Ejemplos I+D+i (2) ESTO ES UNA PRESENTACION DE DESARROLLO TECNOLOGICO

Tipologías de Proyectos
de I+D+i
 M A I C O L A L E X I S P E R I L L A T R I A N A
 M A U R I C I O A L B E R T O R A M I R E Z C E P E D E S
 C R I S T I A N D A V I D S Á N C H E Z M O N S A L V A
 G I S S E L V A N E S S A V A R Ó N M É N D E Z .

INVESTIGACIÓN BÁSICA 1
ESTUDIO DE NUEVAS MATERIAS PRIMAS PARA LA OBTENCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE
FERMENTACIÓN
Tomado de:https://energiaevoluciona.org/energias-renovables/bioetanol/como-hacer-bioetanol/

¿Qué es la fermentación?
¿Qué deben tener las materias primas para
ser convertidas en azúcares utilizados en la
fermentación de bioetanol?
¿Por qué es una investigación básica?
Los componentes necesarios para realizar la
fermentación alcoholica en la producción de
bioetanol, es necesario analizarlos con el fin de
hacer un estado del arte completo para
posteriormente poder llevarlos a desarrollo
experimental, aún se deben estudiar bien sus
azúcares y componentes presentes en cada
materia prima a utilizar.
Tomado de: https://www.researchgate.net/figure/Materias-primas-rutas-metabolicas-y-procesos-para-la-produccion-de-bioetanol_fig3_267626928
Tomado de: https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=I8lqN5xQx8Y&ab_channel=MarcoAntonio

INVESTIGACIÓN BÁSICA 2
ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE ENZIMAS LIGNOCELULOLÍTICAS
Tomado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Enzima

¿Qué son las
enzimas lignocelulolíticas?
¿Cómo se producen los
biocombustibles a partir de estas
enzimas lignocelulolíticas?
¿Por qué es una investigación básica?
Se necesitan muchos estudios acerca de las
enzimas celulolíticas, exploración profunda de
los fundamentos cientificos acerca de la
descomposición de biomasa lignocelulosa para
generar biocombustibles, entender sus
estructuras moleculares, sus interacciones con
lo demás sustratos y mecánicmos con los
cuales catalizan las reacciones químicas.
Tomado de: https://www.redalyc.org/journal/4455/445558421011/html/
Tomado de: https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Enzima

INVESTIGACIÓN APLICADA1
INVESTIGACIÓN APLICADA: OPTIMIZACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE
CÁSCARAS DE PLÁTANO Y ACEITES USADOS
Tomado de:https://www.elportalinmobiliario.com.mx/cnt-articulos/2017/08/1030_plastico-biodegradable-con-cascara-de-banana.jpg

El objetivo principal de la investigación aplicada es
desarrollar un proceso eficiente y rentable para la
producción de bioetanol, aprovechando al máximo las
características y propiedades de las cáscaras de plátano
y los aceites usados.
A diferencia de la investigación básica que se enfoca en
entender los fundamentos y componentes involucrados
en el proceso, la investigación aplicada busca optimizar y
llevar a cabo de manera efectiva el proceso de
producción de bioetanol utilizando cáscaras de plátano y
aceites usados como materias primas.

Optimización de Procesos: Se realizarán experimentos prácticos para
determinar las mejores técnicas de pretratamiento de las materias
primas, así como las condiciones óptimas de fermentación, como la
concentración de sustratos, el pH y la temperatura.
Desarrollo de Métodos Analíticos: Se implementarán métodos
analíticos para monitorear y controlar el proceso de fermentación en
tiempo real, lo que permitirá ajustes continuos y una mayor eficiencia
en la producción de bioetanol.
Evaluación de Viabilidad Económica y Ambiental: Se llevará a
cabo un análisis detallado de los costos involucrados en el proceso de
producción, así como el impacto ambiental de las operaciones. Esto
permitirá tomar decisiones informadas sobre la viabilidad y la
sostenibilidad del proyecto.
https://www.youtube.com/watch?v=Eojg
XIE5ZgQ

INVESTIGACIÓN APLICADA2
INVESTIGACIÓN APLICADA: DESARROLLO DE PROCESOS DE PRETRATAMIENTO Y
FERMENTACIÓN AVANZADOS PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE CÁSCARAS
DE PLÁTANO Y ACEITES USADOS
Tomado de:https://www.dedietrich.com/sites/default/files/styles/product_master/public/products/blocks/qvf_distillation_condensationsection.png?itok=VPj15Te8

