Producen bioetanol y biohidrógeno con bacteria modificada genéticamente

El reporte sobre “La producción y el comercio de los biocombustibles en México y el mundo” 2020, preparado por la Cámara de Diputados, sostiene que en el futuro cercano el país deberá impulsar decididamente el desarrollo de biocombustibles para garantizar la autosuficiencia energética, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero y contribuir en el combate al cambio climático, porque en 2019 solo produjo 171 millones de litros de bioetanol de los 320 millones que consumió.

El documento indica que la caña de azúcar es un insumo considerado para la producción extensiva de bioetanol, debido a su excedente en el sector. Frente a este panorama, el Laboratorio de Futuros en Bioenergía del Cinvestav Unidad Guadalajara, desarrolla tecnologías de alto rendimiento y bajo costo para producir biocombustibles a partir de residuos agrícolas como paja de trigo, rastrojo de maíz o bagazos.

Una de estas tecnologías desarrolladas recientemente utiliza una bacteria de Escherichia coli (E. coli) modificada genéticamente para la producción simultanea de bioetanol y biohidrógeno en un proceso conocido como “fermentación oscura”. 

Esta E. coli modificada utiliza la hemicelulosa de los residuos agrícolas para producir bioetanol y biohidrógeno en tiempos más cortos y en cantidades mayores a 30 por ciento que bacterias similares” explicó Arturo Sánchez Carmona, responsable del Laboratorio de Futuros en Bioenergía y miembro del grupo científico que realizó este trabajo.

“En el laboratorio escalamos la «fermentación oscura», de gran productividad, y los resultados los incorporamos en uno de nuestros diseños de biorrefinerías en los que producimos bioetanol a partir de celulosas, polisacárido presente en los residuos agrícolas. El biohidrógeno generado en el proceso se utiliza para generar parte de la electricidad requerida en todo el sistema; así se mejora el balance energético de la biorrefinería y se reduce el costo de producción del bioetanol”, explicó Sánchez Carmona. 

La investigación, publicada en la revista Chemical Engineering Journal, fue realizada en colaboración con Antonio de León Rodríguez, adscrito al Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, quien produjo la E. coli modificada, mientras el equipo de Sánchez Carmona se concentró en el escalamiento del proceso de “fermentación oscura” usando esa bacteria y el diseño conceptual de una biorrefinería que incorpora dicho proceso en la producción industrial de bioetanol y biohidrógeno.

Comparado con la producción convencional de bioetanol, las biorrefinerías que incorporan esta etapa de fermentación oscura logran un costo aproximado de 1.37 dólares por litro que aún resulta elevado para competir con procesos convencionales; sin embargo, el Laboratorio de Futuros en Bioenergía ya cuenta con tecnologías a escala piloto para producir biocombustibles que incorporen innovaciones como la bacteria E. Coli modificada genéticamente con el propósito de lograr menores costos de producción y competir con los precios de carburantes derivados del petróleo.

Estas propuestas tecnológicas de producción de biocombustibles no impactan a la producción de alimentos porque utilizan residuos agrícolas y el país cuenta con cantidades suficientes para emplearlos en la producción de bioetanol (en otro trabajo se midió la cantidad de ellos); se cuenta con suficiente biomasa de este tipo para producir hasta el 10 por ciento del requerimiento nacional de bioetanol, en sustitución de gasolinas fósiles.

“Nuestros desarrollos tecnológicos contribuyen a mejorar el medio ambiente porque sustituyen los combustibles fósiles por alternativas renovables capaces de reducir la producción de gases de efecto invernadero; también vamos ya en camino de lograr en el corto plazo una disminución de los costos de producción de estos biocombustibles para ser utilizados de manera cotidiana en el país”, aseguró Arturo Sánchez Carmona.