Pasar al contenido principal
Logo RECOVER

Proyecto H2020 RECOVER: Desarrollo de simbiosis biótica innovadora para la biodegradación y síntesis de plásticos para resolver los retos al final de su vida útil en las industrias agrícola y alimentaria

  • Tipo Proyecto
  • Estado Completado
  • Ejecución 2020 -2024
  • Presupuesto asignado 5.767.400,72 €
  • Alcance Europeo
  • Comunidad Autónoma Andalucía; Comunitat Valenciana; Madrid, Comunidad de
  • Principal fuente de financiación Horizonte 2020
  • Sitio web del proyecto https://recover-bbi.eu/
Descripción

La transición de la UE hacia una economía más sostenible y circular depende de los esfuerzos por minimizar la generación de residuos. Una economía de los plásticos más circular desempeña un papel clave en esta transición. El proyecto RECOVER, financiado con fondos europeos, tiene como objetivo abordar la acumulación de plásticos agrícolas y de envases no reciclables, así como la contaminación por microplásticos. Aplicará soluciones biotecnológicas, incluida una combinación de microorganismos, enzimas novedosas, lombrices de tierra e insectos para degradar plásticos y transformarlos en productos de valor agregado. Entre sus ambiciosos objetivos, RECOVER desarrollará procesos para la biorremediación de la contaminación por plásticos en suelos y compost y la biotransformación de plásticos convencionales en biofertilizantes y plásticos biodegradables para aplicaciones de envasado agrícola y alimentario. De esta forma, contribuirá a cerrar el círculo en ambos sectores productivos a la vez que se resuelven los retos medioambientales actuales. 

El proyecto RECOVER ha avanzado significativamente en la comprensión y la gestión de los residuos plásticos agroalimentarios, a pesar de encontrar desafíos para lograr la biodegradación completa. Los extensos esfuerzos para degradar el polietileno de baja densidad y otros plásticos revelaron que su naturaleza recalcitrante planteaba obstáculos sustanciales, lo que resultaba en tasas de degradación insuficientes para la viabilidad económica y la sostenibilidad. Aunque los métodos de pretratamiento biológico y mecánico desarrollados no superaron por completo estos desafíos, el proyecto avanzó notablemente en la creación de subproductos innovadores a partir de flujos de residuos. Uno de los principales éxitos del proyecto fue el desarrollo de subproductos prácticos, como biofertilizantes y materiales a base de quitina, que tienen valiosas aplicaciones en la agricultura y el envasado de alimentos. Estos avances ponen de manifiesto el potencial de la reutilización beneficiosa de los materiales de desecho, incluso cuando la biodegradación completa de los plásticos sigue siendo inalcanzable. La capacidad de producir estos subproductos representa un paso significativo hacia prácticas de gestión de residuos más sostenibles. El proyecto también ha logrado avances en el desarrollo y la comercialización de tecnología. 

Se han logrado innovaciones como los sistemas de imágenes hiperespectrales para el seguimiento de residuos y los modelos predictivos para optimizar los procesos de biodegradación. Estos avances, junto con un plan de negocios para la comercialización de las tecnologías, sugieren un potencial para el éxito comercial futuro y el progreso continuo en soluciones efectivas de gestión de residuos. El proyecto RECOVER ha logrado avances notables en el avance de la bioeconomía europea mediante el desarrollo de tecnologías innovadoras para degradar plásticos no reciclables y producir nuevos productos de base biológica. Ha demostrado la viabilidad de lograr la circularidad del plástico mediante la integración de herramientas biotecnológicas innovadoras, lo que da como resultado bioproductos valiosos para aplicaciones de envasado agrícola y de alimentos. 

Estos avances prometen beneficios sociales sustanciales. El proyecto ha creado 21 puestos de trabajo directos y 12 indirectos en diversos ámbitos. Desde el punto de vista ambiental, RECOVER ha contribuido a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a través de la producción de biofertilizantes a partir de residuos, ha reducido el uso de la tierra con biopolímeros a base de quitina y ha mejorado la salud del suelo. Sus esfuerzos también apoyan la biodiversidad y las prácticas agrícolas sostenibles. Además, el proyecto ha abordado los retos políticos abogando por definiciones y requisitos más claros para los excrementos de insectos en los fertilizantes en virtud de la normativa de la UE, aunque se necesitan más aclaraciones para una integración completa en el mercado.