Por que se busca abordar la necesidad actual de
encontrar métodos más eficientes y sostenibles para
la producción de bioetanol. Aprovechando materias
primas renovables como las cáscaras de plátano y los
aceites usados, este enfoque pretende optimizar los
procesos de pretratamiento y fermentación con el fin
de aumentar la conversión de biomasa lignocelulósica
en azúcares fermentables y mejorar las condiciones
de fermentación para lograr un bioetanol de alta
calidad. Esta investigación aplicada tiene el potencial
de contribuir al desarrollo de soluciones innovadoras
y rentables para la producción de biocombustibles, al
mismo tiempo que promueve la utilización de
recursos renovables y aborda preocupaciones
ambientales.
¿Por qué es una investigación aplicada?
https://acmor.org/storage/uploads/1_1658147414.jpg

DESARROLLO EXPERIMENTAL 1
ESTUDIO DE LA OBTENCIÓN DE BIOETANOL A TRAVÉS DE LA FERMENTACIÓN EN BATCH DE LA
CÁSCARA DE MANGO (MANGIFERA INDICA) USANDO COMO INOCULO LA SACCHAROMYCES
CEREVISIAE
Tomado de: https://www.ecologiaverde.com/que-es-el-bioetanol-y-para-que-sirve-1147.html

¿Qué es el bioetanol?
¿Cómo se produce el bioetanol a
partir de la cáscara de mango con
saccharomyces cerivisae?
¿Por qué es desarrollo experimental?
La cáscara de mango para producir bioetanol
implica desarrollo experimental ya que es
una nueva materia prima en la cual hay que
analizar diferentes aspectos como su
rendimiento, entendimiento de las cinéticas de
reacción que tiene su fermentación, la
caracterización de sus subproductos, etc.
Tomado de: https://www.bauhaus.es/consejos/sanitarios-calefaccion/estufas-de-bioetanol-tipos-y-cual-elegir
Tomado de: https://slideplayer.es/slide/14298752/

DESARROLLO EXPERIMENTAL 2
PRODUCCIÓN DE CATALIZADOR A PARTIR DE CÁSCARA DE NARANJA
Tomado de: https://www.semana.com/vida-moderna/articulo/los-beneficios-para-el-cuerpo-de-consumir-te-de-cascara-de-naranja/202308/

¿Qué es un catalizador?
¿Cómo se produce el biodiesel a
partir de la cáscara de una naranja?
¿Por qué es desarrollo experimental?
El desarrollo de un nuevo catalizador para
producir biocombustibles, necesita pruebas de
laboratorio para poder analizar su rendimiento
y cómo se comporta frente a diferentes
sustancias necesarias para producir
biocombutibles que es el producto final.
Tomado de: https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=nA7Yq1xdWKo&ab_channel=ACiertaCiencia
Tomado de: https://www.quimitube.com/videos/catalizador-mecanismo-accion/

DESARROLLO TECNOLÓGICO 1
Implementación de un Sistema de Recolección y Pretratamiento Automatizado para Materias
Primas de Biocombustibles
https://www.aop.es/wp-content/uploads/2021/05/captura-de-pantalla-2021-05-17-a-las-17.17.42.png

Implementación de un Sistema de Recolección y Pretratamiento Automatizado para Materias
Primas de Biocombustibles
La implementación de un sistema de recolección y
pretratamiento automatizado para materias primas de
biocombustibles busca modernizar y optimizar los procesos de
obtención de materiales como cáscaras de plátano y aceites
usados. Automatizar estas etapas no solo reduce costos y
tiempos de producción, sino que también mejora la precisión y
control, promoviendo una producción más consistente y
sostenible de biocombustibles. Este enfoque tecnológico tiene el
potencial de transformar la industria, haciendo que sea más
eficiente, rentable y respetuosa con el medio ambiente.

Diseño y Optimización de Reactores de Fermentación para la Producción Eficiente de Bioetanol
https://www.youtube.com/watch?v=9ZSTGf2drbY&t=1s

Diseño y Optimización de Reactores de Fermentación para la Producción Eficiente de Bioetanol
Esto es fundamental para mejorar los procesos de producción de
biocombustibles. Estos reactores permiten controlar las
condiciones de fermentación y maximizar la conversión de
sustratos en bioetanol, lo que resulta en una mayor eficiencia,
reducción de costos y mejora en la calidad del producto final. Su
desarrollo y optimización son esenciales para adaptar el proceso
a diferentes materias primas y condiciones, asegurando la
viabilidad y sostenibilidad de la producción a escala industrial.

