Una bacteria que fabrica bioetanol y lo hace muy barato

El descubrimiento podría tener capital importancia para el desarrollo de los biocombustibles, ya que no ocasiona ninguna colisión de intereses con el sector de la alimentación. La materia prima con la que trabaja es la biomasa lignocelulósica. El descubrimiento se debe a que unas bacterias, que han sido modificadas genéticamente, pueden fabricar bioetanol, a partir de la celulosa. Esto no es nuevo. Lo nuevo es que pueden hacerlo, de un modo mucho más económico, que el resto de los procesos que se utilizan para fabricar etanol.

De confirmarse su viabilidad económica y técnica en su fase de industrialización, la innovación será una noticia muy esperanzadora para toda la humanidad puesto que abrirá un gran potencial para la utilización de las basuras en la producción de biocombustibles. De este modo, podremos producir energía sin tener que recurrir a la incineración. Incluso, se podrá producir una gran cantidad de biocombustibles, a partir de los residuos y subproductos de la agricultura y la selvicultura como el bagazo, la paja, las ramas, las hojas secas, etc.

El bioetanol, extraído a partir de la celulosa, que se encuentra en la caña de maíz y en el aserrín, se está promoviendo como una alternativa ecológica a los combustibles fósiles, con la ventaja de que como materia prima no utiliza grano que se consume  en la alimentación,  tanto la de los seres humanos como la de los animales, tal como ocurre cuando se utiliza el grano de maíz como materia prima para la producción de bioetanol.

Hasta ahora, y de manera totalmente natural, es cierto que existían bacterias capaces también de fermentar la celulosa y llegar a producir alcohol, pero lo hacían a temperaturas más bajas y, por tanto, las reacciones químicas eran muy lentas. Para que aumentara la velocidad de reacción, era imprescindible el uso de catalizadores. En nuestro caso, se utiliza una enzima llamada celulasa que resulta muy cara de obtener en el mercado. Por consiguiente, una industrialización que se basara en lo que hacía el propio proceso natural, pero aumentado la velocidad de reacción, mediante la utilización celulasa como catalizador, sería un proceso industrial que, de ningún modo, podría salir rentable.

La nueva bacteria obtenida mediante ingeniería genética, conocida como ALK2, puede fermentar todos los azúcares presentes en la biomasa lignocelulósica y puede hacerlo a 50 ºC, en comparación con los microbios convencionales que no pueden funcionar por encima de los 37 ºC. Este hecho ahorra mucho en el proceso ya que, a temperaturas más altas, el proceso de fermentación requiere la utilización de menores cantidades de enzimas catalizadores. En el caso de la nueva bacteria, a una temperatura de 50 ºC, la cantidad de celulasa requerida para aumentar la velocidad de reacción química fue de unas 2,5 veces menos que la cantidad de celulasa que se requiere a temperaturas bajas.

Existen otras diferencias importantes que se producen utilizando la nueva bacteria. Así, mientras que, siguiendo el proceso natural, se obtienen otros productos químicos orgánicos, además del etanol. Por el contrario, utilizando la nueva bacteria, el etanol es el único producto químico orgánico que se obtiene de la fermentación de la celulosa.

ALK2 es la bacteria más eficaz de todos los microorganismos que se utilizan, actualmente, para descomponer, al mismo tiempo, los cinco azúcares presentes en la biomasa lignocelulósica. Este microbio es capaz de fermentar todos los azúcares que se encuentran en la biomasa lignocelulósica y, además, lo hace de forma simultánea, al mismo tiempo.

El bioetanol obtenido de la celulosa casi no tiene emisiones netas de gases de efecto invernadero —gases causantes del calentamiento global. Ello se debe a que el dióxido de carbono o CO2 que se captura durante el proceso de cultivo de las plantas y árboles es, más o menos, igual al CO2 que produce el motor que consume bioteanol, durante su funcionamiento, y que es un gas que se emite a la atmósfera.

