Informe de Vigilancia Tecnológica e Inteligencia Competitiva N° 04 ¨Bioplásticos a partir de residuos de la producción de cítricos y uvas¨ © CITEagroindustrial ICA Panamericana Sur Km. 293.3. Salas Guadalupe, Ica - Perú
VIGILANCIA TECNOLÓGICA E INTELIGENCIA COMPETITIVA
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PRESENTACIÓN AUTORIDADES Director Ejecutivo CITEagroindustrial - Ica. Eco. Manuel MORÓN GUILLÉN Jefe CITEagroindustrial – Ica. Mg. Juan Carlos ZAMORA FUENTES
EQUIPO TÉCNICO DE CITEagroindustrial Vanessa PARRA AYBAR Carlos BRITTO MARTÍNEZ Ricardo FIESTAS ACOSTA
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ÍNDICE
INTRODUCCIÓN.................................................................................................................... 4 NOVEDADES ......................................................................................................................... 6 PUBLICACIONES CIENTÍFICAS Y ARTÍCULOS TÉCNICOS .......................................................................................... 6 PROYECTOS ...............................................................................................................................................................8 PATENTES ................................................................................................................................................................. 9 TESIS ......................................................................................................................................................................... 11 NOTICIAS .................................................................................................................................................................. 11 MERCADO ................................................................................................................................................................. 13
ANÁLISIS CUANTITATIVO ................................................................................................. 14 CONCLUSIONES................................................................................................................. 16
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INTRODUCCIÓN El presente informe es el resultado de las acciones de vigilancia tecnológica e inteligencia competitiva (VTeIC), llevadas a cabo por un equipo de profesionales del CITEagroindustrial Ica. El objetivo de esta revisión es dar a conocer novedades sobre patentes, publicaciones científicas, proyectos de investigación, desarrollo e innovación, noticias, estudios científicos y tendencias de mercado de los últimos 10 años en relación a los BIOPLÁSTICOS, destacando aquellos que provienen de materias primas relacionadas a desechos agroindustriales derivados de la producción de cítricos como la naranja, la mandarina y la uva. En la actualidad, es conocido que los plásticos tradicionales, producidos a partir del petróleo, son utilizados ampliamente debido a sus propiedades mecánicas y fisicoquímicas. Sin embargo, el elevado coste del petróleo, su agotamiento futuro y la escasa degradabilidad de los petroplásticos ha hecho que se busquen alternativas a estos. Por ello que algunos años atrás nuestra atención se ha centrado en analizar nuestras actividades agroindustriales (predominantes en nuestra región), las cuales generan gran cantidad de residuos, y por ende pérdidas, estos residuos ya sean provenientes de las labores agrícolas como la poda, la cosecha, la post cosecha, etc., así como también industriales, no suelen ser reutilizados en nuestro país, tradicionalmente estos residuos eran quemados, vertidos, enterrados, etc. Lo cual supone un coste medioambiental alto y un desaprovechamiento de materias primas que bien podrían convertirse en nuevos productos. En medio de estas tribulaciones que nace un nuevo término “bioplástico” el cual es amplio y abarca realidades muy distintas. Básicamente, se refiere a nuevos materiales que utilizan materias primas vegetales, producidos como alternativa al plástico convencional, para usos diversos, que pueden abarcar desde la construcción de una casa, de un automóvil, hacer envases alimentarios o, por ejemplo, fabricar macetas y demás elementos plásticos utilizados en la agricultura. Los bioplásticos son polímeros que provienen de fuentes naturales y renovables. La mayoría presentan mejor biocompatibilidad, y todos son biodegradables por microorganismos como bacterias, hongos, algas. Los primeros en popularizarse fueron los bioplásticos vegetales, fabricados a partir de almidón de patata, maíz o yuca. Sus polímeros de glucosa sirven para que, tras un proceso de extrusión y otros tratamientos acaben convirtiéndose en material para cubiertos, envases o bolsas. Los agricultores, empresarios y organizaciones relacionadas al proceso serán algunos de los beneficiarios de este producto, el presente informe es el resultado de actividades de vigilancia tecnológica realizadas por personal del CITEagroindustrial dentro del marco del Plan Nacional de Diversificación Productiva, ya que muchos de los investigadores que se mencionan en nuestras referencias han visto en esta innovación una oportunidad de negocio.
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A continuación se presentan gráficos de tendencias utilizando el buscador Google Trends:
Bioplásticos
Fuente: elaboración propia utilizando Google trends. En el gráfico anterior se aprecia el tráfico de búsquedas relacionadas a Bioplásticos, con lo cual verificamos que tiene un valor constante en los últimos 5 años, con un tráfico actual en ascenso.
Agroindustrial
Fuente: elaboración propia utilizando Google trends. En el gráfico anterior se aprecia el tráfico de búsquedas relacionadas a la palabra agroindustrial, con lo cual verificamos que América hay interés sobre el tema, teniendo en cuenta el interés existente en Perú sobre la temática.
