Las bacterias genéticamente modificadas producen un 50 por ciento más de combustible

Los investigadores de UCLA han abierto un camino hacia biocombustibles más baratos y más limpios mediante el uso de la ingeniería genética para cambiar fundamentalmente la forma en que ciertos organismos procesan el azúcar.

Impulsores de etanol: Las bacterias de esta placa de Petri se han modificado genéticamente para aumentar la cantidad de biocombustible que se puede producir a partir del azúcar.

Los biocombustibles convencionales son demasiado caros para competir con los combustibles fósiles o liberan tanto dióxido de carbono que apenas vale la pena producirlos, o ambas cosas.

El avance de la UCLA, que aumenta la cantidad de biocombustible que se puede producir a partir de azúcar en un 50 por ciento, podría abaratar la producción de biocombustibles a partir de una variedad de fuentes, especialmente biomasa como astillas de madera y pasto. La industria de biocombustibles de EE. UU. Necesita desesperadamente tales avances, a pesar de que el Congreso ha ordenado que una cierta cantidad de biocombustible de biomasa se mezcle con gasolina, los altos costos y otros factores han limitado la producción, lo que lleva a la EPA a renunciar repetidamente al requisito.

El trabajo de UCLA es un avance prometedor en la tecnología de biocombustibles, dice Wade Robey , director de tecnología de la productora de etanol POET. Dice que muestra el potencial de la ingeniería genética avanzada para reducir drásticamente tanto las emisiones de gases de efecto invernadero como la cantidad de maíz o biomasa utilizada para producir un galón de biocombustible.

En la producción de biocombustibles convencionales, el azúcar derivado de fuentes como el maíz y la biomasa se alimenta a la levadura, que la fermenta para producir etanol. Pero el proceso de fermentación desperdicia un tercio de los átomos de carbono que forman el azúcar; en lugar de utilizarse para producir etanol, el carbono se libera en forma de dióxido de carbono.

Los investigadores de UCLA improvisaron genes de una variedad de organismos para crear una forma alternativa de procesar el azúcar que no emite dióxido de carbono y utiliza todo el carbono del azúcar para producir biocombustible. Crearon bacterias E. coli modificadas genéticamente para demostrar el proceso, pero dicen que la misma vía genética podría incorporarse a otros organismos, incluida la levadura.

Cada vez que usa la fermentación, pierde un tercio del carbono en dióxido de carbono. Podemos retener ese carbono, reducir la huella de carbono de la producción de etanol y ganar más dinero, dice James Liao , profesor de ingeniería química y biomolecular en UCLA.

Para utilizar todo el carbono del azúcar, es necesario agregar hidrógeno al proceso. La fuente de ese hidrógeno y su costo en relación con el costo del azúcar determinan tanto las emisiones totales de carbono como los ahorros de costos. Usar hidrógeno de gas natural es la opción más barata. Pero obtener hidrógeno del gas natural también libera dióxido de carbono, lo que contrarresta algunos de los ahorros de dióxido de carbono del nuevo proceso. En este caso, las emisiones de la producción de etanol se reducirían en aproximadamente un 50 por ciento. El uso de hidrógeno obtenido al dividir el agua con energía solar eliminaría todo el dióxido de carbono emitido durante la fermentación, pero el costo probablemente sería demasiado alto para que el proceso fuera económico.

Dado que el nuevo enfoque produce más etanol a partir del azúcar, se necesitaría menos tierra para producir maíz o biomasa. Y eso reduciría las emisiones de dióxido de carbono relacionadas con la agricultura (como la limpieza de tierras y el uso de diésel para alimentar equipos agrícolas).

Los mayores ahorros de costos serán para el etanol celulósico derivado de la biomasa. El azúcar de fuentes celulósicas es mucho más caro que el azúcar de maíz o caña de azúcar, por lo que hay mayores beneficios al obtener más biocombustible de ese azúcar.

Los investigadores aún deben demostrar que es posible cultivar organismos con los cambios genéticos a una escala lo suficientemente grande como para producir biocombustibles comerciales.

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