Descripción de actividades

El proyecto RECOVER aborda los retos de los residuos plásticos agroalimentarios a través de soluciones biotecnológicas innovadoras. Los esfuerzos se dedicaron a identificar los tipos de plásticos de residuos agroalimentarios y a desarrollar enfoques logísticos para su gestión. Se seleccionaron cuatro polímeros objetivo: poliestireno (PS), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) y tereftalato de polietileno (PET), para su degradación y conversión. Se estableció un sistema eficiente de imágenes hiperespectrales para la clasificación de estos plásticos. Se identificaron organismos y enzimas candidatos para la biodegradación, lo que llevó al descubrimiento de cuatro consorcios microbianos capaces de utilizar varios plásticos, en particular LLDPE/LDPE, y al desarrollo de dos nuevas enzimas con una actividad significativa en el LLDPE. 

Además, se exploró el uso de lombrices de tierra para la biorremediación del suelo y el vermicompostaje, e insectos para la ingestión de plástico, iniciando la ampliación de estas soluciones. Se mejoró el escalamiento de las formulaciones de las herramientas biotecnológicas seleccionadas y se definieron protocolos para su aplicación combinada a escala piloto. Estas herramientas se probaron tanto ex-situ (compostaje/vermicompostaje y cultivo de insectos) como in-situ (biorremediación de suelos) para la degradación y conversión de residuos plásticos agroalimentarios. Se desarrollaron productos posteriores de valor añadido, como biofertilizantes y materiales a base de quitina. Estos esfuerzos fueron respaldados por análisis tecno-económicos, evaluaciones de riesgos y sociales, y la propuesta de un plan logístico preliminar para implementar la cadena de valor de RECOVER en un área rural. 

A pesar de las pruebas exhaustivas, no se logró la degradación completa de los plásticos de los residuos agroalimentarios, especialmente el LDPE. Los ajustes a los protocolos de biodegradación no arrojaron resultados efectivos en la degradación completa, aunque se confirmó que los plásticos podían ser modificados químicamente y romperse en pedazos más pequeños por gusanos e insectos asistidos por microorganismos. Se desarrolló un modelo predictivo para simular la biodegradación en diversas condiciones. Los subproductos de los procesos de biodegradación se utilizaron para crear biofertilizantes y productos a base de quitina, como recubrimientos de mantillo y películas de envasado de alimentos. Estos productos demostraron ser eficaces para prolongar la vida útil, controlar los patógenos de las plantas y promover microorganismos beneficiosos en los cultivos. Para mejorar la visibilidad y el impacto del proyecto RECOVER, se implementaron medidas integrales de comunicación y difusión. Esto incluyó una campaña de comunicación utilizando el sitio web del proyecto, las redes sociales, comunicados de prensa y la participación en eventos. Los resultados del proyecto se compartieron a través de 23 publicaciones científicas y varios talleres y conferencias. 

Además, el proyecto buscó apoyo externo de Horizon Results Booster para dos servicios: mejorar las estrategias de explotación de los resultados clave, incluidas las imágenes hiperespectrales, los modelos predictivos de biodegradación y los biofertilizantes, y desarrollar un plan de negocios para avanzar en el sistema de imágenes hiperespectrales hacia la preparación para el mercado.

Descripción contextual

El proyecto RECOVER aborda el problema crítico de la contaminación por plásticos, en particular de los sectores agrícola y de envases de alimentos, que contribuyen significativamente al problema mundial de los residuos plásticos. 

Actualmente, solo una pequeña parte de estos residuos se recicla, mientras que la mayoría se incinera, se deposita en vertederos o se libera al medio ambiente. La heterogeneidad y la contaminación de los residuos de envases de alimentos dificultan el reciclaje con las tecnologías existentes, lo que requiere soluciones innovadoras para cerrar el ciclo de los materiales plásticos. Para hacer frente a este reto, RECOVER desarrolla herramientas biotecnológicas que utilizan enzimas y organismos, como microorganismos, lombrices de tierra e insectos, para degradar los residuos plásticos y convertirlos en biofertilizantes y bioplásticos. Estas herramientas se prueban en condiciones reales para garantizar que se puedan aplicar de manera efectiva en granjas y municipios, promoviendo una economía circular. Al centrarse en la degradación y transformación de plásticos no reciclables, el proyecto busca reducir la contaminación ambiental y apoyar las prácticas agrícolas y de embalaje sostenibles. 