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NOVEDADES PUBLICACIONES CIENTÍFICAS Y ARTÍCULOS TÉCNICOS RESIDUOS AGRÍCOLAS LICUADOS PARA LA ELABORACIÓN DE PELÍCULAS Publicado el 27/10/2015
Varios, Chile - España. Los residuos agrícolas (poda de maíz, mazorca de maíz, ramas de vid y poda de arándanos) con bajo valor agregado se convirtieron por licuefacción en productos licuados. Se evaluó su capacidad para formar películas. Los resultados indicaron que la producción de productos licuados bajo condiciones de licuefacción es completamente factible con rendimientos en el caso de residuos de maíz superiores al 90%. Ver más…
POLICARBONATO DE CÁSCARAS DE NARANJA Y CO2 Publicado el 01/06/2016
Bioplastics Magazine, Alemania. Llevar algunas cáscaras de naranja, privarlas del limoneno material natural, oxidarlas, y atarlas con dióxido de carbono: ahora usted tiene un material plástico bio-basado que pueda ser utilizado para producir los materiales funcionales respetuosos del medio ambiente para una amplia gama de productos industriales Aplicaciones a bajo costo. Este eco-amigable todo rodado conocido como PLimC ahora está permitiendo que un amplio espectro de plásticos de alto rendimiento sea manufacturd solamente sobre la base de recursos renovables. Ver más…
PODRÍA HABER UNA MANERA INTELIGENTE DE USAR LAS CÁSCARAS DE NARANJA QUE LA INDUSTRIA DEL JUGO Publicado el 16/09/2015
Business Insider, EEUU. El jugo de naranja, delicioso y nutritivo, es disfrutado por millones de personas en todo el mundo todos los días. Sin embargo, una nueva investigación indica que podría tener un potencial mucho más allá de la mesa del desayuno. Los productos químicos en la cáscara de naranja podrían ser utilizados como nuevos bloques de construcción en productos que van desde plásticos a paracetamol - ayudando a romper nuestra dependencia del petróleo crudo. Ver más…
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EL EFECTO DE DIFERENTES CANTIDADES DE CITRICOS EN LA PRODUCCIÓN DE BIOPLÁSTICOS Publicado el 11/04/2015
Universidad Furman, EEUU. Los niveles de cáscaras de citricos están aumentando en los rellenos sanitarios de todo el mundo, y los científicos están buscando nuevas maneras de que las cáscaras de naranja se pueden utilizar eficazmente. Farmacólogos han comenzado a utilizar estas exfoliaciones en los tratamientos de muchas enfermedades como la diabetes y la hipertensión. El propósito de este estudio fue utilizar las cáscaras de naranja para construir bioplásticos. Se planteó la hipótesis de que la mayor cantidad de cáscaras de citricos que se utilizaron, más duradera / más gruesa los plásticos sería. Ver más…
PRODUCCIÓN DE PHA PARA LA VALORIZACIÓN DE UN RESIDUO DE LA INDUSTRIA VINÍCOLA Publicado el 19/12/2013
Universidad de Aveiro, Brasil. El objetivo de este trabajo consistió en la valorización del follaje de uvas blancas, un subproducto de la industria vitivinícola rica en monosacáridos, a través de la producción de polihidroxialcanoatos (PHAs) por los microorganismos Cupriavidus necator y Haloferax mediterranei. Los PHA son poliésteres intracelulares acumulados por microorganismos como reservas de carbono, con valor comercial por su naturaleza biodegradable y biocompatible. Ver más…
PRODUCCIÓN MEJORADA DE (HIDROXIBUTIRATO) Y ENZIMAS RELACIONADAS Publicado el 05/02/2013
Universidad de Cambrigbe, Inglaterra. Los polihidroxialcanoatos (PHAs) son polímeros termoplásticos biodegradables que son producidos por una amplia gama de bacterias en respuesta a la limitación de nutrientes y funcionan como moléculas de almacenamiento de carbono y energía. Tienen una amplia gama de aplicaciones potenciales que van desde reemplazos directos de plásticos tradicionales en envases, industria y agricultura a nuevos mercados como entrega de fármacos, ingeniería de tejidos y remediación ambiental. Esta tesis comienza con una revisión del metabolismo y usos de la PHA, en la que se comparan con otros compuestos de almacenamiento de carbono. Ver más…
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APROVECHAMIENTO DE LA BIOMASA GENERADA EN LA PODA DE LOS CÍTRICOS Publicado en 2012
Universidad Miguel Hernandez de Elche, España. La actividad agraria genera gran cantidad de biomasa que no suele ser reutilizada, como rastrojos y pajas de cereales, restos de poda de cultivos leñosos, etc. En la Comunidad Valenciana la biomasa procedente de residuos agrícolas es alrededor de 1.111.100 toneladas anuales. De esta cantidad, el 38% corresponden a restos de poda de cítricos, dado que es el cultivo principal de esta región. Tradicionalmente, la forma de eliminación de estos residuos ha sido mediante la quema en campo abierto. Ver más…
APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES PASADO PRESENTE Y FUTURO Publicado en 2012
