía se refiere a una economía que se basa en recursos renovables para producir alimentos, energía, productos y servicios, reduciendo nuestra dependencia en recursos fósiles, evitar la pérdida de biodiversidad y crear nuevo crecimiento económico y empleos, en forma alineada con los principios del desarrollo sustentable.

Hacia el 2030, el mundo necesitará 50% más alimentos, 45% más energía y 30% más agua que hoy. Esta creciente demanda provocará con certeza mayor escasez de recursos naturales y hará aumentar sus precios. En este contexto, la disponibilidad de materias primas y la eficiencia en su aprovechamiento se transformará, por lo tanto, en fuente de ventaja competitiva para empresas, industrias e incluso, países. Una mayor conciencia ambiental y marcos regulatorios más estrictos serán los focos futuros que orienten la producción y consumo de productos y servicios con un menor impacto ambiental.

La riqueza de los desechos y subproductos

Las actividades industriales, agrícolas y forestales producen flujos de materiales que no se utilizan en la fabricación de sus productos principales. Estos subproductos y residuos incluyen, por ejemplo: la cebada ya utilizada en la producción de cerveza; las tortas de prensado en la producción de aceites y jugos; la paja del trigo, la corteza de árboles y cáscaras de granos; y una larga lista de otros subproductos. Estos flujos de materiales contienen componentes valiosos como azúcares, proteínas y ácidos grasos que representan materia prima para el desarrollo de bio-productos, mediante los procesos de transformación química, termoquímica y biológica que forman parte del ámbito de la bioeconomía. 

Contexto regional

Chile importa gran parte del petróleo, gas natural y carbón que requiere para cubrir sus necesidades energéticas, de materiales y otros productos. Esta situación no sólo repercute negativamente en la balanza comercial, sino que también tiene consecuencias estratégicas adversas, debido a un abastecimiento incierto y precios fuertemente fluctuantes. 

Por otra parte, el país cuenta con abundantes plantaciones de pino y eucalipto que generan la materia prima para la industria forestal, la cual representa 75% de las exportaciones de la Región del Biobío. 

A pesar que la biomasa cosechada se utiliza en una proporción muy alta, aún existen materias residuales, principalmente corteza y subproductos. Además, es posible aumentar la superficie de plantaciones y volúmenes de cosecha y hay materias primas residuales de la agricultura, que si bien son de menor volumen, tienen un potencial importante de considerar. 

También la biomasa que proveniente de micro y macroalgas son un recurso estratégico que cada día encuentra nuevas aplicaciones para bioproductos. 

Chile tiene posibilidades privilegiadas para ser pionero es este desafío; en ámbitos científicos, tecnológicos y de innovación. 

El Convenio de Desempeño busca apoyar la transferencia de tecnología basada en ciencia, que sea adecuada a las necesidades de mercados nacionales e internacionales, fomentando el proceso de difusión-adopción de innovaciones, mediante la generación de vínculos con distintos actores del sistema de innovación.

Convenio de Desempeño

El Convenio de Desempeño (CD) Ciencia, Tecnología e Innovación para la Bioeconomía es una iniciativa de la Universidad de Concepción, ejecutada por la Unidad de Desarrollo Tecnológico (UDT), el Centro de Biotecnología (CB) y la Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo (VRID). 

CD

Un Convenio de Desempeño (CD) es un contrato entre el Estado y una Institución de Educación Superior por medio del cual ésta compromete desempeños notables que impliquen un significativo mejoramiento institucional, que por sí sola no habría podido lograr.

Es un instrumento competitivo de adjudicación de recursos de avanzada categoría, de alto impacto estratégico, que provee de financiamiento en base a resultados y permite a la institución generar iniciativas transformadoras, capaces de enfrentar problemas estructurales de diferente tipo y focalizar sus esfuerzos institucionales en aspectos asociados al mejoramiento de la calidad de su quehacer.

Capacidades

Unidad de Desarrollo Tecnológico ( UDT)

UDT es un centro de I+D+i especializado en el desarrollo de nuevos productos y procesos a partir de materias primas lignocelulósicas. Cuenta con una planta de 140 personas, incluyendo científicos, profesionales y técnicos; una excelente infraestructura de escalamiento de procesos y acceso a laboratorios de primer nivel, tanto propios como de otras reparticiones universitarias.

Centro de Biotecnología (CB)

El Centro de Biotecnología es un centro de I+D+i orientado a potenciar las capacidades de innovación basada en ciencia de los principales sectores productivos del Biobío, entre los que destacan el forestal y acuícola. Este centro congrega investigadores de diversas facultades y laboratorios de la UdeC, en un ambiente dotado de infraestructura y equipamiento de última generación, junto a decenas de estudiantes de pre y postgrado y personal técnico enfocado a la biotecnología. 

Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo

La Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo es la encargada de las actividades que se realicen en las áreas de investigación científica, creación artística, desarrollo, innovación, incubación de empresas, emprendimiento y prestación de servicios. Lo anterior, sin perjuicio de las funciones y atribuciones que le correspondan a los Órganos Colegiados Superiores de la Universidad, a la Vicerrectoría, a la Vicerrectoría de Asuntos Económicos y Administrativos, a las Facultades y al Comité de Propiedad Intelectual.

Alianzas

El Convenio de Desempeño ha generado alianzas con las siguientes instituciones, como parte de su sistema de redes externas para el desarrollo de innovaciones que respondan a las necesidades de globales por productos y servicios basados en bioeconomía:

North Carolina State University de EE.UU., entidad líder en investigación e innovación en los ámbitos agrícola, forestal y biológico. Destaca por su exitoso modelo de vinculación academia-industria-gobierno, que ha permitido el desarrollo de un rico ecosistema de innovación en torno al Research Triangle, principal polo de desarrollo de negocios de alta tecnología de la región. 

