Biofabricación:cómo la biología está impulsando la fabricación hacia el futuro

La biofabricación es una de las tecnologías más intrigantes en auge en la actualidad, entre otras cosas porque presenta una pequeña paradoja:la biofabricación está impulsando avances tecnológicos increíbles y sin precedentes. Todo esto es impulsado por herramientas basadas en la naturaleza como la fermentación, las enzimas y los microorganismos, algunos de los procesos más antiguos y elementales que conocemos.

La fabricación biotecnológica utiliza estos procesos en lugar de los procesos sintéticos tradicionales que consumen mucha energía que se utilizan para crear productos que incluyen plástico, caucho, nailon, etc. En el resto de esta pieza, veremos el proceso de biofabricación con más detalle, incluidos los específicos. funciones de fabricación e industrias que puede afectar, así como los beneficios de la fabricación biotecnológica.

Una mirada más cercana:detalles del proceso de biofabricación

La biofabricación se basa en procesos y reacciones que ocurren naturalmente para producir un resultado, como un material, producto o químico, por nombrar algunos, que normalmente se produciría a través de un proceso sintético. En un sentido amplio, casi toda la fabricación se basa en el uso de energía, como el calor, para cambiar la forma de algo. Reduce enormemente este requerimiento de energía a favor de la producción a través de reacciones naturales.

Increíblemente, el proceso biológico en el que se basa casi toda la biofabricación es bastante común:la fermentación. La fermentación utiliza microorganismos y enzimas naturales para llevar a cabo reacciones. Es la fuente de algunos de nuestros productos alimenticios más difundidos, como el pan y la cerveza. Las funciones y capacidades de la fermentación no han sido un secreto, ya que el proceso se ha utilizado durante miles de años.

Sin embargo, a medida que los fabricantes buscan formas de aumentar los márgenes, impulsar la sostenibilidad e innovar en la productividad, los investigadores e ingenieros han identificado formas nuevas y creativas de utilizar la fermentación para la fabricación.

Algunos de los procesos en los que puede participar la biofabricación son los siguientes:

• Producción de materias primas, incluidos plásticos, papel y textiles
• Producción química, usando fermentación para desarrollar jabones, detergentes y más
• Producción de energía, generando energía a partir de biomasa
• Fortificación y mejora de los alimentos mediante procesos naturales en lugar de aditivos y conservantes

En la siguiente sección, tomaremos una visión más amplia de las industrias que se ven afectadas por estas funciones.

Biofabricación en todos los sectores

Sobre la base de los ejemplos descritos anteriormente, la biofabricación ya está afectando a una amplia gama de industrias; ese impacto está bien posicionado para expandirse.

Algunas de estas industrias incluyen:

• Edificación y construcción: Más allá de los ejemplos de fermentación descritos anteriormente, se utiliza en la industria de la construcción de dos formas principales:
  • Biocementación: Utiliza microorganismos para fortalecer el cemento
  • Biorremediación: Utiliza microorganismos para descomponer sustancias tóxicas en aquellas que son seguras de eliminar

• Electrónica: Presenta interesantes posibilidades en la fabricación de componentes electrónicos, incluidos circuitos impresos flexibles y sensores táctiles, así como componentes de carcasa internos y externos. La biotecnología es capaz de producir circuitos y materiales plásticos flexibles, delgados como el papel, a una fracción del costo energético de los materiales tradicionales, lo que impulsa importantes innovaciones en la fabricación de productos electrónicos.
• Productos de consumo: Se utiliza para producir todo tipo de bienes de consumo, por ejemplo, productos de belleza, productos y componentes de plástico, nailon, textiles, papel y más. El uso de procesos biotecnológicos en estos campos puede generar importantes beneficios en la reducción de costos y desechos.
• Fabricación de alimentos: La base del proceso de fermentación (reacción de enzimas y microorganismos) ha encontrado un conjunto de usos en constante expansión en la fabricación de alimentos. Esto incluye:
  • Fortalecimiento con vitaminas y aminoácidos
  • Modificaciones para mejorar la digestión
  • Antimicrobianos que pueden extender la vida útil y la seguridad de los productos alimenticios sin conservantes artificiales
• Farmacéutico: Los campos farmacéutico y médico son ideales para la biotecnología. La industria ha respondido con numerosas aplicaciones, como la producción de medicamentos y vacunas, antibacterianos y producción controlada de moléculas bajo demanda. Quizás lo más emocionante es el potencial de producir tejidos bajo demanda e incluso órganos a través de un proceso similar a la "impresión 3D", creando ajustes personalizados perfectos para pacientes individuales.

Beneficios de la biofabricación

Para concluir, exploraremos algunos de los principales beneficios que ofrece la biofabricación, ahora y en el futuro:

• Reducción del uso de energía: Como se menciona a lo largo de este artículo, la biofabricación reemplaza los procesos que consumen mucha energía con procesos que ocurren naturalmente que a menudo requieren solo luz solar y un ambiente controlado para iniciarse. Los procesos como la biofabricación continua, donde los procesos ocurren de manera continua después de una catalización inicial, aumentan aún más la energía con un mínimo de monitoreo. El menor uso y costos de energía benefician al medio ambiente, así como a los fabricantes y consumidores.
• Mayor innovación: Los avances que estamos viendo representan nuevas y emocionantes fronteras, en todas partes, desde la electrónica en nuestros bolsillos hasta los desarrollos médicos que pueden tener un impacto en la salud pública del mundo. Las posibilidades de esta tecnología, junto con el uso mínimo de energía requerido para la investigación y las pruebas, brindan a nuestras mejores mentes el punto de partida ideal para innovar en numerosas industrias y usos.
• Sostenibilidad: Además de un menor uso de energía, los materiales y productos creados a través de la biotecnología son más fáciles y seguros de reciclar y desechar. La sostenibilidad a largo plazo de la biofabricación puede resolver muchos de los problemas actuales de eliminación de desechos y material tóxico.

La biofabricación es verdaderamente uno de los desarrollos más interesantes en la fabricación actual, con sus múltiples usos y beneficios evidentes. Solo está listo para seguir avanzando.