Instituto de Ingenieria UNAM, México. Desde hace varias décadas los residuos agroindustriales han sido un foco de atención para varios investigadores a nivel mundial, debido a que parte de sus constituyentes pueden ser materia prima para generar diversos productos de interés, esta situación sigue prevaleciendo en la actualidad y se prevé que continuará en el futuro. Ver más…
PROYECTOS NUEVOS ENVASES BIOPLÁSTICOS DE PHB ELABORADOS A PARTIR DE AZUCARES DE AGUAS RESIDUALES DE INDUSTRIAS Publicado el 23/07/2012
Universidad del Bio Bio, Chile. El Proyecto a Postular Promueve la I+d para Generar una Metodología para la Producción de un Bioplástico como es el Polihidroxibutirato (phb) utilizando la vía biotecnológica para la transformación de azucares contenidas en aguas residuales de empresas agroindustriales para el aprovechamiento de estos residuos y valorizarlos. Este bioplástico es utilizado para la fabricación de envases biodegradables orientados para la industria alimentaria otras aplicaciones en envases para productos alimenticios para el mercado nacional y como envases para productos de exportación. Ver más…
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NUEVO MATERIAL DE PHB SOSTENIBLE, FUNCIONALIZADO Y COMPETITIVO BASADO EN SUBPRODUCTOS DE FRUTAS OBTENIENDO SOLUCIONES AVANZADAS PARA APLICACIONES DE ENVASADO Y NO ENVASADO Publicado el 01/05/2012
AINIA, España. El mercado de los zumos y néctares de fruta de la UE alcanzó los 11.300 millones de litros en 2009. El 60% del volumen total consumido se envasa con cartón, un 25% con PET y el resto se envasa con vidrio (13%) y otros formatos de embalaje La industria de zumos y néctares de la UE es consciente de su importante papel y responsabilidad, haciendo uso de las mejores prácticas que implican una LCA completa para reducir tanto el carbono Y la huella del agua. Los productores de zumos y néctares han procurado ofrecer el envase más ecológico disponible. Ver más...
ESTRUCTURA MULTICAPA ACTIVA Y BIODEGRADABLE PARA APLICACIONES DE ENVASADO DE ALIMENTOS DESHIDRATADOS O SECOS. Publicado el 24/11/2010
Athanasios El. Hatzopoulos Viomichania Epexergasias Chartou, Grecia. Los alimentos secos tienen muchas ventajas en comparación con otros alimentos: costos de transporte más baratos, mayor vida de almacenamiento y facilidad de uso. Se prevé que la demanda de estos alimentos crecerá, alcanzando 148 millones de toneladas a nivel mundial durante 2016. El mercado de los alimentos para bebés secos refleja esta tendencia, ya que los padres han decidido satisfacer los requerimientos de nutrientes de un niño usando alimentos comerciales. Este crecimiento se traduce en una enorme producción de envases y desechos asociados. Ver más…
PATENTES POLIÉSTER POLIÓSTICO DE POLÍMEROS RECICLADOS Y RESIDUOS CORRIENTES Publicado el 02/02/2017 Resinate Materials Group, Inc, EEUU. La presente invención se refiere a
polioles de poliéster hechos de fuentes de poliácidos aromáticos tales como poliésteres termoplásticos. Los polioles se pueden fabricar calentando un poliéster termoplástico tal como tereftalato de polietileno virgen, tereftalato de polietileno reciclado, o mezclas de los mismos, con un glicol para dar un producto intermedio digerido que después se hace reaccionar con un polímero digerible, que se puede obtener de varias corrientes de residuos de reciclaje. Ver más…
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PROCESO PARA LA SELECCIÓN DE CULTIVOS METANOTRÓFICOS PRODUCTORES DE PHB Publicado el 28/02/2013
EEUU. Se proporciona un método de selección para metanótrofos de tipo II que incluye el enriquecimiento de un material de alimentación microbiano usando un biorreactor no estéril con una fuente de metano y una fuente de nitrógeno, donde la materia prima microbiana incluye una mezcla de células metanotrópicas Tipo I y Tipo II, Crecimiento de las células metanotrópicas de Tipo I y un crecimiento mejorado de las formas de células metanotróficas de Tipo II. Ver más...
MATERIALES PLÁSTICOS "VERDES" Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN DEL MISMO Publicado el 23/02/2012
Cooper Scott; Fina Technology, Inc.; Khabashesku Olga, EEUU.Las realizaciones de la presente descripción incluyen procedimientos para la producción de materiales plásticos que se producen a partir de una alimentación basada en la biología. En una realización de la presente descripción, un proceso de producción de materiales plásticos que comprende proporcionar una materia prima basada en la biología; Hacer reaccionar la materia prima basada en la biología para formar una materia prima capaz de reacción para formar el material plástico, en el que el material plástico se selecciona entre poliestireno y tereftalato de polietileno (PET). Ver más...
