Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos
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En el día a día, miles de piezas mecánicas están en constante movimiento: desde los motores de los autos hasta los engranajes de las máquinas industriales. Para evitar que estas piezas se desgasten por el roce, lo que se conoce como fricción, se deben utilizar lubricantes. Desafortunadamente, la gran mayoría de estos productos proviene del petróleo y genera un gran impacto ambiental.
Luego de ser utilizados, los lubricantes convencionales pueden liberar metales pesados que resultan tóxicos para animales, plantas y seres humanos. Si se derraman o se desechan de forma incorrecta, un solo litro de lubricante puede contaminar un millón de litros de agua y permanecer en los ecosistemas hasta por diez años.
Ante este panorama, surge una alternativa sostenible liderada por los investigadores chilenos Nadia Guajardo y Nicolás Gajardo-Parra, del Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos de la UC. Se trata de un biolubricante creado a partir de desechos vegetales, por lo que convierte lo que hoy consideramos «basura» en un aliado para el planeta.
El centro de esta innovación es la lignocelulosa, un material que abunda como residuo de las industrias forestal y agrícola. Se compone principalmente de celulosa y lignina, y se obtiene de restos de ramas, cáscaras y madera.
Al ser un material de origen biológico, un lubricante en base a lignocelulosa tiene una ventaja fundamental: es biodegradable. Esto significa que, a diferencia de los derivados del petróleo, se descompone de forma segura en la naturaleza sin dejar una huella tóxica.
En el laboratorio
Para transformar la lignocelulosa en lubricante, los científicos utilizan enzimas. Estas son proteínas que desencadenan ciertas reacciones químicas; en este caso, las necesarias para convertir los restos de madera y plantas en una sustancia aceitosa con propiedades lubricantes.
Uno de los principales desafíos fue encontrar la enzima óptima, y definir las variables que harían más eficiente el proceso, como la temperatura, la proporción de los componentes y el tipo de reactor a utilizar (es decir, el recipiente diseñado para controlar la reacción química).
Hasta el momento la mejor candidata parece ser la enzima Lipasa B, que originalmente se encuentra en el microorganismo Candida Antarctica, pero hoy también se produce comercialmente.
Cultivo del microorganismo Candida Antarctica en un laboratorio, donde se encuentra la enzima Lipasa B.
Acercamiento del microorganismo Candida Antarctica con un microscopio.
El equipo experimentó con dos tipos de infraestructuras para hacer la reacción química en el laboratorio:
Ilustración del reactor por lotes, uno de los dos probados en el estudio.
Ilustración del reactor continuo. La columna con puntos rojos representa el interior, donde se encuentra empacada la enzima.
Este producto chileno ha demostrado tener la misma eficiencia que los derivados del petróleo, e incluso algunas ventajas técnicas sobre otros biolubricantes disponibles. Al ser menos líquido, se adhiere por más tiempo a las piezas metálicas, lo que reduce la necesidad de reaplicarlo.
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Applications of Fluidized Bed Reactors in Biocatalysis
CHEMBIOCHEM 26 18
Assessing the Effect of Deep Eutectic Solvents on ?-Chymotrypsin Thermal Stability and Activity
ChemSusChem
El objetivo de los investigadores es que este biolubricante llegue al mercado. Su producción podría ser estratégica para el país, ya que al utilizar residuos locales de bajo costo se fomenta una economía circular. Además, los académicos están explorando un uso secundario como biopesticida en la agricultura, ya que podría proteger cultivos frente a ciertos hongos e insectos sin químicos agresivos.
Así, investigaciones como esta invitan a pensar no solo en soluciones para reducir el uso de sustancias contaminantes, sino también en nuevas formas de aprovechar nuestros residuos naturales.
