A lo largo de la historia, la naturaleza ha sido una gran fuente de inspiración para la humanidad. Observarla, entenderla y aprender de ella ha sido una constante, donde la ciencia ha logrado recabar un gran volumen de conocimiento impulsando grandes avances tecnológicos.
La bioutilización fue una de las primeras formas en que la humanidad se acercó a su entorno, buscando satisfacer sus necesidades utilizando sus recursos. Esta antigua práctica, luego de siglos de desarrollo tecnológico, hoy es parte de la indagación incesante de expertos, quienes han logrado bioinspirarse en elementos orgánicos, que históricamente se han denominado como desechos, instalándolos en procesos industriales existentes.
Este es el caso de la cáscara de huevo y las hojas de murta, materiales de descarte que hoy son objeto de estudio de dos investigadores chilenos que serán parte de la XXII Semana de la Ciencia y la Tecnología. Ambos buscan optimizar polímeros, más conocidos como plásticos, pero en un caso se busca mejorar las propiedades de resistencia y flexibilidad del polipropileno, y en el otro aumentar la vida útil de alimentos al incorporar este compuesto en su envase.
Bioinspiración en la cáscara de un huevo
José Luis Arias, académico de la Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias de la Universidad de Chile, comenta que desde que ingresó a estudiar medicina veterinaria sintió curiosidad por la investigación. “Esta es una profesión que se sustenta en una fuerte base científica, por lo que desde que ingresé a trabajar me aboqué a investigar temas relacionados con aspectos básicos de la biología animal”, indica Arias.
Es así como esta curiosidad se transformó en el motor de la carrera de este científico, quien cuenta con más de 110 publicaciones internacionales y una patente sobre la creación de un plástico de mayor resistencia inspirado en las propiedades de la cáscara de huevo, innovación patentada tanto en Chile como en Estados Unidos.
¿Cuándo nace su interés por relacionar productos naturales con la creación de materiales?
Mi interés nació en Estados Unidos, cuando en mi calidad de profesor visitante logro definir la cáscara del huevo de las aves como un modelo para el estudio de los mecanismos de mineralización biológica. De hecho, la formación de la cáscara del huevo es el modelo más rápido de mineralización conocido en la naturaleza.
¿Cómo lograron relacionar la cáscara de huevo con el desarrollo del polipropileno?
Nació de la asociación entre la composición de este llamado “plástico” con el que se hacen sillas, bolsas, contenedores y parachoques de automóviles, entre otros, que en su composición se mezclan polímeros con sales inorgánicas, como el carbonato de calcio obtenido de las minas. La cáscara del huevo es un material de desecho constituido principalmente por carbonato de calcio, por lo que decidimos ensayar su utilidad para reemplazar al carbonato de calcio de origen mineral en la formación del polipropileno, el cual resultó un éxito y pudimos patentar.
¿Producto de este estudio usted acuña el término “bioinspiración”?
Sí. Como consecuencia de esos estudios me encuentro con el concepto de biomimética, el que rápidamente cae en desuso pues no se trata de hacer lo mismo que hacen los seres vivos, sino que inspirarse en estos para diseñar nuevos procesos como crear materiales o dispositivos novedosos. Es esto lo que nos motivó en la década de los noventa para acuñar el concepto de bioinspiración más que biomimética.
¿Cree que es importante inspirarse hoy en la naturaleza para desarrollar tecnología?
La naturaleza ha ensayado durante millones años una serie de mecanismos y procesos que han resultado exitosos. Muchos de los inventos hechos por el hombre ya habían sido diseñados por los organismos vivos aunque habían pasado desapercibidos. Hoy sabemos que si estudiamos naturaleza, y en particular a los organismos, podemos inspirarnos para diseñar nuevos procedimientos o dispositivos útiles para la humanidad. Para ello la observación y el estudio del mundo que nos rodea es fundamental.
Protegiendo activamente alimentos con la hoja de un berrie chileno
Fue en el laboratorio donde el académico del Departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos de la Facultad Tecnológica de la Universidad de Santiago de Chile, Francisco Rodríguez, descubrió el lado más fascinante de la investigación, donde surgió su pasión por el conocimiento, “el cual me ha llevado a áreas que nunca imaginé desarrollar”, señala el docente, quien comenzó su carrera estudiando la síntesis de polímeros como el polietileno.
Justamente, estos estudios en plásticos lo llevaron a su posición actual como investigador en el Laboratorio de Envases de la USACH (Laben), donde estudia como resguardar la calidad y vida útil de alimentos mediante la incorporación de sustancias a “envases activos”, indagando actualmente las propiedades compuestos naturales como la hoja de murta.
¿Cómo surge el interés por indagar los compuestos naturales para incorporarlos a envases activos?
Hoy existe una tendencia de hacer envases que interactúen positivamente con los alimentos gracias a la incorporación de compuestos activos naturales, controlando por un lado procesos de deterioro en los alimentos, como la oxidación y descomposición microbiológica, y por otro reduciendo el impacto negativo en la salud del que consume.
Existen registros desde la antigüedad sobre la aplicación en medicina de aceites esenciales, derivados de la canela y el orégano, por su gran actividad antimicrobiana. Basándonos en ese conocimiento, observamos las plantas nativas de nuestro país para detectar cual podría tener este potencial. Es así como llegamos a las hojas de murta, provenientes de un berrie nativo.
¿Por qué trabajar con la hoja de Murta?
El fruto de murta es reconocido por su capacidad antioxidante, así que pensamos que sus hojas podrían tener las mismas características. Hicimos una extracción, sacamos los componentes y los analizamos en el laboratorio, donde descubrimos que tienen una alta capacidad antioxidante y actividad antimicrobiana, según pruebas realizadas con listeria.
¿Por qué cree que es importante inspirarse en la naturaleza a la hora de innovar?
Chile es un país con un tremendo patrimonio natural, el cual puede tener mucho potencial en diferentes ámbitos, como es el caso del envasado de alimentos, pero para poder aprovecharlo debemos estudiar lo que tenemos y mirarlo desde otro punto de vista.
