Se acerca la inexorable fecha en que la demanda de petróleo comience a superar la capacidad de extracción. (¿Cuánto tiempo durará el petróleo?). En la actualidad la demanda supera los 80 millones de barriles de petróleo por día y se calcula que de seguir esta tendencia incremental, para el año 2030, la demanda se elevaría 135 millones de barriles diarios. (La celulosa puede ser un biocombustibles líquido que reemplace el petróleo).

Contra el tiempo se ha estado buscando substitutos y los biocombustibles han probado ser útiles. Se ha conseguido fabricarlos exitosamente en base a productos agrícolas, pero esta política tiene su techo. Ha sido como “desvestir un santo para vestir otro”, ya que ha repercutido muy negativamente en el mercado de los alimentos, cuyos precios se fueron a las nubes. Basta señalar que si Estados Unidos decidiera reemplazar el 10% de la gasolina que actualmente consume, por biocombustibles, tendría que utilizar para ello el 30% de toda su tierra agrícola (Los biocombustibles en reemplazo del petróleo). De continuar pensando en biocombustibles, habría que buscar otro tipo de materias primas biológicas que no fueran alimentos, como pastos, algas, residuos de maderas u otros subproductos agrícolas de deshecho.


Segunda generación de biocombustibles

Uno de los principales biocombustibles es el bioetanol que puede complementar o aún reemplazar a la gasolina como combustible para el transporte. Se ha avanzado, de modo que es perfectamente posible obtener el bioetanol a partir de subproductos agrícolas o de productos biológicos no alimenticios. Un informe reciente de la Organización de Industrias Biotecnológicas con sede en Washington DC, afirma que los avances tecnológicos ya logrados permitirían a Estados Unidos, reducir la importación de petróleo anual en un valor de 70.000 billones de dólares, lo que equivale a un volumen considerable de petróleo. Sin embargo, como referencia, hay que señalar que solo en los 30 días del mes de enero del 2010, Estados Unidos necesitó importar petróleo por el valor de 24.7 billones de dólares.

Bruce Dale, de la Oficina de Biobased Technologies junto a la Universidad del Estado de Michigan, en East Lansing, son mas optimistas. Piensan que podría lograrse una segunda producción de biocombustibles capaz de generar 350 billones de litros de biocombustibles por año, lo que es equivalente a la importación total de petróleo de Estados Unidos durante ese período. Basan su optimismo en nuevas tecnologías que han desarrollado y que les permitiría, a partir de celulosa, producir el biocombustibles. Esta molécula es difícil de degradar por su firmeza, ya que es la que le da dureza al tejido vegetal. Sin embargo han podido tratarla en forma tal, que se puede romperla, para posteriormente degradarla mediante enzimas. Así se puede liberar el azúcar, que luego se fermenta hasta producir bioetanol.

Dale y sus colaboradores, han desarrollado una técnica que llaman “expansión de fibras por amonio” (AFEX), mediante la cual pueden llegar, a partir de celulosa, degradarla hasta convertirla en un 90% en biocombustibles. El proceso de AFEX comienza tratando la celulosa en una cámara cerrada con amonio a 100º C y a una presión de 20 atmósferas. Después de 5 minutos de este tratamiento extremo, liberan la presión en forma explosiva y el efecto combinado del amonio caliente y la rápida despresurización quiebra la pared celular (celulosa), separándola en microfibras de celulosa. Con esto se logra que las enzimas puedan comenzar a actuar sobre las moléculas ya separadas de celulosa, con lo que logran liberar finalmente glucosa. Luego estos azucares los fermentan con levaduras o bacterias para producir biocombustibles. “Esta tecnología logra producir 300 litros de biocombustibles a partir de una tonelada de material vegetal”, dice Dale.

La Universidad ha patentado esta tecnología y la ha entregado a una compañía, llamada MBI, en Lansing, Michigan, la que piensa construir una planta piloto que en algunos meses mas estaría lista para procesar una tonelada de material por día. Si todo anda bien, piensan tener en el año 2012 una planta comercial definitiva. Ella podría procesar 250 toneladas de biomasa por día, generando 27 millones de litros de biocombustibles por año, “dice David Jones, de MBI”.

Otras empresas

Hay otras compañías que también han tenido éxito en la producción de de bioetanol. ZeaChem, con sede en Lakewood en Colorado, afirma que con un proceso que han desarrollado, pueden convertir una tonelada de forraje en 500 litros de bioetanol. Esto porque usan bacterias acetogénicas encontradas en el intestino de insectos, capaces de convertir el azúcar en etanol.

La fermentación produce dióxido de carbono y así reduce la cantidad de carbono al convertirlo en etanol. La empresa afirma que las bacterias acetogénicas convierten directamente todo el carbono del azúcar en acido acético, que luego se combina con hidrógeno para producir etanol, sin pérdida de carbón.

La firma Microbiogen, con sede en Lake Nove, New Soouh Wales, en Australia, afirma que la fermentación puede ser rentable aun cuando haya pérdida de carbón. Han logrado en su fermentación, un sorpresivo producto colateral para cerveza, rico en levaduras.

Microbiogen usa acido sulfúrico diluido para quebrar otro componente resistente de la pared de las plantas. Se trata de un polímero llamado “hemicelulosa”, que amarra a las microfibras de la celulosa. La hemicelulosa se separa en sus constituyentes básicos y una azúcar llamada “xilosa”, la que es posible lavarla con agua caliente y utilizarla. El proceso fue desarrollado por el National Renewable Energy Laboratory en Goden, Colorado.

Microbiogen ha demorado diez años para desarrollar una cepa de levaduras de cerveza, Saccharomyces cerevisiae, que es única, ya que sin ser modificada genéticamente, es capaz de quebrar la xilosa. Por esta propiedad no habría objeción para usarla de alimentos libres de manipulación genética, lo que es importante para los reticentes a estos procedimientos genéticos.

Alrededor de un tercio de la levadura que crece durante el tratamiento de la xilosa, es usada realmente en degradación, mientras que los dos tercios restantes pueden cosecharse y usarse en la producción de alimentos animales o para humanos. “Esto significa que potencialmente podemos alcanzar a producir por toneladas de subproductos vegetales, alrededor de 500 litros de etanol,más 80 a 90 kilos de un producto rico en proteínas de levaduras”, dice Philip Bell de Microbiogen.

La firma planea cultivar más cepas de levadura, como también producir biocombustibles y encontrarles uso en la producción de cervezas, vino, pan y alimentos saludables. “Vendiendo el exceso de levaduras, nos va ayudar a elaborar biocombustibles de segunda generación a un menor costo” dice Bell. La conversión de la xilosa en una biomasa de levadura, es económicamente factible, mas que producir biocombustible, añade Bell.

Si todo anda bien y se cumplen las metas de los investigadores, para el año 2050, todo el biocombustibles producido, estaría cubriendo sólo el 4% de las necesidades de petróleo del mundo para cubrir las necesidades del transporte. Si para entonces se agota el petróleo, todavía habría que seguir muchos otros sustitutos.