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¿Cambiar de pasto a gas?
Cuando el presidente Bush habló durante su discurso sobre el estado de la Unión sobre convertir algo llamado pasto varilla en una futura fuente de etanol, reduciendo así la dependencia de Estados Unidos del petróleo, ciertamente llamó la atención de R. Michael Raab.
Raab es presidente y fundador de Agrivida, una startup de biotecnología con sede en Cambridge, Massachusetts, que quiere agregar genes a las plantas para que sea más barato y más fácil procesarlos en etanol. Él espera que la tecnología que está desarrollando su compañía haga que el etanol derivado de plantas, incluido el pasto varilla, sea una alternativa viable a la gasolina.
Por ahora, la empresa centra sus esfuerzos en el maíz, que ya es una fuente de etanol. Pero la producción estándar de etanol usa solo los granos. Los fabricantes de etanol procesan los granos usando enzimas que descomponen el almidón en azúcares simples. Luego, los azúcares se introducen en un tanque de fermentación, donde la levadura los digiere y produce etanol. Pero en este proceso, los tallos y hojas de maíz, aproximadamente la mitad de la masa de la planta, se desechan.
El uso de toda la planta produciría mucho más etanol, pero los azúcares de los tallos y las hojas están en forma de celulosa, que es una cadena de moléculas de azúcar mucho más compleja. Para descomponer la celulosa en azúcares simples para la levadura se requiere un proceso de preacondicionamiento que incluye calor, alta presión y ácidos. Hoy en día, ese proceso es demasiado caro para que valga la pena, como también lo sería para el pasto varilla, una hierba leñosa nativa de América del Norte que puede crecer hasta nueve pies de altura (y que ahora nadie usa para etanol).
Agrivida propone agregar genes a las plantas de maíz que producirán enzimas para descomponer la celulosa. Esto hace que sea mucho más fácil procesar la celulosa en azúcar, lo que reduce los costos de producción hasta un punto en el que es factible utilizar toda la planta, dice Raab. Él predice que el proceso será aproximadamente un 50 por ciento más barato que los procesos actuales una vez que madure. Y podría adaptarse al pasto varilla, dice.
Sin embargo, las enzimas que descomponen los elementos estructurales del maíz también pueden resultar en tallos debilitados. Por eso, Agrivida ha rediseñado las enzimas para que permanezcan inactivas durante la vida de la planta. Solo cuando encuentran las condiciones de procesamiento, como un aumento de temperatura o presión o un cambio en el nivel de pH, se activan las enzimas. (Raab no explicará el proceso en detalle porque es parte de una solicitud de patente).
Claramente, hay una gran cantidad de energía potencial que aprovechar. Un estudio en el Laboratorio Nacional Argonne estima que un galón de etanol producido a partir de granos de maíz en los procesos actuales proporciona aproximadamente 20,000 BTU más energía que la energía que se utilizó para producirlo. El estudio proyecta que el uso de celulosa de pasto varilla triplicaría esa ganancia neta, a aproximadamente 60,000 BTU por galón, principalmente porque se usaría poco combustible fósil en el cultivo de la hierba. Pero los costos deben reducirse para que esto sea práctico.
Fue este etanol celulósico del que habló el presidente Bush cuando propuso agregar $ 150 millones al presupuesto federal del próximo año para la investigación sobre el uso del pasto varilla. Raab dice que la hierba varilla es atractiva; Por un lado, un acre de tierra puede producir cuatro veces la masa de pasto varilla que de maíz. Y el pasto varilla es mucho más resistente y más fácil de cultivar que el maíz. El balance de energía para el etanol de la hierba varilla es tremendamente mejor, dice. No requiere todo el fertilizante, todo el riego, toda la intensidad energética que requiere el maíz.
Los científicos estiman que el etanol podría reemplazar alrededor del 30 por ciento de la demanda de gasolina sin afectar la producción de alimentos. En este momento, el etanol, mezclado con gasolina, representa solo alrededor del 2 por ciento del combustible en los automóviles estadounidenses. El pasto varilla se puede cultivar en tierras marginales que no podrían sustentar el cultivo de alimentos. Y los experimentos han demostrado que un acre de tierra puede producir de 6 a 15 toneladas de pasto varilla, produciendo alrededor de 100 galones de etanol por tonelada.
Edenspace Systems de Dulles, VA, también está tratando de modificar genéticamente el maíz y la hierba varilla para que sean mejores fuentes de etanol. Es claramente una idea que ha estado dando vueltas, dice Ken Keegstra, director del Laboratorio de Investigación de Plantas del Departamento de Energía de la Universidad Estatal de Michigan, quien recientemente se convirtió en asesor de Agrivida. Creo que quien lo implemente de una manera práctica tiene un verdadero ganador en sus manos.
Sin embargo, pasará tiempo antes de que alguien ponga gasolina derivada del pasto varilla en su automóvil. Hasta ahora, Agrivida ha diseñado enzimas en la computadora y las ha cultivado en bacterias, pero aún tienen que probar cómo actúan las enzimas en las plantas. Raab espera comenzar las pruebas de campo a fines de 2007, a fin de obtener la aprobación del Departamento de Agricultura de EE. UU. Para comenzar a comercializar su maíz en 2010. Adaptar el método al pasto varilla requeriría dos o tres años adicionales de investigación académica, dice Raab.