EXTRACCIÓN DE POLIHIDROXIALCANOATOS (PHA), A PARTIR DE BIOMASA OLEAGINOSA Y UTILIZACIÓN DEL DISOLVENTE OBTENIDO PARA LA EXTRACCIÓN DE POLIHIDROXIALCANOATOS (PHA), A PARTIR DE BIOMASA. Publicado el 24/11/2010
Jesús Zorrilla González. Extracción de polihidroxialcanoatos (PHA), a partir de biomasa oleaginosa y utilización del disolvente obtenido para la extracción de polihidroxialcanoatos (PHA), a partir de biomasa.#La presente invención está relacionada con un proceso para separar polihidroxialcanoatos (PHA) en una biomasa oleaginosa que contenga PHA y que comprende las siguientes fases … Ver más…
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TESIS EXPECTATIVAS DEL USO DE ENVASES BIOPLÁSTICOS PARA INCURSIONAR A NUEVOS MERCADOS POR LAS EMPRESAS FRUTÍCOLAS EXPORTADORAS DEL DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE EN BASE AL DESARROLLO SOSTENIBLE EN EL AÑO 2015 Publicado el 01/02/2017
Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, Perú. Actualmente el desecho de residuos plásticos es uno de los problemas ambientales más grandes en el mundo, que afecta a todos los seres vivos del medioambiente. Es por ello que el sector de envases y embalajes se ha preocupado y descubierto nuevas alternativas de plástico a base de recursos renovables y naturales, que son menos contaminantes desde su producción hasta su biodegradación, llamados bioplásticos, los cuales ofrecen muchos beneficios para el medioambiente, las empresas y los consumidores. Ver más…
PRODUCCIÓN DE POLIHIDROXIBUTIRATO A PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES Publicado el 25/05/2010
Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales, Colombia. En esta tesis se estudia la producción de Polihidroxibutirato (PHB) a partir de residuos agroindustriales. El trabajo realizado se expone en cuatro capítulos: En el primer capítulo se hace una exposición sobre generalidades de los polímeros y los impactos ambientales generados por los polímeros sintéticos. De igual forma se ilustran a los biopolímeros como una alternativa de disminución de los impactos ambientales generados por los materiales plásticos. Ver más…
NOTICIAS ESPAÑA CREA BIOPLÁSTICOS A PARTIR DE DESECHOS DE NARANJA Publicado el 27/06/2016
Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IAAC), España. Ya conocemos los plásticos más comunes en impresión 3D, incluso hemos escuchado el desarrollo de filamentos a base de cerveza o de corcho, pero en esta ocasión el Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IAAC) ha ido más allá, desarrolló un proyecto para crear bioplásticos a partir de compuestos orgánicos que puedan biodegradarse. Ver más…
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BIOPLÁSTICOS A PARTIR DE RESIDUOS DE LA UVAS EMPAQUETADAS – BIOGRAPPA Publicado el 01/06/2016
University of Bologna, Italia. La aceptación social bioplástica está avanzando y mejorando, sin embargo, los bioplásticos aún están en las primeras etapas del desarrollo del mercado y sólo serán considerados como una alternativa si el costo, el desempeño o las regulaciones lo permiten. El objetivo de este proyecto es llevar a cabo una encuesta de mercado, un análisis de la demanda y, a partir de sus resultados, un análisis técnico y económico del concepto utilizando subproductos del procesamiento de la uva. Ver más…
AZÚCARES DE AGUAS RESIDUALES PARA BIOENVASES DE ZUMOS Publicado el 19/04/2016
AINIA, España. El primer prototipo de envase hecho con un material bioplástico ya es una realidad. Se obtiene a partir de la utilización del 30 % de los azúcares presentes en las aguas residuales de la industria de zumos. Se ha desarrollado gracias a un proyecto internacional coordinado por Ainia Centro Tecnológico de Valencia. Ver más…
DESCIFRAR EL POTENCIAL QUÍMICO DE LOS RESIDUOS DE VINO Publicado el 20/10/2015
Real Sociedad de Quimica, Reino Unido. Los científicos italianos han ideado una biorrefinería innovadora y económicamente factible que puede exprimir más productos químicos fuera de las montañas de los residuos de uva producidos durante la producción de vino. Llevar un vaso a Lorenzo Bertin y colegas de la Universidad de Bolonia, que han desarrollado una biorefinería multiuso que no sólo produce polifenoles, sino también ácidos grasos, biopolímeros y biometano. Ver más…
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PLÁSTICO BIODEGRADABLE HECHO DE CÁSCARAS DE NARANJA Publicado el 05/09/2014
Universidad de York, Estados Unidos. El plástico es una de los peores residuos que existen porque tarda muchísimo tiempo en degradarse, acumulándose en los vertederos y contaminando nuestros ríos, mares y océanos, produciendo una catástrofe ambiental planetaria, formando verdaderas islas de basura. Una alternativa al plástico convencional puede ser la sustitución del plástico proveniente del petróleo por bioplásticos realizador con productos naturales, como la técnica de hacer bioplástico con la piel de la naranja, desarrollada por James Clark, profesor de biología en la Universidad de York. Ver más…
MERCADO ¿QUÉ MARCO REGULADOR EXISTE PARA LOS BIOPLÁSTICOS A NIVEL DE LA UE Y QUÉ INICIATIVAS ESTÁN EN MARCHA? Publicado el 02/03/2016 European bioplastics, EU. En contraste con las áreas de biocombustibles y energías renovables, actualmente no existe un marco de acción a nivel de la UE para apoyar el uso material de materias primas renovables. La EUBP acogerá con gran satisfacción el desarrollo de un marco político integrado para coordinar tanto el material como el uso de los recursos renovables para la energía en la UE. Por lo tanto, se deben desarrollar cascadas de uso inteligente para promover el uso más eficiente de los recursos. Las cascadas de uso agregan al valor económico y ecológico de los productos. Europa tendrá dificultades para competir a nivel mundial sin la suficiente creación de valor económico y tecnológico.