INNOVACIÓN DE PRODUCTO
Los componentes electrónicos que se degradan por completo después de un período
definido de funcionamiento en un entorno biológico abren nuevas aplicaciones y formas de
reducir la huella ecológica. Un nuevo campo de aplicación son los implantes médicos
activos, que son reabsorbidos por el tejido al final de su vida funcional, ahorrando así al
paciente un segundo procedimiento quirúrgico.
En el marco del proyecto conjunto interno bioElektron (Biodegradable Electronics for
Active Implants, la Fraunhofer Gesellschaft e.V. desarrolla los componentes esenciales
para componentes electrónicos biodegradables que pueden utilizarse, por ejemplo, en un
implante. Esto se aplica en particular a
Pistas conductoras biodegradables
• Contactos de electrodos biodegradables
• Transistores y circuitos biodegradables de película delgada
• Capas de barrera biodegradables como barreras de agua y gas
• Capas de aislamiento eléctrico
Financiado en el marco de los Programas Internos de la Fraunhofer-Gesellschaft
Número de subvención MAVO 831 301)
bioElektron – Electrónica biodegradable para implantes activos

PUBLICACIONES
• Implantes médicos biodegradables - National Geographic en Español (ngenespanol.com)
• Fraunhofer investigará la electrónica biodegradable para implantes activos | Actualidad informática (marisolcollazos.es)
• A Physically Transient Form of Silicon Electronics | Science
El proyecto comenzó en 2008, con una combinación de electrónicos flexibles
hechos de silicona y seda biocompatible
Empresas / Entidades
•Instituto Fraunhofer de Electrónica Orgánica, Tecnología de Haces de Electrones y Plasma FEP
•Instituto Fraunhofer de Nano Sistemas Electrónicos ENAS
•Instituto Fraunhofer de Ingeniería Biomédica IBMT
•Instituto Fraunhofer para la Investigación de Silicatos ISC
•Grupo del Proyecto Fraunhofer sobre Reciclaje de Materiales y Estrategia de Recursos IWKS
REFERENCIAS
Bettinger C. J., Bao Z., Organic thin-film transistors fabricated on resorbable biomaterial substrates. Adv. Mater. 22, 651 (2010).
Irimia-Vladu M., et al., Biocompatible and biodegradable materials for organic field-effect transistors. Adv. Funct. Mater. 20, 4069 (2010).
Legnani C., et al., Bacterial cellulose membrane as flexible substrate for organic light emitting devices. Thin Solid Films 517, 1016 (2008).
Kim D.-H., et al., Dissolvable films of silk fibroin for ultrathin conformal bio-integrated electronics. Nat. Mater. 9, 511 (2010).
Wang Y., et al., In vivo degradation of three-dimensional silk fibroin scaffolds. Biomaterials 29, 3415 (2008).

• Material de la película en el ejemplo: ácido poliláctico (PLA).
• El sustrato de la película también se degrada (escala de
tiempo, días o semanas).
• Trazas conductoras producidas por evaporación térmica en
alto vacío en Fraunhofer FEP.
• Se requiere un pretratamiento especial del sustrato (incluido
el plasma de alta energía).
• Utilizable, por ejemplo, para implantes médicos activos
Fraunhofer FEP fue capaz de recaudar 11,5 millones de euros
en negocios de la industria a través de contratos directos.
Producto de 7,8 millones de euros se obtuvieron de proyectos
públicos financiados por los gobiernos federal y estatal.

Las algas serán una de las materias primas más importantes.
Una de sus ventajas es que, para su crecimiento, no se
necesitan agua dulce, sino salada, con lo que evitarían
problemas de abastecimiento y sequía. Se cree que una
hectárea de algas es capaz de producir 30 veces más aceite
que una convencional.
El problema de las algas es su coste en recursos y tiempo
para secarlas y poder extraer de ellas los aceites necesarios
para crear combustibles. Algunas de estas plantas acuáticas
como la Chlorella vulgaris o la Scenedesmus acutus resultan
más interesantes por su rápido crecimiento (y, por tanto, por
sus mayores niveles de producción).
Existen dos métodos para cultivar las algas:
mediante estanques en los que se usa una iluminación
natural, o a través de fotobiorreactores, que pueden usar luz
artificial para acelerar el crecimiento.
ALL-GAS BIOCOMBUSTIBLE DE ALGAS
Empresas / Entidades:
http://www.aqualia.com/
http://www.southampton.ac.uk/
https://www.bdi-bioenergy.com/
https://www.fraunhofer.de/en.html
http://hygear.com/

