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Biomateriales

El futuro de los biomateriales se escribe con inteligencia artificial

La IA y los modelos computacionales han marcado las investigaciones en este ámbito y han sido claves para su prueba y validación; pueden ser un hecho diferencial

Imagen de varios biomateriales.
Imagen de varios biomateriales.

El futuro de los biomateriales se dibuja, en gran parte, gracias a los hallazgos basados en la inteligencia artificial (IA). Esta revolucionaria tecnología desempeña un papel crucial en la prueba y validación de nuevos biomateriales. 2023 ha sido el año de la confirmación de las inmensas posibilidades en este campo de investigación. La IA se consolida como un actor fundamental en la profunda transformación de la industria y en la redefinición de las características y usos de los biomateriales que ya existen y los que están por venir.

Gracias a su capacidad para analizar cantidades ingentes de datos e identificar patrones imperceptibles para los humanos, la IA está contribuyendo a acelerar el desarrollo de nuevos biomateriales. “La irrupción de la IA y métodos computacionales en la validación de nuevos biomateriales puede ser el hecho diferencial para la investigación en los próximos años”, asegura el investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP) del CSIC, Luis Rodríguez Lorenzo.

Como recuerda este investigador, los biomateriales no son necesariamente materiales de base biológica. Pueden derivarse de la naturaleza o sintetizarse en un laboratorio utilizando componentes metálicos, polímeros, cerámicas o compuestos. Cada año se avanza más en el objetivo de buscar alternativas sostenibles a los tradicionales. “2023 ha dejado desarrollos muy notables en torno a investigaciones para desarrollar biomateriales que fueran biodegradables, resistentes y con propiedades específicas para aplicaciones como envases, textiles y dispositivos médicos”, señala Cristina Alia, profesora de la Universidad Politécnica de Madrid y directora del laboratorio Biolab Etsidi, recientemente premiado por CincoDías como uno de los proyectos más innovadores ligado a la universidad.

Desde el Instituto Tecnológico del Plástico apuntan al importante rol jugado por los materiales de base biológica, protagonistas de la transición hacia materiales circulares y con cero emisiones netas. Este año que concluye ha confirmado la relevante pujanza de la bioeconomía (economía derivada de la producción de recursos biológicos renovables), sustentada en los nuevos materiales y productos con propiedades únicas que pueden crear nuevos mercados y oportunidades de crecimiento. “La bioeconomía circular es parte de la solución, para impulsar una estrategia climáticamente neutra, sostenible, resiliente y competitiva”, opina Belén Monje, líder de mecanoquímica y extrusión reactiva del Instituto Tecnológico del Plástico.

La Unión Europea ha identificado el sector de productos de origen biológico como una prioridad estratégica por su potencial de crecimiento futuro, para la reindustrialización, y por su capacidad para abordar desafíos sociales. Solo en el último año, según un informe de Asebio (Asociación Española de Bioempresas), se han creado 11 empresas que trabajan en soluciones de materiales de base biológica.

“Podemos resumir las soluciones biotecnológicas en dos grandes tendencias. Por un lado, el gas to chemical, relacionado con la obtención de biomateriales a partir de gases de efecto invernadero, y el upcicling, que está relacionado con la reutilización de materiales de origen diverso, como residuos agrícolas, subproductos de la industria alimentaria, entre otros”, explican desde Asebio.

Bioplásticos y biofármacos

Encontrar alternativas sostenibles a los plásticos tradicionales derivados del petróleo es una de las principales líneas de investigación en el último año. “La búsqueda de bioplásticos más eficientes, económicamente viables y respetuosos con el medio ambiente es el área activa de investigación”, apunta Alia. Algunos avances incluyen la producción a partir de fuentes renovables como almidón de maíz, caña de azúcar, celulosa y microorganismos modificados genéticamente.

Elena Domínguez, investigadora en agricultura y medio acuático en el Instituto Tecnológico del Plástico, resalta la importancia de los bioplásticos biodegradables en el sector agrícola. “El objetivo es seleccionar los materiales que menor impacto tengan en el medio ambiente, evitando el uso de formulaciones que contengan sustancias tóxicas y peligrosas, y utilizándolos en casos donde la ventaja medioambiental está probada”.

Su integración en la industria de tecnología sanitaria ha revolucionado también diversos campos, desde prótesis hasta dispositivos diagnósticos. “En prótesis e implantes, mejoran la biocompatibilidad, reduciendo el riesgo de rechazo”, asevera Sergio Muñoz, director de innovación, salud digital y tecnologías emergentes de la Federación Española de Empresas de Tecnología Sanitaria (Fenin).

Éxito de los alimentos ‘plant-based’

El mercado de alimentos plant-based (alimentos a base de plantas) en España se centra especialmente en las alternativas vegetales a la leche, lo que le posiciona como el segundo más importante de Europa por detrás de Alemania, según el informe The green revolution 2023.

Este negocio ha incrementado sus ventas un 4% en 2022, hasta alcanzar 447,4 millones de euros en ventas, lo que convierte a España en el cuarto país de Europa en volumen de mercado, superada por Alemania, Reino Unido e Italia, aseguran desde Asebio. La investigación en este campo es una constante y busca “replicar aún más la textura, el sabor y la apariencia de los productos de origen animal”, detalla la investigadora Cristina Alia. 


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