Abundando en las posibles mejoras en eficiencia que se pueden desarrollar para fabricar biocombustibles, indicaré que se están creando también grandes expectativas para fabricar bioteanol abundante, barato y sin perjudicar, para nada, a la fabricación de alimentos. Las posibilidades que ofrece la ingeniería genética para mejorar plantas que producen residuos lignocelulósicos y que, luego, pueden ser utilizadas para la producción de biocombustibles,  de manera eficaz y económica, son muy altas.

Con el descubrimiento de la bacteria, ya hemos dado un paso importante, ahora lo que se necesita es obtener plantas lignocelulósicas, que su utilización no entre en conflicto con el sector de la alimentación, y que sean ricas en azúcares para mejorar los rendimientos de la producción de bioetanol, abaratando de esta manera, sus costes de producción significativamente.

Como complemento del descubrimiento de la nueva bacteria, lo lógico hubiera sido que, gracias a la ingeniería genética, contáramos también con las posibilidades reales que ofrece la manipulación genética para obtener variedades vegetales más productivas, incluso en zonas de secano. Serían plantas que contendrían una mayor cantidad de polisacáridos —azúcares— y, a su vez, disfrutarían de unas características específicas, de manera que permitieran una mejor rotura de la lignina, la celulosa y la hemicelulosa de las plantas lignocelulósicas y, así, poder utilizarlas como materia prima, de máxima calidad, para la producción de bioetanol.

La producción de celulasas —enzimas que son capaces de romper la celulosa para utilizarla en la fabricación de bioetanol— se lleva a cabo en biorreactores microbiológicos que resultan muy caros. Por eso, el precio de la celulasa en el mercado es tan caro. Además, para poder acceder a la celulosa se debe eliminar, en primer lugar, la lignina que es la primera capa de protección vegetal. Debido a que los costes del pretratamiento de la biomasa lignocelulósica para eliminar la lignina, actualmente, son altos, el bioetanol obtenido a partir de la biomasa lignocelulósica tiene un coste dos a tres veces superior al bioetanol que se obtiene a partir de los granos de maíz.

A pesar de ello, y quizás debido a la contestación social que está provocando la producción de bioetanol a partir de los granos de maíz, fuera de Estados Unidos, en la actualidad, se están construyendo seis plantas de producción de bioetanol que utilizan un desecho como la biomasa lignocelulósica, como materia prima. Son seis proyectos que cuentan con grandes ayudas por parte del Gobierno federal.

La ingeniería genética podría hacer que, en la propia cosecha, se produjeran las enzimas necesarias para romper las celulosas y convertirlas en azúcares que, más tarde, se transformarían en etanol. También podría hacer que disminuyera la cantidad de lignina y aumentara la cantidad de polisacáridos o azúcares para, así, simplificar los pretratamientos para la obtención del bioetanol que, hoy en día, resultan tan caros.

La solución consistiría en la manipulación genética de las plantas lignocelulósicas —cultivos transgénicos. Se haría gracias al microorganismo conocido como ‘Agrobacterium tumefaciens’, que es capaz de alterar las plantas, transfiriéndoles material genético ajeno que ha sido previamente seleccionado. Sin embargo, las dificultades que este desarrollo entraña no son físicas sin más bien metafísicas, cuando no ideológicas y, en el peor de los casos, religiosas.

En concreto, las dificultades para aplicar estas técnicas se deben a las protestas que se podrían originar por tratarse de cultivos transgénicos. Algunos grupos ecologistas también están en contra de ello por la posibilidad de que estos genes modificados pudieran infectar otras especies vegetales que se encuentran en terrenos adyacentes a los cultivos de plantas lignocelulósicas, ocasionando, de este modo, un posible impacto ambiental importante.

La alternativa a la manipulación genética sería la hibridación selectiva de variedades vegetales, pero, por sí sola, la hibridación no lograría alcanzar las mejoras necesarias como para hacer eficiente el proceso de obtención de bioetanol, a partir de la biomasa lignocelulósica. En consecuencia, y a la vista de los hechos, es por estos motivos por los que el descubrimiento de esta nueva bacteria, capaz de abaratar los costes de fabricación del bioetanol, a partir de la biomasa lignocelulósica, se vuelve más importante todavía.