Ver más…
PREGUNTAS FRECUENTES SOBRE LOS BIOPLÁSTICOS Publicado en Marzo 2016
European bioplastics, UE. ¿Cuáles son las ventajas de los productos bioplásticos? Los plásticos de base biológica ayudan a reducir la dependencia de los recursos fósiles limitados, que se espera que sean significativamente más caros en las próximas décadas. Los recursos fósiles agotados lentamente se están sustituyendo gradualmente por recursos renovables (en la actualidad predominan los cultivos anuales, como el maíz y la remolacha azucarera, o cultivos perennes, como la yuca y la caña de azúcar). Ver más…
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ANÁLISIS CUANTITATIVO En el apartado anterior se detallaron novedades informativas relevantes (Publicaciones Científicas y Artículos Técnicos, Proyectos, Patentes, Tesis, Noticias y Mercado) surgidas en los últimos años en diferentes países, respecto de la temática de este informe, con el objetivo de contextualizar y mostrar la evolución de la misma. Como resultado de las búsquedas realizadas se ha tomado una muestra 56 novedades relevantes, los cuales describen diferentes miradas sobre los bioplásticos, a partir de desechos agroindustriales en Latinoamérica y el mundo. Dentro de estos resultados se encontraron diferentes países, de los cuales se pueden enumerar los siguientes: Figura 1: Principales países que sobresalen en autoría de información sobre bioplásticos
GRECIA 2%
Reino Unido 2%
Suiza 2%
Colombia Perú 2% 2% México 4%
Brasil 2%
España 11% UE Inglaterra 5% 4% Alemania 5%
Chile 4% Corea 2%
Italia 2%
EEUU 52%
Argentina 2%
México
España
UE
Inglaterra
Alemania
Italia
Argentina
EEUU
Corea
Chile
Brasil
Suiza
Reino Unido
Colombia
Perú
GRECIA
Fuente: Elaboración propia.
De acuerdo al gráfico, se puede advertir que la gestión de los residuos se ha convertido en el mundo, no solo en una oportunidad de negocio, dadas las necesidades de cada país, sino también en un problema medio ambiental que debe ser abordado cuanto antes. Los resultados obtenidos, permiten mostrar que existe gran cantidad de países con retos planteados en el mundo para aprovechar la generación de bioplásticos a partir de desechos agroindustrial y con ello de también hacer frente al complejo problema de los residuos.
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Figura 2: Tipo de categorías de información
11%
5% 4%3% 4% 20%
5%
48%
ARTICULO CIENTIFICO
MERCADO
PATENTES
PROYECTO
PUBLICACIONES
REVISTAS
TESIS Fuente: Elaboración propia.
Del análisis de la muestra de información relevada, se puede apreciar que existe un 48% de patentes . Además, pudimos visualizar un aumento significativo del interés en la temática a nivel mundial en los últimos años, a partir de las necesidades y demanda que existen a nivel económico y tecnológico. Finalmente, el Perú ocupa el cuarto lugar en producción de cítricos a nivel de hemisferio sur, detrás de Brasil, Sudáfrica y Argentina, dentro de los cítricos el cultivo más importante en nuestro país es el de mandarinas, existiendo tres regiones donde se producen estos en mayor cantidad: Lima, Ica y Junín. Las exportaciones peruanas de cítricos llegaron a 115 mil 123 toneladas métricas (TM) en el 2015, es decir, casi 300% más respecto a los resultados obtenidos 10 años atrás, cuando eran de 30 mil 067 TM. La producción e industrialización de cítricos supone la acumulación de grandes cantidades de cascaras (50% del peso del fruto) con el consiguiente problema medioambiental que generan estos excedentes, y que en el caso de la cascara han tenido tradicionalmente un aprovechamiento industrial de escasa rentabilidad. Este subproducto, la cascara de cítricos, tiene a la vez una composición, tanto desde el punto de vista cualitativo como cuantitativo, especialmente en los sistemas de producción agraria ecológicos que garantizan la inexistencia de residuos en el producto. La adecuada utilización de los residuos del procesamiento de uva y cítricos, permiten incrementar el valor agregado de las mencionadas frutas, mejorar los ingresos de las empresas y mejorar el empleo tanto en cantidad como en calidad.