Karlsruhe Institute of Technology (KIT) de Alemania. Es el centro de I+D+i más grande de Europa, con más de 9.000 colaboradores y múltiples desarrollos tecnológicos de vanguardia, muchos de ellos relacionados con bioenergía y nanociencia, los que contribuirán de forma importante a alcanzar los objetivos del Convenio de Desempeño.

Ciencia Tecnología e Innovación

¿Cómo reemplazar productos derivados del petróleo? ¿Cómo se aprovechan los desechos agrícolas o forestales?

La respuesta a estas preguntas pasa, en forma importante, por el rol que los procesos químicos y biológicos juegan en el aprovechamiento de biomasa forestal, algal y agrícola. En estos procesos, existen elementos clave o building blocks: los procesos de conversión química, termoquímica y biológica de biomasa,  que permiten conectar sectores industriales que antes se desarrollaban por separado, para entregar plataformas comunes que permitan satisfacer distintas aplicaciones de mercado.

La célula: la fábrica biológica más pequeña de la bioeconomía

Los microorganismos son “fábricas biológicas” que metabolizan azúcares en nuevos compuestos. Los microbios y seres unicelulares o multicelulares pueden ser transformados, para que sus reacciones metabólicas produzcan los compuestos deseados en forma muy selectiva, y con altos rendimientos. En el futuro, una buena parte de los químicos industriales basados en petróleo podrían provenir de estos procesos desarrollados en fábricas biológicas de mediana o gran escala, o bioprocesos industriales. Ejemplos ampliamente conocidos de este tipo de procesos, consisten en la producción de alcohol en base a levaduras, o la de antibióticos en base a moho.

En la medida que los bioprocesos industriales se desarrollen, será posible producir una mayor variedad de materias primas que reemplacen aquéllas basadas en petróleo, como por ejemplo, ya ocurre con el bioetanol, biobutanol o ácido poliláctico.

Los bioprocesos industriales de primera generación ya han permitido agregar valor a materias primas altas en almidón, sin embargo, la segunda generación de bioprocesos utiliza materias primas lignocelulósicas, como la madera. A su vez, desechos industriales agrícolas como la paja de trigo o el escobajo de la vid, son buenas fuentes de celulosa y hemicelulosa, conteniendo azúcares que pueden ser aprovechados, sin quitar espacio a las fuentes de azúcares para consumo humano.

 

Energía, combustibles y químicos de biomasa vía conversión termoquímica

El procesamiento termoquímico de biomasa utiliza temperatura y catalizadores para transformar polímeros de origen vegetal en combustibles, químicos, energía eléctrica o térmica. Desde el punto de vista de la materia prima, el procesamiento termoquímico utiliza todo el material vegetal, mientras que los bioprocesos industriales sólo necesitan los azúcares. La ruta termoquímica es, por lo tanto, ideal para trabajar con biomasa de calidad mixta o baja. Dos de sus procesos, gasificación y pirólisis, requieren biomasa relativamente seca, mientras que otro de los procesos, el procesamiento hidrotérmico, es ideal para el tratamiento de material en forma de lodos o purines. Como resultado, estos procesos permiten la obtención de combustibles líquidos, gaseosos y químicos finos.

Conversión química y bioquímica de biomasa

La conversión química se lleva a cabo mediante catalizadores, que pueden ser químicos o bioquímicos. Estas conversiones representan en sí mismas, un abanico de posibilidades para responder a una serie de desafíos, que van desde la degradación de la biomasa a conversiones químicas sencillas o bien a conversiones inherentes a las propiedades de los biomateriales. El resultado son compuestos “inteligentes”. Ejemplos de estos procesos son la conversión de lignina en materiales funcionales y la utilización de compuestos naturalmente bioactivos. Los desafíos futuros de la llamada “química verde” serán, entre otros, la producción selectiva de ciertos compuestos y al mismo tiempo, la disminución de los desechos o subproductos asociados, o también, de la minimización de compuestos tóxicos, el gasto de energía e impacto ambiental general de los procesos.

Otros compuestos que pueden ser transformados a través de estos procesos, son los triglicéridos, conocidos comúnmente como aceites vegetales. Su aplicación, mediante transformaciones selectivas, puede llevarlos a ser utilizados como químicos, plásticos u otros usos que vayan más allá de sus usos actuales como lubricantes o combustibles.

Documentos

Queremos compartir con ustedes dos documentos que les serán útiles para desarrollar y proyectar nuevas investigaciones en torno a la Bioeconomía.

El primero,  Benchmark en Bioeconomíaapunta a proveer de información organizada que permita la comparación entre instituciones y facilite el diseño e implementación de las estrategias que fortalezcan las capacidades científicas, tecnológicas, de gestión y transferencia en la Universidad de Concepción, con el fin de posicionarla como un líder global en innovación en el ámbito de la Bioeconomía.  

Benchmark en Bioeconomía

El segundo, Roadmap en Bioeconomía, permitir identificar, a partir del análisis de las tecnologías e innovaciones desarrolladas por las reparticiones participantes en el Convenio de Desempeño “Ciencia, Tecnología e Innovación para la Bioeconomía” de la Universidad de Concepción, dónde existen buenas oportunidades para competir en los mercados internacionales con productos, procesos y servicios, provenientes de resultados de I+D. 

Roadmap en Bioeconomía

Información de contacto

  • María de la Luz Morales
  • mmoralesb@udec.cl
  • @bioeconomia_cl

Formulario de contacto