Por Carolina Ramírez Martínez y Alberto Ordaz Cortés
Un proceso biotecnológico puede funcionar a la perfección en un matraz de 250 mililitros o en un biorreactor de 2 litros, pero replicarlo en un sistema industrial de 50,000 litros implica desafíos monumentales.
Aunque los avances científicos nacen en cajas Petri y en matraces de laboratorios universitarios, la gran mayoría de estos proyectos nunca llegan a implementarse a escala real.
La respuesta a esto implica la ejecución de la ciencia a escala industrial, porque hay empresas biotecnológicas que logran recaudar fondos para impulsar sus tecnologías, pero fracasan por fallas en la ejecución operativa y en sus modelos de negocio [1].
Para rescatar ese conocimiento del “valle del olvido” y evitar fracasos industriales, el análisis técnico-económico (TEA) se convierte en una herramienta de navegación indispensable.
Un análisis TEA parte de un balance de masa y energía: calcula cuánta materia prima, agua y energía requiere un proceso, así como la cantidad de producto que puede generar. Con esa información es posible calcular los costos de producción, el consumo de recursos y la viabilidad comercial.
Sin embargo, también es el marco metodológico que permite anticipar los tres errores fatales identificados en la industria: 1) el desconocimiento de los costos de manufactura a escala, 2) la elección de mercados de bajo margen (como los biocombustibles, que representan el 56.7% de los fracasos) y 3) la sobreestimación de la disposición del mercado a pagar un “sobreprecio verde”.
En resumen, el análisis técnico-económico incorpora indicadores financieros que permiten traducir datos experimentales en proyectos potencialmente viables y con visión de negocio.
Ciencia vs negocio
Un inversionista no hace las mismas preguntas que un científico. No se pregunta si los microorganismos crecen, sino cuánto cuesta hacerlos producir a gran escala.
Un ejemplo: la investigación Economic and technical insights into carotenoids and lipids large-scale production in Rhodotorula glutinis: A study based on pulse-feeding culture, cell disruption strategies and cytotoxicity evalúa la viabilidad técnica y económica de un proceso biotecnológico para producir a gran escala carotenoides y lípidos —compuestos utilizados en las industrias alimentaria, cosmética, farmacéutica y de biocombustibles— mediante la levadura oleaginosa Rhodotorula glutinis [2].
La investigación apunta a que R. glutinis puede convertirse en una alternativa más sostenible que las fuentes tradicionales, al requerir menos tierra agrícola y aprovechar residuos o subproductos industriales.
El TEA revela que la etapa de recuperación de productos (downstream processing), específicamente en la ruptura celular para liberar los lípidos y carotenoides que deben purificarse, es uno de los cuellos de botella más críticos. Sin esta evaluación, un investigador podría pasar años optimizando la fermentación sin notar que el costo de la extracción y purificación hace que el producto final sea invendible.
Herramientas como SuperPro Designer actúan como laboratorios virtuales que permiten modelar una planta completa antes de colocar un solo ladrillo. Sin embargo, no son “cajas negras” que arrojan números al azar; su magia reside en la precisión técnica[3].
En el caso de la levadura Rhodotorula glutinis, la simulación permitió:
- Escalamiento o diseño basado en la realidad. No solo se trata de hacer más grande el experimento del laboratorio. La simulación traduce los rendimientos de la levadura en tamaños específicos de tanques y equipos, asegurando que la planta sea físicamente capaz de procesar cada kilogramo de materia prima.
- Radiografía de costos y flujos. Al calcular balances exactos de masa y energía, se puede determinar cuánta agua, electricidad y vapor se consumen por cada gramo de carotenoide producido, identificando los “puntos calientes” donde el proceso gasta más.
- Rigor financiero. Más allá de simples ganancias, el simulador genera un “flujo de caja descontado”. Esto permite calcular indicadores que los inversionistas necesitan como el Valor Presente Neto (VPN) y la Tasa Interna de Retorno (TIR), que dicen si el proyecto realmente generará riqueza a largo plazo (considerando impuestos y depreciación).
Del matraz a las fábricas
En ciencia, la incertidumbre es la única constante. Al utilizar simuladores, realizamos lo que llamamos un análisis de sensibilidad, que funciona como un simulacro de crisis para blindar el proyecto. Con la producción de carotenoides por Rhodotorula glutinis, podemos responder con datos sólidos:
- ¿Resiste el bolsillo? ¿Qué sucede con la rentabilidad si el precio del sustrato sube un 20%?
- ¿Falla la levadura? ¿Sigue siendo viable el proyecto si la producción de lípidos cae ligeramente bajo condiciones de estrés?
- ¿Cuál es el precio de venta y cómo se ve afectado si la producción varía?
- ¿Es eficiente la separación? ¿Cómo afectan las variaciones en la eficiencia de los equipos de purificación a los indicadores financieros finales?
Estas respuestas, basadas en la unión de la ingeniería de procesos y la economía, son precisamente las que reducen el riesgo percibido.
Al demostrar que hemos considerado cada variable, desde el tiempo exacto que dura un lote hasta el impacto ambiental de los residuos, transformamos una idea de laboratorio en una oportunidad real de negocio.
Referencias
- Samaranayake, E. (2025, November 24). Turning the Industrial Biomanufacturing Graveyard Into a Winning Playbook. Better Bioeconomy.
- C. Ramírez-Martínez, S. Rincón, A. Zepeda, A. Ordaz. Economic and technical insights into carotenoids and lipids large-scale production in Rhodotorula glutinis: A study based on pulse-feeding culture, cell disruption strategies and cytotoxicity, Process Biochemistry 161 (2026) 112–125.
- J.S. Aranda-Barradas, C. Guerrero-Barajas, A. Ordaz. Addressing Challenges in Large-Scale Bioprocess Simulations: A Circular Economy Approach Using SuperPro Designer, Processes 2025, Vol. 13, Page 2259 13 (2025) 2259.
Autores
Carolina Ramírez Martínez. Es profesora en el Departamento de Bioingeniería, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec de Monterrey. Es candidata a Doctora en Ciencias en Biotecnología. Cuenta con 4 publicaciones indexadas en Scopus.
Alberto Ordaz Cortés. Es profesor investigador del Departamento de Bioingeniería y miembro del grupo de investigación Water 360, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec de Monterrey. Cuenta con 49 publicaciones científicas indexadas en Scopus y es miembro del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel 1.
