27 Mar Tecnologías para optimizar y ser más eficientes en los bioprocesos
En el Congreso Bioprocessing Summit Europe 2025 se exploraron las últimas aplicaciones en modelización y digitalización para poder optimizar los bioprocesos. Diferentes expertos hablaron sobre tecnologías como modelos híbridos, gemelos digitales, escalado inteligente o nuevos sensores, entre otras. Te contamos en este post del blog, nuestra visión de lo más destacado de lo que ocurrió en este evento.
*Nicolás Armendáriz, investigador del Departamento de Investigación Biotecnología Alimentaria de CNTA.
Un bioproceso es un conjunto de métodos o técnicas que utiliza organismos vivos, como bacterias, levaduras o plantas, para producir productos químicos, biofertilizantes, biomateriales o diferentes compuestos e ingredientes. Estos procesos pueden ser llevados a cabo desde laboratorios hasta plantas industriales a una mayor escala. Los bioprocesos pueden ser utilizados para elaborar una amplia gama de productos, como biocombustibles, alimentos, medicamentos y productos de limpieza.
En el último Congreso Bioprocessing Summit Europe 2025, celebrado en Barcelona, se habló sobre cómo algunas tecnologías, relacionadas con la modelización y la digitalización, pueden optimizar y mejorar los bioprocesos. Entre ellas se destacaron:
Modelos híbridos y Transfer Learning
Estos modelos permiten reducir significativamente el número de experimentos necesarios para optimizar procesos, disminuyendo tiempos y costos operativos. Al aprovechar el conocimiento previo, la industria puede aplicar modelos entrenados en un 
proceso específico para acelerar el desarrollo de otros similares (transfer learning) optimizando, considerablemente, recursos y tiempos.
Relacionado con este tipo de modelos, Ignasi Bofarull, Data Scientist and CMC Consultant at Körber Pharma, presentó modelos híbridos con empleo de PINNs (redes neuronales informadas por física) que combinan inteligencia artificial y principios físicos para optimizar procesos con menos datos.
También, Krist V. Gernaey, professor at the Department of Chemical and Biochemical Engineering at the University of Denmark, destacó la importancia de la validación experimental de los modelos híbridos como forma de acelerar con rigor el paso de la investigación a la producción industrial.
Escalado inteligente, basado en Energy Dissipation Rate
En el evento pudimos conocer la innovación presentada por Jorgen Magnus, Head of the Chair of Bioprocess Engineering at the faculty of Mechanical Engineering at RWTH Aachen University, en la que se introduce un escalado basado en ‘Energy Dissipation Rate’, mejorando significativamente la precisión y eficacia del escalado industrial.
Esta innovación permite anticiparse con mayor exactitud a problemas críticos en el escalado, como la transferencia de oxígeno y nutrientes, lo que permite una mejora en la la precisión y en el éxito del escalado desde la fase de laboratorio hasta la producción a gran escala, evitando pérdidas económicas considerables.
Además, combinando la medida en tiempo real de la transferencia de oxígeno con el parámetro llamado Energy Dissipation Rate (que indica cuánta energía mecánica se transfiere al fluido en el reactor por unidad de masa y tiempo) es posible conocer mejor y de manera inmediata las condiciones internas del biorreactor. Esto ayuda a realizar un escalado más preciso desde el laboratorio hasta niveles industriales, manteniendo condiciones similares de mezcla y oxigenación, lo que asegura que los microorganismos crezcan en condiciones óptimas durante todo el proceso.
Gemelos digitales
Un gemelo digital es una representación virtual de un objeto o sistema diseñado para reflejar un objeto físico con precisión. Abarca el ciclo de vida del objeto, se actualiza a partir de datos en tiempo real y utiliza la simulación, el machine learning y el razonamiento para ayudar a tomar decisiones.
Esta tecnología tuvo protagonismo en el Bioprocessing Summit Europe 2025. Allí, Inês Isidro, Head of the Biosystems and Data Science Group at IBET, mostró la aplicación práctica de simulaciones digitales de balances de masa para anticipar y optimizar el diseño de procesos biotecnológicos. Esta aplicación permite un diseño más robusto desde etapas tempranas, disminuyendo riesgos y asegurando una transición más fluida y rentable a fases avanzadas del proyecto.
Nuevos sensores
La incorporación de nuevos sensores para medir en línea parámetros como glucosa, fructosa y otros metabolitos es otra de las tendencias que se sigue en materia de bioprocesos.
En el Congreso Peter Neubauer, Professor for Bioprocess Engineering at Technische Universität Berlin, propuso la monitorización simultánea con sensores RAMAN (sensores que utilizan la espectroscopia de Raman para analizar la composición química de un material) integrados en múltiples biorreactores, para así aumentar el control en tiempo real de los bioprocesos.
En conclusión, en el Bioprocessing Summit Europe 2025 se demostró que a corto plazo la adopción temprana de tecnologías como gemelos digitales, modelos híbridos, transfer learning o monitorización precisa en tiempo real, por parte de las empresas, hará que estas se puedan diferenciar de su competencia. Las compañías que sean capaces de implementar con éxito y de forma rápida estas soluciones mostradas en el Congreso podrán adaptarse mejor a demandas cambiantes y responderán con mayor precisión y eficiencia a los retos que se presentan.
*Nicolás Armendáriz está actualmente realizando una tesis industrial cuyo título es FERMODELUP (Herramientas de modelización de procesos fermentativos para el escalado de la producción de ingredientes alimentarios). La tesis se está realizando en colaboración entre CNTA, la Universidad Complutense de Madrid y el Gobierno de Navarra.
Nicolás Armendáriz, investigador de CNTA.
