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Bioeconomía: la convergencia de las ciencias hacia la biotecnología

Los gobiernosorganismos internacionales y asesores que analizan y aconsejan sobre políticas públicas, han presentado el concepto de bioeconomía como una nueva revolución industrial hacia una economía basada en el aprovechamiento industrial, explotación, manipulación y apropiación de la materia viva.

El concepto de “revolución bioeconómica” se acuñó en un informe relacionado con el decreto estadounidense para investigación y desarrollo de la biomasa del año 2000: “The Biomass Research and Development Act of 2000”.

La definición de bioeconomía más ampliamente aceptada la aportó la OCDE en 2006:“Conjunto de operaciones económicas de una sociedad que utiliza el valor, latente y alojado en los productos y procesos biológicos, para conseguir nuevo crecimiento y beneficios sociales para los ciudadanos y las naciones.” Otros, como Wang Hong-guan, director del centro de Desarrollo Biotecnológico de China, definen la bioeconomía como una economía basada en los recursos biológicos y la biotecnología, fundamentada en la producción, distribución y aplicación de los bioproductos. Para la comisión Europea, la bioeconomía es una economía que ya no depende de los combustibles fósiles para obtener energía y materias primas para la industria, si no de la capacidad de investigación, desarrollo e innovación biotecnológica de los actores económicos.

Cualquiera que sea su definición, lo cierto es bioeconomía propone un cambio de paradigma en el que todas las creaciones humanas se obtengan mediante procedimientos controlados por el hombre pero integrados en la biosfera: procedimientos que imitan o explotan procesos naturales completos, desde su generación hasta su degradación.  Como prevé el Arquitecto Iñaki Ábalos, “se producirá la colisión de todas las ciencias en una gran biotecnología”. Si, porque la biotecnología es la cimentación de la bioeconomía y por lo tanto, el material de sus pilares es claramente la innovación pues, para que la bioeconomía funcione adecuadamente, debe producirse un reemplazo de los antiguos procesos industriales, que se alimentan de recursos limitados y son ineficaces y contaminantes, por nuevos procesos que produzcan unos ventajosos resultados en términos de disponibilidad, eficiencia y respeto al medio ambiente.

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Habitualmente, dar con un proceso industrial que presente tales ventajas requiere una fuerte inversión en I+D. Un esfuerzo intelectual y económico prolongado en investigación –y normalmente subvencionado con los impuestos de todos- que genere nuevo conocimiento cuya aplicación pueda hacer realidad esas ventajas. Pero el sistema no sería eficiente si este conocimiento no llegase a aplicarse, no fuera accesible a la sociedad, no llegase al mercado. Por tanto se necesita un segundo esfuerzo intelectual y económico –normalmente con capital privado- en desarrollo, que permita aplicar ese conocimiento a las escalas adecuadas para llevarlo al mercado con las garantías que nuestra sociedad de consumo requiere.

¿Qué podría compensar tales esfuerzos públicos y privados si no la promesa de una mejora en los principales intereses de los promotores?  En la fase de inversión pública, la promesa de una mejor calidad de vida, una sociedad donde la salud, la educación y el confort alcanzan el máximo potencial. En la fase de inversión privada, la motivación proviene principalmente de la expectativa de recogida de beneficios económicos. Beneficios que se obtienen de llevar el conocimiento aplicable al mercado y que se diluirían sin una apropiada política de protección de dicho conocimiento: las leyes y tratados internacionales sobre derechos de propiedad industrial e intelectual y, muy concretamente, las patentes.

Así se explica en el preámbulo de la directiva 48/2004 CE, relativa al respeto de los derechos de propiedad industrial e intelectual: “La propiedad industrial e intelectual es importante no sólo para la promoción de la innovación y de la creación, sino también para el desarrollo del empleo y la mejora de la competitividad.”

El sistema de patentes es un elemento central de los derechos de propiedad industrial e intelectual y está diseñado para promover el avance científico y tecnológico, razón por la que las patentes se publican en acceso abierto. Ello nos permite estar informados de las tendencias en el desarrollo de nuevas tecnologías y, desde luego, verificar y monitorizar la predicción de que todas las ciencias convergen para generar biotecnología. 

De ninguna manera es esta una predicción frívola; en un contexto político que fundamentado en la bioeconomía, es evidente que el desarrollo de cualquier disciplina científica tendrá mayor alcance si se pone al servicio de la biotecnología.  Hay indicios de ello: la física, la química y la ingeniería de materiales convergen con la bioquímica y originan nanotecnologías capaces de realizar procesos antes solo soñados, las TICs se esfuerzan en utilizar materiales biocompatibles e incluso la astronomía sirve a un propósito mayor: la vida en el espacio.

En unos años, los aparatos electrónicos se realizarán con materiales obtenidos mediante técnicas biotecnológicas y sin precedentes en sus capacidades de conectar con las personas. Tomemos como ejemplo la piezoelectricidad, una propiedad descubierta en los cristales de cuarzo por el físico Jacques Curie (el cuñado de Marie Curie, descubridora de la radiactividad) y que permite transformar el movimiento mecánico en electricidad y viceversa. Una de las aplicaciones mas exitosas de las propiedades piezoeléctricas del cuarzo es, por ejemplo, permitir el fino control electrónico del volumen de combustible inyectado en un motor diesel.

La convergencia hacia la biotecnología ocurre cuando nos damos cuenta de que productos biológicos como la seda, el hueso o el ADN presentan propiedades piezoeléctricas útiles en la fabricación de sensores  y actuadores electrónicos.

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¿Quiere esto decir que los futuros motores de inyección incorporarán fibras de seda? No, porque en el futuro los motores no funcionarán con un combustible fósil que necesite ser inyectado. Aunque quizás sí en otras aplicaciones (seguramente biotecnológicas) para los elementos de inyección. De hecho, las propiedades piezoeléctricas de la seda y sus posibles aplicaciones industriales en equipos ópticos y electrónicos (básicamente las mismas que las del cuarzo) se han recogido ya en varios documentos de patente de la universidad de Tufts, en EEUU. Por ejemplo en el documento US2014145365, se describen métodos para fabricar, a partir de la seda de la oruga de Bombyx mori, (comúnmente conocida como “gusano de seda”) materiales con propiedades piezoeléctricas mejoradas.

En general, la seda tiene principalmente dos tipos de proteínas estructurales, la fibroína y la sericina. Para potenciar las propiedades piezoeléctricas, se somete el capullo a un tratamiento sencillo obteniéndose esencialmente fibroína libre de sericina. La fibroína es una proteína fibrosa cuya alternancia estructural de dominios hidrofóbicos repetitivos con dominios hidrofílicos está directamente relacionada con las propiedades piezoeléctricas finales de los materiales derivados de la seda. Se ha observado que los dominios hidrofóbicos se organizan en bloques y forman cristales rígidos mientras que las regiones hidrofílicas forman dominios amorfos semi-elásticos. Si la combinación específica de estos dominios, confiere a la seda sus magníficas propiedades, lo que permite la innovación de sustituir cuarzo por seda es el descubrimiento de que las propiedades piezoeléctricas intrínsecas a la seda se pueden aumentar mediante el estiramiento de la fibra. Un nuevo conocimiento aplicable promovido por la bioeconomía en su afán de utilizar materiales biodegradables y biocompatibles en los aparatos electrónicos habituales que nos ayudan a tener una vida más confortable, o más saludable.

Quisiera hacer desde aquí una llamada a los científicos e investigadores de todas las disciplinas. A los físicos, químicos, matemáticos, geólogos e ingenieros del futuro para animarlos a explorar y descubrir en clave BIO.

 

@mricosalas

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