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| Las bacterias de esta placa de Petri han sido modificadas genéticamente para aumentar la cantidad de biocombustible que puede producirse a partir del azúcar |
POR KEVIN BULLIS TRADUCIDO POR FRANCISCO REYES (OPINNO)
Varios investigadores de la Universidad de California en Berkeley (UCLA), EEUU, han abierto el camino hacia una forma más barata y limpia de generar biocombustible. Lo han logrado mediante el uso de ingeniería genética para provocar un cambio fundamental en el modo en que ciertos organismos procesan el azúcar. Gracias a ello, estos organismos han aumentado su tasa de producción de biocombustibles en un 50%.
Los biocombustibles tradicionales suelen ser demasiado caros para competir con los combustibles fósiles, o generan tanto dióxido de carbono que su fabricación casi no merece la pena. En algunos casos se dan ambas circunstancias. El avance de la UCLA podría hacer que fuera más barato producir biocombustibles a partir de diversas fuentes, especialmente a partir de biomasa como astillas y pasto.
La industria de los biocombustibles en EEUU tiene una alta dependencia de este tipo de avances. A pesar de que el Congreso del país ha ordenado que cierta cantidad de biocombustible procedente de biomasa sea mezclado con gasolina, los altos costes y otros factores han limitado la producción, y la Agencia de Protección Medioambiental del país ha tenido que suspender de forma repetida el requerimiento.
El director de tecnología de la compañía productora de etanol POET, Wade Robey, considera que el trabajo de la UCLA supone "un prometedor avance en la tecnología del biocombustible". Para él, muestra el potencial de la ingeniería genética avanzada "para reducir de forma drástica tanto las emisiones de efecto invernadero como la cantidad de biomasa a partir del maíz utilizada para producir un galón (3,8 litros) de biocombustible".
Durante la producción convencional de biocombustible, el azúcar contenido en fuentes como el maíz y la biomasa es puesto en contacto con levadura, que la fermenta para producir etanol. Sin embargo, el proceso de fermentación supone una pérdida de un tercio de los átomos de carbono que componen el azúcar. En vez de usarse para generar etanol, este carbono es liberado en forma de dióxido de carbono.
Los investigadores de la UCLA han unido genes de varios organismos para crear bacterias modificadas de Escherichia coli que dan lugar a una forma alternativa de procesar el azúcar que no emite dióxido de carbono en absoluto. En lugar de ello, utilizan todo el carbono del azúcar para crear biocombustible. Desde la UCLA, además, aseguran que la misma vía genética podría ser incorporada en otros organismos, entre ellos la levadura.
El profesor de ingeniería química y biomolecular en la UCLA James Liao explica: "Siempre que usas la fermentación, pierdes un tercio del carbono en forma de dióxido de carbono. Nosotros somos capaces de retener ese carbono, reducir la huella de carbono de la producción de etanol, y generar más dinero".
Para poder usar todo el carbono en el azúcar, es necesario añadir hidrógeno al proceso. La fuente de ese hidrógeno y su coste en relación al coste del azúcar determina tanto las emisiones totales de carbono como los ahorros en el coste. El hidrógeno procedente del gas natural es la opción más barata. Sin embargo, obtener hidrógeno de gas natural también libera dióxido de carbono, por lo que se contrarrestan los ahorros de CO2 del nuevo proceso.
En este caso, las emisiones de este gas asociadas a la producción de etanol se reducirían en aproximadamente un 50%. El uso de hidrógeno procedente de la división del agua con energía solar eliminaría todo el dióxido de carbono emitido durante la fermentación, pero el coste probablemente sería demasiado caro para que el proceso resultase económico.
Puesto que el nuevo método produce más etanol a partir del azúcar, se necesitaría destinar menos superficie de cultivo para maíz o biomasa para lograr niveles de biocombustible que con los mecanismos convencionales. Además, esto supondría una reducción de las emisiones de dióxido de carbono asociadas determinadas partes de la cadena del proceso agricultor de estos cultivos: la limpieza de las tierras y el uso de diésel para proporcionar energía al equipamiento agrícola, entre otros.
