Los microbios le hacen frente al cambio climático

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Muchos de los artículos comunes que usamos en nuestra vida diaria, desde materiales de construcción hasta plásticos y productos farmacéuticos, se fabrican a partir de combustibles fósiles.

La bioeconomía se enfoca en reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Por ejemplo, el maíz se puede convertir en etanol y plásticos, los azúcares lignocelulósicos se pueden convertir en combustibles de aviación sostenibles y se pueden fabricar pinturas a partir de aceite de soja.

Estamos muy acostumbrados a que son las plantas las grandes protagonistas en esta transición hacía la bioeconomía. Sin embargo los microbios tienen mucho para aportar. Pueden crecer en dióxido de carbono, produciendo simultáneamente bienes valiosos y al mismo tiempo eliminando un gas de efecto invernadero de la atmósfera.

Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Laboratorio de Berkeley) del Departamento de Energía de EEUU están avanzando con celeridad para convertir esta tecnología en realidad. Dirigido por el científico Eric Sundstrom, investigador de la Unidad de Desarrollo de Procesos de Biocombustibles y Bioproductos Avanzados (ABPDU), y el investigador postdoctoral Changman Kim, el proyecto combina biología y electroquímica para producir moléculas complejas, todas alimentadas por energía renovable.

Con el dióxido de carbono como una de las entradas, el sistema tiene potencial para eliminar los gases que atrapan el calor de la atmósfera, o en otras palabras, una tecnología de emisiones negativas (NET).

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Según los científicos, prácticamente cualquier producto fabricado por la industria química puede encontrar una manera de producirse con microbios. Hay mucho poder para hacer prácticamente cualquier cosa con biología. Es solo una cuestión de si es económico hacerlo, dijeron.

Un área de mucho interés donde se están enfocando es en las proteínas alimentarias. Por ejemplo, puede diseñarse una levadura para producir una proteína de la leche. Entonces, puede producir leche químicamente idéntica a la de la vaca pero sin la necesidad del animal.

‘Estamos ayudando a empresas que fabrican todo tipo de productos, desde proteínas alimentarias hasta biocombustibles y esquís de nieve de base biológica, todos utilizando microbios’, dijo Sundtrom.

El científico destacó que en lugar de usar una fuente de carbono de origen vegetal, podemos evitar la granja y usar directamente dióxido de carbono como fuente de carbono para el crecimiento del microbio y utilizar electrones de electricidad renovable para proporcionar la energía necesaria para generar el mismo conjunto de productos.

‘Combinamos dos pasos para convertir el CO2 y la electricidad en bioproductos en un solo reactor. Esto incluye un paso electroquímico (dividir el agua para producir hidrógeno y oxígeno) y un paso bioquímico, que es la conversión microbiana de hidrógeno, oxígeno y CO2 en biomasa y, en última instancia, productos’, explica el científico.

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La parte complicada son los microbios. ‘Todos los microbios comen algo para vivir, pero muy pocos microbios comen electrones. Estamos viendo cómo podemos convertir la electricidad en algo que los microbios comerán fácilmente. Y encontramos una forma muy simple de hacerlo: cuando se aplica corriente eléctrica a través del agua a un cierto voltaje, el H2O se divide en hidrógeno y oxígeno, y luego los gases salen burbujeando. Y hay grupos de bacterias que consumirán hidrógeno como fuente de energía y luego usarán dióxido de carbono como fuente de carbono para crecer. Esa parte es relativamente conocida’ relata.

‘Lo que estamos tratando de hacer es combinar esos dos procesos. Tienes los electrodos en el agua, burbujeando gas. Y luego podemos agregar CO2. Ahora tenemos los tres ingredientes que necesitamos, hidrógeno, oxígeno y CO2 , todos en el agua, y luego podemos agregar microbios, todo en un tanque. Al combinar el proceso electroquímico con el proceso microbiano, podemos usar los propios electrodos para disolver los gases en el biorreactor, simplificando el diseño del reactor y ahorrando mucha energía. Esa es la parte emocionante’, destaca el investigador.

‘La biología es una forma importante para hacer frente al cambio climático y la conversión biológica puede producir productos con una especificidad que los otros enfoques realmente no pueden igualar. Creo que existe el potencial de trasladar la bioeconomía en general de cualquier materia prima agrícola a la electricidad, lo que sería una perspectiva realmente emocionante a largo plazo’, concluye Sundtrom.

 
 
 
 
 

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