Gracias a esta bacteria, se solucionan muchos problemas relativos a las pegas que se ponen a los cultivos transgénicos y que muchas de ellas son tan absurdas como gratuitas. Son pegas que, unas veces, son coherentes y acertadas, lo que obliga a los investigadores a definir y evaluar los impactos, pero que, otras veces, son tapaderas que defienden intereses creados y que encierran una mezcla de desconocimiento y de miedo al progreso. Son pegas irresponsables y/o interesadas.

Estas últimas pegas, que suelen venir muchas veces disfrazadas de ‘ecológicas’, llevan muchas trampas encubiertas y ocultan que la agricultura, tal como la plantean, no se puede aplicar a un mundo superpoblado que cada vez tiene menos agua, que necesita semillas de plantas que sean inmunes a las plagas, que padece enfermedades crónicas y que pasa hambre, porque esa no es la solución.

Son frenos al desarrollo de los cultivos transgénicos, que se dan en algunos países y en otros no, que admito pero no comparto y, mucho menos, cuando se pone como alternativa a los cultivos transgénicos de alto rendimiento una “agricultura ecológica” de pacotilla, que se vende a precios desmesurados y que se ha convertido en el ‘delicatessen’ de las familias que son, económicamente, pudientes, pero inaccesible para la mayoría de las familias porque resulta muy cara, y no sólo para las familias que tienen problemas para llegar a fin de mes.


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11 Responses to Una bacteria que fabrica bioetanol y lo hace muy barato

  1. Fundacion Cedros 2.008 dice:

    Estimado Juanjo,
    increiblemente aceptable y razonable vuestro informe sobre el Biotanol,
    Aqui en Argentina hay grupos de fisicos-matematicos que elaboraron un proyecto similar, con desechos residuales que no se pudo llevar a cabo por una cuestion de presupuesto de laboratorios y afines;
    Si tu me permites que este informe se lo haga llegar a gente que le pueda interesar y que entiende bastante sobre este tema en particular,
    gracias por tu atencion….
    saludos, Eduardo._

  2. jjgabina dice:

    Ningún problema sino más bien, al contrario, Eduardo, para que lo hagas llegar a la gente que tú consideres conveniente y oportuno.

    Un abrazo

    Juanjo Gabiña

  3. nombre dice:

    Ojo con las balas de plata. Cada vez que aparece alguien que ha conseguido “algo” se lanzan las campanas al vuelo como si “ya está” el problema energético se acabó. Desgraciadamente la energía nos obliga una y otra vez a enfrentarnos a la realidad de que los milagros no existen, no tardará en salir el titular que diga que se acabó la dependencia del petróleo y el cambio climático sólo tendremos que dar de comer nuestras basuras a la bacterias mágicas.

    Creo que las bacterias nos ayudarán a deshacernos de nuestras basuras y eso ya es una gran cosa pero la provisión energética de la humanidad es otra cuestión.

    Respecto a la ayuda que pueda suponer la energía obtenida de biomasa me gustaría exponer mi punto de vista:

    Si nos alejamos y miramos el ciclo de producción y consumo veremos que la biomasa convierte (o transforma) energía solar en otras formas de energía, básicamente electricidad, aunque también aceites o alcoholes que se pueden quemar en motores. Si vemos todo el ciclo desde fuera ¿el rendimiento del proceso biológico es más alto o más bajo que el de células fotovoltaicas? Creo que ésta es la pregunta clave: la comparación de la energía obtenida del sol en procesos biológicos con la obtenida en procesos térmicos o electrónicos.

    Con independencia de los residuos que generan unos mecanismos de transformación o los otros, la necesidad de recursos va muy ligada a la superficie ocupada y por tanto el proceso que tenga mayor rendimiento será el más útil.