Los mayores ahorros de costes provendrían del etanol celulósico derivado de biomasa. El azúcar de fuentes celulósicas es mucho más caro que el azúcar del maíz y la caña de azúcar, por lo que se logran mayores beneficios al extraer más biocombustible procedente de ese azúcar.
Los investigadores aún tienen que demostrar que es posible cultivar organismos con cambios genéticos a una escala lo suficientemente grande como para producir biocombustibles comerciales. MIT
Los biocombustibles tradicionales suelen ser demasiado caros para competir con los combustibles fósiles, o generan tanto dióxido de carbono que su fabricación casi no merece la pena. En algunos casos se dan ambas circunstancias. El avance de la UCLA podría hacer que fuera más barato producir biocombustibles a partir de diversas fuentes, especialmente a partir de biomasa como astillas y pasto.
La industria de los biocombustibles en EEUU tiene una alta dependencia de este tipo de avances. A pesar de que el Congreso del país ha ordenado que cierta cantidad de biocombustible procedente de biomasa sea mezclado con gasolina, los altos costes y otros factores han limitado la producción, y la Agencia de Protección Medioambiental del país ha tenido que suspender de forma repetida el requerimiento.
El director de tecnología de la compañía productora de etanol POET, Wade Robey, considera que el trabajo de la UCLA supone "un prometedor avance en la tecnología del biocombustible". Para él, muestra el potencial de la ingeniería genética avanzada "para reducir de forma drástica tanto las emisiones de efecto invernadero como la cantidad de biomasa a partir del maíz utilizada para producir un galón (3,8 litros) de biocombustible".
Durante la producción convencional de biocombustible, el azúcar contenido en fuentes como el maíz y la biomasa es puesto en contacto con levadura, que la fermenta para producir etanol. Sin embargo, el proceso de fermentación supone una pérdida de un tercio de los átomos de carbono que componen el azúcar. En vez de usarse para generar etanol, este carbono es liberado en forma de dióxido de carbono.
Los investigadores de la UCLA han unido genes de varios organismos para crear bacterias modificadas de Escherichia coli que dan lugar a una forma alternativa de procesar el azúcar que no emite dióxido de carbono en absoluto. En lugar de ello, utilizan todo el carbono del azúcar para crear biocombustible. Desde la UCLA, además, aseguran que la misma vía genética podría ser incorporada en otros organismos, entre ellos la levadura.
El profesor de ingeniería química y biomolecular en la UCLA James Liao explica: "Siempre que usas la fermentación, pierdes un tercio del carbono en forma de dióxido de carbono. Nosotros somos capaces de retener ese carbono, reducir la huella de carbono de la producción de etanol, y generar más dinero".
Para poder usar todo el carbono en el azúcar, es necesario añadir hidrógeno al proceso. La fuente de ese hidrógeno y su coste en relación al coste del azúcar determina tanto las emisiones totales de carbono como los ahorros en el coste. El hidrógeno procedente del gas natural es la opción más barata. Sin embargo, obtener hidrógeno de gas natural también libera dióxido de carbono, por lo que se contrarrestan los ahorros de CO2 del nuevo proceso.
En este caso, las emisiones de este gas asociadas a la producción de etanol se reducirían en aproximadamente un 50%. El uso de hidrógeno procedente de la división del agua con energía solar eliminaría todo el dióxido de carbono emitido durante la fermentación, pero el coste probablemente sería demasiado caro para que el proceso resultase económico.
Puesto que el nuevo método produce más etanol a partir del azúcar, se necesitaría destinar menos superficie de cultivo para maíz o biomasa para lograr niveles de biocombustible que con los mecanismos convencionales. Además, esto supondría una reducción de las emisiones de dióxido de carbono asociadas determinadas partes de la cadena del proceso agricultor de estos cultivos: la limpieza de las tierras y el uso de diésel para proporcionar energía al equipamiento agrícola, entre otros.
Los mayores ahorros de costes provendrían del etanol celulósico derivado de biomasa. El azúcar de fuentes celulósicas es mucho más caro que el azúcar del maíz y la caña de azúcar, por lo que se logran mayores beneficios al extraer más biocombustible procedente de ese azúcar.
Los investigadores aún tienen que demostrar que es posible cultivar organismos con cambios genéticos a una escala lo suficientemente grande como para producir biocombustibles comerciales. MIT
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