El proyecto RECOVER demostró avances significativos en el tratamiento de los residuos plásticos agroalimentarios a través de soluciones biotecnológicas. Mediante la identificación de organismos y enzimas para la biodegradación y el desarrollo de sistemas de clasificación, el proyecto sienta las bases para una gestión innovadora de los residuos plásticos. Si bien la degradación completa de ciertos plásticos sigue siendo un desafío, el proyecto demostró con éxito que pueden modificarse y romperse en pedazos más pequeños y transformarse en subproductos valiosos. 

Estos subproductos, incluidos biofertilizantes y materiales a base de quitina, como macetas, paquetes de alimentos y películas de acolchado. A pesar de algunas limitaciones, el proyecto RECOVER proporciona un camino hacia prácticas de gestión de residuos plásticos más sostenibles y eficaces.

Objetivos

RECOVER es una propuesta disruptiva de RIA, basada en la necesidad real de resolver la contaminación de los campos agrícolas con agroplásticos no biodegradables, así como de mejorar la gestión de residuos municipales mediante la reducción drástica de la fracción de envases que se destina a sistemas de gestión de residuos no sostenibles. Pretendemos alcanzar nuestros ambiciosos objetivos aplicando soluciones biotecnológicas que incluyan bioprocesos simbióticos entre microorganismos de alto rendimiento previamente descritos, mediante sistemas microbióticos transmitidos por diversas especies de insectos. 

De hecho, una de las principales innovaciones de nuestra propuesta es la combinación de microorganismos endógenos y exógenos y su inoculación en insectos. Esto permitirá alcanzar mayores niveles de biodegradación y, simultáneamente, la conversión directa de residuos plásticos agroalimentarios en subproductos de insectos como la quitina, que puede convertirse en quitosano (de gran valor como materia prima para bioplásticos y otras aplicaciones industriales interesantes gracias a su actividad antimicrobiana). Este material se utilizará en envases activos, películas de acolchado mejoradas y biofertilizantes. RECOVER contribuirá a proporcionar nuevas soluciones biotecnológicas mediante el uso de microorganismos, enzimas e insectos para degradar los residuos de envases plásticos convencionales y películas agrícolas, además de generar nuevas materias primas para las bioindustrias.

El proceso se optimizará y se realizará ex situ en reactores de compostaje (la vía preferida para plásticos no reciclables procedentes de residuos sólidos urbanos o películas agrícolas de fácil recolección) o in situ en el caso de la biorremediación de la contaminación del suelo, por ejemplo, mediante películas de acolchado, lo que contribuirá a la eliminación a largo plazo de polímeros no biodegradables del medio ambiente. Además, RECOVER puede solucionar la contaminación por microplásticos tanto a nivel de compostaje industrial como de suelo.

Resultados

Las industrias de la agricultura y el envasado de alimentos consumen enormes cantidades de plástico. Encontrar formas de reutilizar este material y reducir los residuos sigue siendo un gran reto. Por ejemplo, alrededor de la mitad de los envases de alimentos usados que acaban en la basura municipal no se pueden reciclar porque contienen restos de comida o son una mezcla de diferentes plásticos. Estos residuos plásticos se destinan a vertederos o incineración y, a menudo, pueden acabar en el suelo. "Las rutas de reciclaje actuales son insuficientes para hacer frente a estos problemas", explica RECUPERAR la coordinadora del proyecto, María López, de la Universidad de Almería en España. "Necesitamos encontrar nuevas soluciones". RECOVER recibió financiación de la Empresa Común para las Bioindustrias, una asociación público-privada entre la UE y la industria. Convertir los residuos plásticos en productos útiles. 