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CONCLUSIONES Actualmente la mayoría de las películas de plástico se basan en polietilenos, representando el polietileno de baja densidad una sexta parte del consumo total de plástico en la UE. Los principales usos de las películas de plástico son las películas impresas para envasado automático, las películas retráctiles para envolturas, las películas para uso en agricultura y horticultura (invernaderos, sustratos inertes), películas para la construcción, bolsas para consumidores, bolsas de basura, sacos resistentes, y películas para una amplia gama de aplicaciones técnicas, como cintas magnéticas, tarjetas de crédito, estampado de láminas en caliente, cables, aislamiento de motores, películas para proteger muebles y para oficinas. Los usos en agricultura constituyen el 3% del consumo total de plástico en Europa. En los últimos 20 años las películas de plástico para cubrir invernaderos han experimentado una innovación y un crecimiento espectaculares. A pesar del creciente número de investigaciones e invenciones destinadas a desarrollar procesos más eficientes para hacer más rentable el uso de los bioplásticos, la tecnología de los polímeros biodegradables que ha sido desarrollada hasta hoy puede ofrecer sólo una gama limitada de materiales, razón principal por la que EE.UU. y Japón se están centrando en el desarrollo tecnológico de los polímeros biodegradables, con el fin de ampliar la gama de estos polímeros que puedan cumplir los requisitos de tratamiento y de propiedades para muchas aplicaciones en las que la biodegradabilidad del material es cuestión primordial, ya existe un prototipo de envase hecho con un material bioplástico el cual fue obtenido a partir de la utilización del 30 % de los azúcares presentes en las aguas residuales que genera la industria de los zumos, incluso se ha comprobado sus cualidades de biodegradabilidad y compostabilidad ya que se probó con una botella hecha con estos materiales donde se demostró que el 60 % del envase se degradó en 9 semanas, versus los 100 años de media que requiere en degradarse un envase fabricado con plásticos convencionales derivados del petróleo. Uno de los principales procesos hallados en esta revisión, se denomina bioproducción (fermentación microbiana) en la que determinadas bacterias transforman los azúcares de las aguas residuales y sintetizan en su interior este tipo de bioplástico, el proceso fermentativo se ha realizado en las aguas residuales de la industria del zumo que ha conseguido transformar los azúcares contenidos en estos residuos en PHB (Polihidroxibutirato), biopoliéster, el cual es necesario indicar que en el mercado ya existen bioplásticos de PHB pero, según las fuentes, es la primera vez que se obtiene a partir del azúcar de aguas residuales de la industria de zumos de frutas. Este bioplástico puede ser de aplicación en varios sectores industriales como la misma industria alimenticia además la cosmética, oftalmología, calzado, componentes informáticos, farmacia o automoción. Otro de los polímeros sobre los cuales se continúa investigando para desarrollar métodos de extracción y purificación más eficiente y que vale la pena resaltar es la producción de una resina plástica usando organismos vivos como bacterias y plantas de cultivo genéticamente manipuladas, que se diseñan para producir polímeros tales como polihidroxialcanoato (PHA); es el PHA es un polímero biodegradable obtenido de los residuos de la industria vitivinícola, especialmente se ha investigado en pieles de uva blanca, un subproducto de la industria del vino, a través de la producción de polihidroxialcanoatos (PHAs) utilizando Cupriavidus necator y Haloferax mediterranei y algunas otras bacterias en respuesta a la limitación de nutrientes y funcionan como moléculas de carbono y de almacenamiento de energía. Tienen una amplia gama de aplicaciones potenciales que van desde reemplazos directos para los plásticos tradicionales en los envases, la industria y la agricultura a nuevos mercados tales como la administración de fármacos, la ingeniería de tejidos . El método más común de producción en la actualidad de PHA es dentro de las bacterias, en particular de la Escherichia coli transgénica, Sin embargo, la producción bacteriana es cara y limita la gama de monómeros que se pueden incorporar. Esto hace que sea difícil ajustar las propiedades físicas a las aplicaciones deseadas. Pero ya se ha estado investigando en la manera de simplificar la purificación del polímero y de ampliar la gama de monómeros potenciales, PHA puede ser producido in vitro. Uno de los métodos de lograr esto en una escala comercial requeriría la producción de grandes cantidades de la enzima polimerasa, PhaCRe. Después de muchas pruebas con diversos materiales, un equipo de investigadores Españoles llego la conclusión de que la piel de naranja es un bioplástico muy prometedor y con una alta resistencia al calor gracias a la celulosa que contiene, además existen numerosas ventajas en el uso de estos materiales: asequible, accesible, de peso VIGILANCIA TECNOLÓGICA E INTELIGENCIA COMPETITIVA
