lunes, 29 de abril de 2024

Hacer viable lo otrora inviable con bio y nanoeconomía.

En el planeta existen zonas aparentemente poco beneficiadas, no poseen minerales, combustibles fósiles, ni su suelo presenta las características adecuadas para ser cultivado. La falta de energía no posibilita la radicación de industrias y la generación de puestos de trabajo. Suelen ser consideradas como zonas inviables por los economistas y abandonadas a su suerte. La  gente joven emigra en busca de un porvenir mejor y los pueblos existentes languidecen. El cuadro descripto se repite en toda la superficie del planeta. Ahora la bioeconomía y la nanoeconomía sustentadas en los desarrollos con crecimiento exponencial de la biotecnología y la nanotecnología parece indicar que lo otrora inviable comienza a hacer viable. En la siguiente figura se trata de resumir una serie de soluciones posibles, sustentables, que abarcan desde el aprovechamiento de los residuos y la generación abundante de energía, hasta la producción de nanomateriales de avanzada.



















La producción abundante de energía se basa en la instalación de paneles solares, molinos eólicos, en la generación de biogás a partir de residuos en biodigestores y en centrales termoeléctricas alimentadas por biomasa obtenida a partir de cultivos, microorganismos y microalgas modificadas o no genéticamente, de los cuales también se puede obtener bioetanol,  biopetróleo y biodiesel.
El dióxido de carbono proveniente de las centrales termoeléctricas y de la generación de biogás se lo puede utilizar para obtener grafeno,  y para alimentar cultivos de microalgas capaces de producir desde medicamentos  hasta ácidos grasos omega 3. Luego de la extracción de los principios activos, el resto de la microalga puede utilizarse para, por pirólisis, obtener nanotubos de carbono, nanomaterial de alto valor agregado. Adicionalmente nuevos nanocatalizadores también permiten pasar el dióxido de carbono a metano, aumentando la producción de energía local.
La autosuficiencia energética permite instalar biorreactores para producir desde carne  “in vitro” hasta biopolímeros y abre las puertas para múltiples emprendimientos, la instalación de pymes y comercios relacionados a la  producción y el crecimiento económico general del lugar. La economía de las  nuevas tecnologías tiende a horizontalizar la producción de modo de evitar la concentración de los recursos económicos en unos pocos.
A modo de ejemplo explicaremos como desde los residuos orgánicos podemos pasar a la producción de materiales nanocompuestos para la producción 3D de modo de realizar productos de alto valor agregado tendientes a hacer  la zona sustentable y con tecnología de punta. La producción de biogás genera metano y dióxido de carbono. Ambos gases se pueden utilizar para obtener nano-objetos. Del metano se puede, mediante el proceso CVD (Chemical vapour deposition) obtener grafeno y nanotubos de carbono. En forma paralela, con los residuos orgánicos se puede producir poliláctico (PLA), un polímero biodegradable y reciclable. Generalmente los residuos fermentables son autoclavados a 121ºC durante 20 minutos y luego regulando las condiciones fisicoquímicas se realiza un proceso de sacarificación con la enzima glucosamilasa y posteriormente se agrega Lactobacillus rhamnousus para pasar la glucosa producida a ácido láctico. Finalmente el ácido láctico se utiliza para sintetizar PLA. Dentro de los materiales nanoestructurados, los nanopcompuestos de polímeros con nano-objetos presentan en la actualidad un alto grado de aplicaciones actuales y futuras. En algunos nanocomposites, un 1% de grafeno en la estructura polimérica permite aumentar su resistencia en un 100%. La posibilidad de poder utilizar en las impresoras 3D polímeros de PLA-grafeno y PLA-nanotubos de carbono, obtenidos a partir de residuos, permite producir en forma continua o rotativa una importante cantidad de productos utilizables en la industria textil, alimenticia y automotriz, entre otras.
Un buen ejemplo de la importancia de la bioeconomía + la nanoeconomía en la sociedad multidireccional y de su capacidad para hacer viable lo otrora inviable.

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