    Por esto creo que los procesos biológicos no van a resolver el problema del agotamiento del petróleo, opino que van a ayudar a resolver situaciones concretas (como el tratamiento de las basuras) pero la Humanidad se enfrenta a un problema de otra dimensión: lo que lo mueve todo se está agotando y aunque no se agotara el daño climático que provoca el modelo actual no permite seguir con él.

  4. Alejo Ziordia dice:

    Aunque no soy un experto, según lo que yo sé y he entendido, los biocombustibles son una pequeña parte de la solución. Si cultiváramos todo el planeta de cosechas energéticas produciendo etanol y biodiesel sólo obtendríamos el 10% de nuestro consumo actual de carburantes fósiles.

    Estoy de acuerdo con Juanjo Gabiña con lo que dijo en una conferencia que dio en Bilbao, cuando afirma que la solución al transporte se basa en reducir la movilidad mediante la construcción de infraestructuras alternativas a la carretera y realizar un buen diseño urbanístico del transporte de las ciudades y en impulsar el uso del transporte colectivo. Y en el caso de la carretera, en sacar los camiones de ella e impulsar el transporte de mercancías por tren y furgonetas eléctricas, en utilizar como vehículo privado solamente el coche eléctrico o el coche híbrido de biocarburante y electrico y con posibilidades de recargarse accediendo directamente a la red eléctrica.

  5. Roadhog dice:

    Busquemos juntos una esperanza para nuestro planeta…www.unaesperanza.blogspotcom

  6. para alejo dice:

    El problema del transporte se solucionara el dia en que volvamos a vivir cerca del puesto de trabajo , como hace 50 años , en ciudades pequeñas , en pueblos …
    De todas formas lo que es insostenible es el crecimiento de la poblacion en paises subdesarrollados , no cabemos en este planeta

  7. K_ño dice:

    Esta es una buena noticia, por lo menos para mi, soy estudiante de ingenieria agroindustrial y debo diseñar una planta de bioetanol a partir de material lignocelulosico. Por lo tanto te pregunto si es factible en este momento utilizar esta bacteria para dicho proposito???

    Gracias.

  8. Caridad Curbelo Hernández dice:

    Estimado Juanjo, me ha parecido muy interesante tus apuntes, soy profesora universitaria en cuba y trabajo el tema de bioetanol a partir de residuos lignocelulósicos, asi que me interesaria conocer y relacionarme con estudiosos del tema, saludos
    Cary

  9. Claudia dice:

    hola mi nombre es Claudia soy estudante y la verdad es que acabo de leer este blog y la idea esta muy buena, el problema que se tiene con la basura es fatal y en los vertederos se quema constantemente el biogas.
    es ahi donde estas bacterias ALK2 tendrian su funcion tambien comentar que existe un sistema de higieniazcion de los residuos que se obtendria en si un sin fin de posibilidades pero la que me interesa es la que se produce la biomasa .
    lo que mne intriga es que si estas bacterias funcinarian de la misma forma, agradeceria de antemano tu respuesta

  10. FERNANDO125 dice:

    HOLA JUANJO EN LO Q TU HABLAS ES ECONOMICA LA BACTERIA PERO DIME DONDE SE LAS PUEDE CONSEGUIR TRABAJO EN INVESTIGACION DE BIOCOMBUSTIBLE A PARTIR DE LA BASURA ORGANICA EN LA UNIVERSIDAD DE BOLIVIA SANTA CRUZ Y ESTAMOS PROBANDO CON VARIOS TIPOS DE BACTERIAS DONDE EN ALGUNAS SI HEMOS TENIDO RESULTADOS SI ME PODES MANDAR DONDE ENCONTRAR LAS BACTERIAS PARA ASI TAMBIEN PROBAR CON ESTAS SALUDOS

  11. Alejandro dice:

    Hola, soy estudiante de ingeniería civil industrial y estoy realizando un trabajo de investigación de producción de etanol a partir de los desechos que quedan en el proceso de podas de las viñas, alguien tendria informacion de los equipos necesarios para realizar el proceso de triturado, fermentacion y elaboración del bioetanol?

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