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ligero, no tóxico, rígido / flexible, transparente, sensible al calor , el diseñador / fabricante lo puede controlar, biodegradable, lo interesante de este proyecto es su alto potencial para el cuidado del medio ambiente , ya que permite incorporar materiales existentes de forma natural como desechos alimenticios. Quizás el mayor potencial que se ha encontrado hasta ahora en los cítricos se refiere al limoneno que se comporta como un bloque de construcción para la industria de los polímeros. Los químicos siempre están buscando nuevas formas de unirse a moléculas en largas cadenas de polímero para que puedan ser utilizados en una amplia gama de productos, tales como el polipropileno (una cadena de moléculas de propileno) fibras que utilizamos en alfombras, o polietileno (una cadena de etileno moléculas) para la fabricación de botellas de plástico. Esto es algo realmente prometedor, ya que la industria de los cítricos para obtener zumo de estas frutas utiliza procesos altamente ineficientes y derrochadores, con casi el 50% de la fruta tirada, desechada. La reutilización de toda esta biomasa es una oportunidad real. Lo que hace al limoneno muy útil es gracias a su naturaleza, es un hidrocarburo simple, que comparte muchas similitudes con los productos químicos que obtenemos a partir de combustibles fósiles, tales como su naturaleza líquida y el punto de ebullición. Por lo tanto la tecnología que utilizamos actualmente en materias primas petroquímicas se puede utilizar directamente en limoneno para convertirlo en productos útiles, algunos de los métodos de extracción actuales se basan en la destilación, pasando vapor a través de los residuos sólidos y simplemente recoger el aceite resultante. Sin embargo, recientemente, investigadores de la Universidad de York comenzaron a investigar técnicas de extracción de microondas como una alternativa más ecológica, en el equipo simplemente se coloca la cáscara de naranja y un disolvente orgánico en un horno de microondas y se calienta durante 30 minutos. Dentro de la cáscara, las moléculas de agua comienzan a hervir, la ruptura de las células y permitiendo que el limoneno para lixiviar. Los resultados son favorables; el proceso es mucho más rápido, menos intensivo en energía, produce una mejor calidad de limoneno y con un rendimiento dos veces mejor que los métodos convencionales. Otro ejemplo del gran avance en el desarrollo de nuevas alternativas al uso de plásticos convencionales se encuentra en Alemania, donde un grupo de investigadores han producido una familia de nuevos plásticos de poliuretano con limoneno teóricamente en el centro de sus moléculas. Las propiedades y la dureza de estos materiales podrían ser ajustadas fácilmente para hacer una amplia gama de productos para el hogar. Es en este mismo país donde un grupo de investigadores de la universidad Bayreuth investigaron las propiedades de la cascara de la naranja obteniendo grandes resultados que fueron publicados en la revista científica Nature. Communications, en la que explican que su proyecto denominado PlimC PLimC es un policarbonato que resulta de una síntesis del óxido de limoneno y el dióxido de carbono. Esto garantiza que los nuevos envases desarrollados en base a este nuevo material no contengan la sustancia peligrosa Bisfenol A, PLimC es duro, extremadamente resistente al calor, transparente y es por lo tanto particularmente muy adaptable para desarrollar materiales de revestimiento este material también tiene propiedades antimicrobianas, estos polímeros son capaces de prevenir la adsorción de E. Coli. Entonces significa que estos materiales pueden ayudar a disminuir el riesgo de infección, por ejemplo en los hospitales. También se espera que dichos polímeros contribuyan a la producción de implantes plásticos con un riesgo muy bajo de infección. Luego de esta compleja revisión científica y tecnológica entendemos que los sustratos convencionales utilizados para la producción de PHB y PHA son azucares como glucosa, fructosa, sacarosa, ácido propiónico, azúcares de maíz, entre otros, los cuales son costosos en una escala industrial lo que hace que el costo por materia prima pueda representar hasta el 50% de los costos totales de producción del PHB, pero también entendemos que si es posible producir PHB de una forma económica a partir de glicerol por ejemplo. Esto significa entonces un punto de partida para futuras investigaciones en este campo, ya que esto nos da las pautas para continuar investigando sobre la mejora del proceso extractivo y de purificación, continuar utilizando desechos de los diferentes procesos de la de industria alimentaria, también es posible que podamos encontrar microorganismos con mejores desempeños y rendimientos para que haga realmente atractivo la extracción de PHB a nivel industrial Una de las necesidades que rápidamente nos llama la atención es la posibilidad de desarrollar un sistema de generación de bioplásticos en el entorno urbano con la creación de puntos de recogida o acopio de residuos de alimentos acoplado a un sistema de clasificación, algo así como hacer bioplástico a la carta en función de las VIGILANCIA TECNOLÓGICA E INTELIGENCIA COMPETITIVA
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necesidades de los usuarios, e ir directamente de vuelta para su distribución a la comunidad local, lo que reduce la necesidad de transporte, realmente sostenible al parecer, ya que las actividades que se realizan en el ámbito del sector agroindustrial, se encuentran en diferentes condiciones geográficas a nivel nacional, la cual genera un alto costo para el transporte y disposición final de los diferentes residuos por su gran lejanía y accesibilidad a un relleno sanitario y seguridad. Podemos concluir, que la aceptación de polímeros biodegradables probablemente depende de cuatro incógnitas: una sería la respuesta de los consumidores a los costes que hoy día son de 2 a 4 veces más altos que para los polímeros convencionales; o la posible legislación (en particular la concerniente a polímeros hidrosolubles); también el logro de biodegradabilidad total; y por último el desarrollo de una infraestructura para recoger, aceptar y procesar polímeros biodegradables como una opción generalmente disponible para la eliminación de residuos. Los