Un paso adelante en la fabricación de biocombustibles baratos

En la búsqueda de biocombustibles baratos, un equipo de investigación de la Universidad de California en Los Angeles, UCLA (USA) ha modificado genéticamente con éxito microbios que son capaces de digerir la celulosa y producir isobutanol, un hidrocarburo con una densidad de energía, índice de octano y presión de vapor similares a la gasolina por lo que puede mezclarse con ésta en cualquier proporción y usarse en los motores de los automóviles.

[José L.G. Fierro, Grupo de Energía y Química Sostenible, ICP-CSIC, Cantoblanco, Madrid]

El bio-etanol es el biocombustible por excelencia que ha alcanzado implantación industrial. La metodología tradicional de producción de bio-etanol utiliza como materia prima el almidón  (semillas)  y los azúcares (caña de azúcar, remolacha) que son fragmentados, en una primera etapa, en azúcares más sencillos, y poateriormente fermentados mediante microorganismos en bio-etanol. Se trata de una tecnología bien conocida, con la que se alcanza una producción mundial próxima a 30 millones de tonelada anuales. Otra tecnología más innovadora y totalmente sostenible de producción de etanol es la que utiliza la celulosa como material prima, que es el componente mayoritario de toda la materia vegetal y, por ello, la materia orgánica más abundante del planeta. Contrariamente a la tecnología convencional, el etanol celulósico se produce a partir de precursores que contienen biomasa celulósica, como los residuos de madera y residuos agrícolas sólidos, más conocidos como residuos. Esta nueva tecnología, puesta en práctica por la empresa Coskata (Estados Unidos), incluye una primera etapa de gasificación con plasma de cualquier tipo de material celulósico, seguida de una segunda de fermentación de la mezcla gaseosa y una tercera de separación del etanol producido mediante un proceso de pervaporación. Los balances indican que la tecnología de plasma incrementa el potencial energético de la mezcla gaseosa en un factor 2-10 con respecto a la mezcla obtenida mediante combustión convencional con el consiguiente coste de producción inferior a 0.4 $/litro.

Recientemente se ha desarrollado un nuevo concepto de producción de combustibles líquidos partiendo del mismo material celulósico precursor. El concepto avanzado consiste en la producción selectiva de isobutanol, en vez de etanol. Comparado con el etanol, otros alcoholes de peso molecular más elevado como el isobutanol son mejores candidatos para reemplazar la gasolina en los motores de combustión debido a que presentan una densidad de energía, índice de octano y presión de vapor similares a la gasolina. Además, el isobutanol derivado de la celulosa no es higroscópico y puede mezclarse con la gasolina en cualquier proporción. Todas estas características resultan de gran importancia práctica en cuanto que la incorporación de isobutanol a la gasolina no supone modificación alguna de la red de distribución o de los tanques de combustible de los propios vehículos, e incluso puede utilizarse directamente en los motores de los automóviles sin ningún tipo de modificación.

El proceso de producción de isobutanol a partir de celulosa lo ha puesto en práctica recientemente un equipo de investigación de la Universidad de California en Los Angeles (UCLA). Mediante técnicas de ingeniería genética el microorganismo modificado Clostridium cellulolyticum sintetiza isobutanol directamente a partir de celulosa. Como resultado de este descubrimiento los costes de producción del combustible líquido (isobutanol) se reducen sustancialmente comparados con los del proceso en el que la celulosa se degrada primero en  azúcares y después se fermentan en etapas separadas. Conforme a esta nueva tecnología se consiguen concentraciones de isobutanol de 0.7 g/L en condiciones muy suaves de operación, tales como temperaturas próximas a la ambiente y presión atmosférica. La producción selectiva de isobutanol en lugar de bio-etanol a partir de biomasa celulósica representa un avance importante en la fabricación de combustibles líquidos de transporte y puede ser una opción de futuro especialmente para aquellos países como España cuyo sector del transporte depende básicamente de las importaciones de petróleo. 

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Comentarios

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[...] que puede mezclarse con ésta en cualquier proporción y usarse en los motores de los automóviles. http://www.madrimasd.org/blogs/energiasalternativas/2011/06/06/131229 08-06-2011 11:58:04Categorías: UncategorizedEtiquetas: var [...]

Y si se les escapa el microbio? Y si se pone a comerse toda la célulosa de los bosques , generando isobutanol, altamente inflamable?

No estamos jugando a ser dioses? Y todo para ir a comprar el pan en coche?

Miedito da el tema

Admirado D. José Luis: Una vez más le felicito por lo bien que explica los temas. Enhorabuena. Intentaré ponerme en contacto con usted y con Dña. Mercedes Ballesteros para que in tentemos indagar sobre el tema en España y ver si podemos obtener más información. También con el catedrático de Bioquímica de la ETSI Montes, D. Cipriano Aragoncillo, al que considero, como a usted, un científico muy brillante.

Apreciado Jesús: Comprendo tu comentario. Si eres tan amable te agradecería que me dejaras tu correo electrónico para hablar contigo del tema. Hay una teoría, ese microbio puede aparecer algún día, si no ha aparecido hasta ahora por algo será. Por tanto, estudiemos en qué condiciones aparece. Podríamos pensar: en las condiciones actuales, “normales” no está, luego si se escapa y entra en condiciones “normales” es lógico pensar que moriría. ¿O no? Buen tema para un trabajo y un proyecto de investigación que bajo la dirección de expertos (el que esto escribe no se considera tan experto) podríamos intentar hacer.

Un saludo para D. José Luis y otro para D. Jesús.

Para D. Javier Dufour una vez más mi enhorabuena.

Nuestra empresa eco combustion europea esta trabajando con modelos de sistemas de produccion de Isobutanol a gran escala en USA. Estamos con un proyecto muy estimulante en España.

Ademas hemos certificado una 62% de eficiencia electrica en motores diesel de 150Kw hasta 6 MW utilizanos tecnologias CPH.

Obtenemos eficiencias de 158grms de aceite vegetal (o gasoil) por kwh.

Normalmente la eficiencia de un motor de 1000Kw (1MW) es de 0,230-0,245 litros de gasolil por kilowatio hora producido, tenemos varios motores en pruebas desde hace año y medio.

Tambien, aplicamos nanotecnologias para evitar el desgaste por micropitting en los pistones debido a la generacion de hidrogenos no molecular, ademas reducimos varias veces la carga que produce el propio motor.

Tenemos algunos motores adaptados con esta tecnologia en la Guardia Civil de Trafico como ensayo en el trasporte, con valores de eficiencia muy importantes.

Si me envian un email, les puedo enviar certificaciones Alemania y de escuela de ingenieros de Malaga.

Un saludo.
Alex Mocho

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