PUBLICACIONES
• All-gas: el mayor proyecto a nivel mundial para la obtención de biocombustible a
partir de microalgas y aguas residuales
Desde 2010, en Chiclana de la Frontera (Cádiz), se desarrolla el proyecto All-gas Se trata de
un biocombustible desarrollado a partir de algas que se cultivan en aguas residuales. All-gas
está financiado en un 60% por la Unión Europea y su rendimiento es cuatro veces mayor que
el de biocombustibles tradicionales.
Chiclana de la Frontera fue el lugar elegido para desarrollar el trabajo por sus condiciones
climáticas de luz y aire. Las algas crecen durante tres días en aguas residuales en la que se
alimentan del nitrógeno y fósforo que estas desprenden. Después, pasan a unos circuitos en
los que su biomasa se espesa. Ya existe una gasinera (que no gasolinera) que sirve
biocombustible a 40 coches de la localidad que forman parte de las pruebas del proyecto.
REFERENCIAS
Aqualia (2014): Measurements and design parameters carried out in the EU-funded project »Industrial scale Demonstration of Sustainable Algae Culture for Biofuels Production« (AllGas), 2014.
Beal, C. M.; Smith, C. H.; Webber, M. E.; Ruoff, R. S.; Hebner, R. E. (2011): A Framework to Report the Production of Renewable Diesel from Algae. In Bioenerg. Res. 4 (1), pp. 36–60. DOI:
10.1007/s12155-010-9099-x.
Bradley, T.; Maga, D.; Antón, S. (2015): Unified approach to Life Cycle Assessment between three unique algae biofuel facilities. In Applied Energy. DOI: 10.1016/j.apenergy.2014.12.087.
Bruun, S.; Hansen, T. L.; Christensen, T. H.; Magid, J.; Jensen, L. S. (2006): Application of processed organic municipal solid waste on agricultural land – a scenario analysis. In Environ Model
Assess 11 (3), pp. 251–265. DOI: 10.1007/s10666-005-9028-0.
Cuhls, C.; Mähl, B.; Clemens, J. (2014): Ermittlung der Emissionssituation bei der Verwertung von Bioabfällen. Edited by Umweltbundesamt. gewitra.

• El proyecto All-gas está cofinanciado por la Comisión Europea
dentro del 7º Programa Marco, el proyecto "ENERGY.2010.3.4-1:
biocombustibles a partir de algas" y nació con el objetivo de
demostrar a gran escala, la producción sostenible de
biocombustibles en base a cultivos de microalgas de bajo costo.
• FINANCIACIÓN : 12 MILLONES DE EUROS – 7.1 MILLONES
DE LA UNION EUROPEA

REFERENCIAS
- Arriols, E. (2018, febrero 19). Qué es el bioetanol y para qué sirve. ecologiaverde.com. https://www.ecologiaverde.com/que-es-el-bioetanol-y-para-
que-sirve-1147.html
- de Cocina-Auc, P. D. E. B. A. P. D. E. M. D. E. A. R. D. E. P.-R. Y. A. U., & de Naranja Y Metanol, U. U. N. C. R. D. E. C. D. E. C. (s/f). Julian Becerra
Avila. Edu.co. Recuperado el 21 de febrero de 2024, de
https://expeditiorepositorio.utadeo.edu.co/bitstream/handle/20.500.12010/26891/Tesis%20de%20Grado%20-
%20Producci%C3%B2n%20de%20Biodi%C3%A8sel%20con%20c%C3%A0scaras%20de%20naranja%20%28F%29.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- Jurado, A. T., Cuenca, A. A., Reyes, M. A. A., & Flores, Y. M. (s/f). ENZIMAS LIGNOCELULOLÍTICAS: PRODUCCIÓN, USOS Y PERSPECTIVAS.
Com.br. Recuperado el 21 de febrero de 2024, de https://www.eucalyptus.com.br/artigos/2016_Panorama_Cap05_Enzimas.pdf
- (S/f-a). Edu.co. Recuperado el 21 de febrero de 2024, de
https://repository.libertadores.edu.co/bitstream/handle/11371/1813/marin_tatiana_2018.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- (S/f-b). Redalyc.org. Recuperado el 21 de febrero de 2024, de https://www.redalyc.org/journal/4455/445558421011/html/

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