Exoesqueletos de moluscos como biomaterial: el proyecto que promueve la economía circular en la acuicultura chilena

Un equipo multidisciplinario de biólogos marinos e ingenieros de la Universidad Santo Tomás (UST), Adolfo Ibáñez, Andrés Bello y Universidad de Santiago lleva adelante el proyecto CarboNatLab, que busca, entre otros objetivos, desarrollar innovaciones tecnológicas a partir de exoesqueletos -o conchas- de moluscos y darles usos en diferentes áreas.

El estudio surgió cuando el grupo de académicos, liderado por el ecólogo marino y director del Centro de Investigación e Innovación para el Cambio Climático (CiiCC) UST, Dr. Nelson Lagos, se planteó el desafío de estudiar la composición biomineralógica de conchas marinas, para luego verificar sus atributos biomecánicos, desarrollando tecnología ecosustentable de alto valor. Luego, en 2017 se adjudicaron fondos en el marco del Programa Anillos de Investigación en Ciencia y Tecnología del Programa de Investigación Asociativa de la CONICYT. El proyecto lleva un año de trabajo y en él confluyen tres disciplinas: la biomecánica, la biominerilización y la ecofisiología.

Proyecto amigable con el medio ambiente

El Dr. Lagos explica que la investigación les permitirá potenciar una economía circular, por ejemplo, de la acuicultura de ostiones reutilizando este biomaterial de descarte como materia prima para reemplazar diversos productos, algunos de ellos usados en el rubro de la construcción. “La idea es que este biomaterial no sea eliminado en vertederos, sino reciclado”, agrega.

¿Cómo se explica esto? Los exoesqueletos de los distintos moluscos que habitan en nuestra amplia costa funcionan como armaduras protectoras frente a sus depredadores. Gracias a su alto nivel de carbonato de calcio son considerados un biomaterial de gran utilidad por su resistencia y dureza, con características similares al cemento o el plástico, pero sin los altos índices de contaminación asociados. Otras características relevantes de estas biocerámicas es que podrían actuar como un aislante eléctrico y térmico, lo que suma nuevas potencialidades para su uso en diferentes sectores productivos.

En ese sentido, señala el investigador, al darle un uso a un desecho se cierra un ciclo de producción acuícola en el cual reduce significativamente sus residuos y externalidades, aminorando también el impacto sobre el ambiente.

“Buscamos oportunidades de innovación tecnológica que permitan fortalecer las perspectivas de sostenibilidad social, ambiental y económica en distintos sectores de Chile, lo cual es un reto en el marco de los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) comprometidos por Chile en la agenda 2030”, explica

Chile como laboratorio natural

Otra arista importante de esta investigación es proyectar los desafíos que estos moluscos deberán enfrentar a futuro ante la latente amenaza de la acidificación del océano. Por ello, el estudio abarca gran parte de la costa nacional como laboratorio natural. “El principal objetivo es evaluar las propiedades fisiológicas, mecánicas y minerales de los choritos y otros moluscos que se asientan en las costas rocosas a lo largo de norte, centro y sur de Chile”, señala el ecólogo marino. Una vez estudiado esto, los investigadores podrán dar con una línea base sobre lo que podría estar ocurriendo en términos de impacto de la variabilidad ambiental en otros moluscos con propiedades similares en sus exoesqueletos o conchas de carbonato.

Primer año de estudio

A un año de iniciado el proyecto ya hay algunos hallazgos. Integrando estudios previos y nuevos, los científicos han determinado, por ejemplo, que la fisiología del ostión y del choro zapato es bastante estable o resiliente a los cambios ambientales, pero en el caso de los primeros la estructura y morfología de las conchas es más vulnerables, cambiando y deteriorándose en condiciones de agua fría y aumento de la acidificación. “Sin embargo, pareciera que todos esos cambios del biomaterial son para mantener una estabilidad mecánica, ya que siguen siendo resistentes a la fractura”, indica el investigador de la UST.

Para Juan Francisco Vivanco, académico asociado al Centro de Bioingeniería de la Universidad Adolfo Ibáñez e investigador principal del aspecto biomecánico y del desarrollo de tecnologías ecosustentables de CarboNatLab, el proyecto ha sido un desafío fascinante y una oportunidad de realizar trabajo colaborativo y multidisciplinario de gran impacto. “Este año empezó el trabajo con más fuerza y ya hemos tenido algunos logros significativos. Participamos en congresos nacionales e internacionales, estuvimos en la Conferencia Mundial de Biomecánica que se realizó en Irlanda, y ya se están finalizando algunos ensayos científicos para publicar este año. El proceso no ha sido fácil, porque hemos integrado disciplinas con diferentes lenguajes y cruzar información con coherencia entre sí, es complejo”, explica.