Basura para ti, oro para ellos: Biomateriales hechos con hongos

Portada: Bloques hechos con micelio de hongos (Fuente: https://www.space.com/nasa-fungus-moon-mars-bases-niac-technology.html)

Para nadie es un secreto que el ser humano genera más desechos de los que puede manejar. Toneladas de desechos provenientes de la agricultura, desechos plásticos y otros materiales no biodegradables aumentan de forma alarmante cada año y constituyen un grave problema ambiental a nivel mundial.

Para el 2025, se estima que la generación de desechos será alrededor de 2.2 mil millones de toneladas anuales. Este es, sin duda, un serio problema al que se suma la quema de desechos agrícolas, una fuente importante de contaminación en los países en desarrollo. La solución puede parecer obvia: reciclar los materiales de desecho. Sin embargo, es un proceso que requiere un alto consumo de energía, lo cual incrementa su costo. Pero siempre hay soluciones…

Piensa como hongo

Los hongos saprófitos son descomponedores naturales que crecen sobre material vegetal muerto, ya sean troncos de árboles, cáscaras de frutas, restos de madera, etc. Pueden romper moléculas complejas en otras más simples que pueden ser utilizadas por plantas y otros organismos. Los hongos crecen mediante una red de filamentos tridimensionales conocida como micelio, que puede extenderse por kilómetros, haciéndolos los organismos más abundantes en la Tierra.

Micelio de hongo creciendo sobre un tronco (Fuente: https://powerofplants.com/2015/03/mushrooms-to-the-rescue/)

La habilidad que tienen los hongos para colonizar los sustratos y crecer sobre y dentro de ellos es una gran ventaja para aprovechar los desechos y producir material biodegradable. El micelio crece en una relación simbiótica con los materiales que lo alimentan y actúa como un agente vinculante al sustrato, formando una estructura compacta donde el hongo y el sustrato se convierten en uno solo.

Crecimiento de micelio en un biobloque (Figura adaptada de Manan et al. 2021)

Creando biomateriales

Un buen ejemplo para entender el proceso es la creación de biobloques con el hongo Pleurotus ostreatus. Primero, los sustratos agrícolas se secan y muelen hasta obtener partículas de 1-2 mm para facilitar el crecimiento del micelio. Se deja el micelio crecer cerca de dos semanas hasta que sus fibras penetren por completo en el sustrato. Después, el micelio se traslada a un molde de madera y se comprime por siete días hasta que quede en un 50% de su volumen inicial. Los bloques comprimidos de micelio se colocan en una caja estéril por una semana más. Por último, y una vez que una capa de micelio cubra el biobloque, se hornea con aire caliente a 90ºC por 12 horas.

Debido a su bajo costo de producción, alta absorción acústica, baja conductividad térmica y resistencia al fuego, los materiales de micelio pueden ser utilizados para desarrollar paneles aislantes de calor y de ruido. También se han desarrollado materiales para reemplazar el cuero, así como bioespumas para reemplazar el poliestireno (espumaflex) como material de empaque.

Biobloques obtenidos a partir de diferentes sustratos: residuos agrícolas, de papel higiénico, entre otros (Fuente: https://www.materialincubator.com/building-on-mycelium)

Afinando las propiedades de los biomateriales

La gran diversidad de hongos que existe (y que ha sido poco explorada al momento) constituye una fuente de gran interés para estudiar sus propiedades de crecimiento sobre distintos sustratos para la obtención de biomateriales. Los hongos de la clase Agaricomycetes, por ejemplo, constituyen más de 20000 especies que crecen sobre restos de materia vegetal.

Las propiedades estructurales de los materiales basados en micelio dependen del hongo utilizado, naturaleza del sustrato, condiciones de crecimiento del hongo y procesamiento para la obtención del material deseado. Estos materiales son rápidamente compostables debido a que le dan valor al material de desecho.

¿Serán los hongos los responsables de un futuro más ecoamigable? 😉

Referencias

César, E., Canche-Escamilla, G., Montoya, L., Ramos, A., Duarte-Aranda, S., & Bandala, V. M. (2021). Characterization and Physical Properties of Mycelium Films Obtained from Wild Fungi: Natural Materials for Potential Biotechnological Applications. Journal of Polymers and the Environment, (0123456789).

Joshi, K., Meher, M. K., & Poluri, K. M. (2020). Fabrication and Characterization of Bioblocks from Agricultural Waste Using Fungal Mycelium for Renewable and Sustainable Applications. ACS Applied Bio Materials, 3(4), 1884–1892.

Manan, S., Ullah, M. W., Ul-Islam, M., Atta, O. M., & Yang, G. (2021). Synthesis and applications of fungal mycelium-based advanced functional materials. Journal of Bioresources and Bioproducts, 6(1), 1–10.