En respuesta a esto, RECOVER ha sido pionera en nuevas formas de convertir los residuos plásticos en productos útiles y eliminar la contaminación plástica existente. Para ello, se emplearon soluciones biológicas. "Nuestras herramientas eran microorganismos, insectos y lombrices de tierra", dice López. "Combinamos sus capacidades naturales para transformar y eliminar el plástico en tres escenarios clave". El primer escenario se centró en el plástico que no se puede reciclar fácilmente. Se probó una combinación de insectos y microorganismos que se sabe que se alimentan y descomponen el plástico. 

Este cóctel biológico se utilizó para descomponer los residuos plásticos, para crear un abanico de nuevas posibilidades. Estiércol de los insectos que se alimentan de plástico conocidos como excremento de insectos se utilizó para la preparación de fertilizantes, mientras que la quitina, un compuesto antimicrobiano extraído de exoesqueletos de insectos, se utilizó para producir envases de alimentos biodegradables. "Este envase de alimentos también puede prolongar la vida útil de los alimentos porque tiene propiedades antimicrobianas", añade López. "Probamos esto en pechuga de pollo en el proyecto". La quitina e incluso partes de los insectos también se utilizaron para producir películas para la agricultura y macetas biodegradables, respectivamente. "La idea es que estas macetas se puedan utilizar junto con el abono producido a partir de excrementos de insectos", explica López. Eliminación de la contaminación de los residuos orgánicos Un segundo escenario analizó los flujos de desechos orgánicos, que a menudo contienen plástico. Esta contaminación puede ser difícil de separar y eliminar, lo que resulta en la contaminación plástica en el compost. 

Para hacer frente a esto, el proyecto utilizó un tipo particular de lombriz de tierra, junto con microorganismos, para eliminar este plástico. "Los microorganismos pueden actuar como probióticos para las lombrices de tierra, ayudándolas a alimentarse del plástico y convertirlo en fertilizante", señala López. "Este compost se puede combinar con los desechos de insectos de nuestro primer escenario para producir un compost de alto valor". El tercer escenario consistía en eliminar la contaminación plástica del suelo, esta vez utilizando una especie diferente de lombriz de tierra. 

El proyecto también analizó formas de controlar y modelizar la contaminación por microplásticos en el suelo y en el compost. Macetas, fertilizantes y envases de alimentos biodegradables Los éxitos clave del proyecto incluyeron el desarrollo de un dispositivo para el control de microplásticos, macetas biodegradables, fertilizantes y películas para el envasado de alimentos. "Todos estos productos están avanzando hacia la comercialización", remarca López. "Sin embargo, eliminar el plástico del suelo resultó ser más desafiante". Esto es algo de lo que López cree que el público debería ser consciente. "Los plásticos están en el medio ambiente, y todavía queda trabajo por hacer aquí", añade. "Nuestro enfoque, sin embargo, podría ser parte de una solución futura".

De hecho, se ha aprendido mucho a través del proyecto RECOVER. "Hay muchas soluciones biológicas que podrían usarse para ayudarnos a alcanzar nuestros objetivos de reciclaje", dice López. "Esta es la punta del iceberg, desde el punto de vista de la biotecnología".

Coordinadores
  • UNIVERSIDAD DE ALMERIA
Colaboradores
  • INGREDIENT ODYSSEY SA
  • NUTRINSECT SRL
  • IDELUX ENVIRONNEMENT
  • CARTON BROS
  • UNIVERSITA DI PISA
  • ASA SPEZIALENZYME GMBH
  • ASOCIACIÓN AGRARIA DE JÓVENES AGRICULTORES
  • NATURPLAS PLASTICOS AGRICOLAS SL
  • HOCHSCHULE ALBSTADT-SIGMARINGEN
  • BRUNEL UNIVERSITY LONDON
  • OWS RESEARCH FOUNDATION PS
  • ENCO SRL
  • UNIVERSIDAD MIGUEL HERNANDEZ DE ELCHE
  • FEMTO ENGINEERING SRL
  • IRIS TECHNOLOGY SOLUTIONS, SOCIEDAD LIMITADA
  • SOCIEDAD ANONIMA AGRICULTORES DE LAVEGA DE VALENCIA