países que actualmente apuestan por el uso de envases bioplásticos son países que tienen conciencia ambiental, algunos ya poseen normas y leyes que establecen los requisitos que estos envases deben tener para ingresar a su país. Estos países se encuentran en gran mayoría en la Unión Europea (Reino Unido, Alemania, Francia, Bélgica y Holanda), además está Canadá, Estados Unidos, y Japón; son ellos quienes ya tienen políticas establecidas para el cumplimiento e ingreso de diversos productos envasados. Sobre el marco regulatorio podemos indicar que en nuestro país, actualmente solo contamos con normativas que mencionan la gestión de residuos sólidos como por ejemplo La ley N° 27314, Ley General de Residuos Sólidos (24.07.04) y su Reglamento Decreto Supremo N° 057-2004-PCM han establecido en el país el marco institucional para la gestión y el manejo de los residuos sólidos que responde a un enfoque integral y sostenible. La presente Ley establece derechos, obligaciones, atribuciones y responsabilidades de la sociedad en su conjunto, para asegurar una gestión y manejo de los residuos sólidos, sanitaria y ambientalmente adecuada, con sujeción a los principios de minimización, prevención de riesgos ambientales y protección de la salud y el bienestar de la persona humana. La Ley 27314 se aplica a las actividades, procesos y operaciones de la gestión y manejo de residuos sólidos, desde la generación hasta su disposición final, incluyendo las distintas fuentes de generación de dichos residuos, en los sectores económicos, sociales y de la población. Asimismo, comprende las actividades de internamiento y tránsito por el territorio nacional de residuos sólidos. No están comprendidos en el ámbito de esta Ley los residuos sólidos de naturaleza radiactiva, cuyo control es de competencia del Instituto Peruano de Energía Nuclear, salvo en lo relativo a su internamiento al país, el cual se rige por lo dispuesto en esta Ley. Con fecha 23-12-2016, se aprobó el Decreto Legislativo N° 1278, Ley de Gestión Integral de Residuos Sólidos, la misma que establece la derogatoria de la Ley N° 27314, Ley General de Residuos, a partir de la entrada en vigencia de su Reglamento. El 14 de noviembre de 2012 se publica el Reglamento del Manejo de los Residuos Sólidos del Sector Agrario Decreto Supremo N° 016-2012-AG cuyo objeto principal es Regular la gestión y manejo de los residuos sólidos generados en el Sector Agrario, en forma sanitaria y ambientalmente adecuada, con sujeción a los principios de prevención y minimización de riesgos ambientales, así como la protección de la salud y el bienestar de la persona humana, contribuyendo al desarrollo sostenible del país, ese mismo día se publica el Reglamento de Gestión Ambiental del Sector Agrario Decreto Supremo N° 019-2012-AG y el Reglamento de Infracciones y Sanciones Ambientales del Sector Agrario mediante Decreto Supremo Nº 017-2012-AG. También podemos señalar que una de las grandes ventajas del uso de los bioplásticos y por lo que también se hace más atractivo su desarrollo, está relacionada con la salud. Su composición, libre de bisfenol A, entre otros aditivos perjudiciales para la salud, hace una gran diferencia en este sentido. Tradicionalmente debido al inadecuado manejo de los residuos generados por las empresas del sector agroindustrial se generan conflictos socio ambientales con las poblaciones aledañas. Es entonces que las empresas deberían apostar más por desarrollar estrategias a favor del medioambiente y de los consumidores. Una de estas estrategias puede ser utilizar un tipo de tecnología limpia como son los bioplásticos, lo que permitiría realzar o mejorar su imagen empresarial ya que protege al medioambiente entonces atrae el consumo VIGILANCIA TECNOLÓGICA E INTELIGENCIA COMPETITIVA
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de productos peruanos en otros países. Además si aprovechamos en reutilizar nuestros desechos o residuos estamos valorizando estos materiales que creíamos perdidos, además es importante reconocer que la recolección de los desechos recuperables incide directamente sobre la conservación de los recursos naturales y el ahorro energético. Creemos importante mencionar que un evento importante tendrá lugar en Mons (Bélgica) del 11 al 13 de septiembre del 2017, la VI conferencia Internacional sobre Polímeros Biodegradables y Biocombustibles (BIOPOL-2017). La conferencia tiene como objetivo proporcionar un foro para investigadores, estudiantes y empresas de todo el mundo para intercambiar ideas y opiniones actualizadas sobre la investigación actual y las nuevas aplicaciones de biopolímeros y biocompuestos. Entre las principales instituciones o asociaciones que realizan investigaciones relacionadas a la generación de bioplásticos tenemos:
La asociación de la industria Bioplástico (IBAW).
Corporación tecnológica de Andalucía.
Centro de estudios de Bioseguridad S.L. (CEBE).
Asociación Peruana de la Industria Plástica (APIPLAST).
Consejo Argentino para la información y el desarrollo de la biotecnología (ARGENBIO).
Innovar para crecer - México.
Cabe mencionar que Roderburg procesadora de papa en Alemania, la empresa Mars y el fabricante de películas plásticas, Tghleef Industries (Ti); fueron los ganadores de año 2016 del Global Bioplastics Award. El proyecto ganador, una biopelícula para envolturas de dulces, cubrió toda la cadena de valor del procesamiento de material para envasado de alimentos, desde la producción de resina bioplástica a través de extrusión y extensión de películas plásticas para los envases de alimentos de Mars. Los productos son comercializados en los Países bajos, Francia y Alemania durante el 2015.-
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