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Martes, 30 abril 2013
Bioquímica

Crear biocombustibles a partir del CO2 del aire usando microorganismos modificados genéticamente

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El exceso de dióxido de carbono (CO2) en nuestra atmósfera, creado por la quema indiscriminada de combustibles fósiles, es la mayor fuerza motriz del cambio climático global, e investigadores de todas partes del mundo están buscando afanosamente nuevas maneras de generar electricidad que liberen menos carbono al entorno.

Ahora, un grupo integrado por algunos de estos investigadores ha encontrado una forma de procesar el mismísimo dióxido de carbono atrapado en la atmósfera para transformarlo en productos industriales útiles, ayudando con esto a paliar la presencia excesiva de CO2 en la atmósfera. Su descubrimiento podría conducir en un futuro no muy lejano a la creación de biocombustibles mediante su elaboración directamente a partir del propio dióxido de carbono que está en el aire, y que es uno de los principales responsables de retener en la atmósfera la energía de los rayos del Sol, elevando de este modo las temperaturas globales en el fenómeno que se conoce como efecto invernadero.

Básicamente, lo que ha hecho el equipo de Michael Adams, del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad de Georgia, Athens, Estados Unidos, es obtener por manipulación genética un microorganismo que hace con el dióxido de carbono exactamente lo mismo que hacen las plantas: lo absorbe y genera productos útiles.

Durante el proceso de fotosíntesis, los vegetales usan la luz solar para procesar agua y dióxido de carbono con la finalidad de elaborar azúcares que las plantas usan luego para obtener energía utilizable por ellas. El ciclo cubre así necesidades parecidas a las que cubre el metabolismo de animales como el Ser Humano, quemando las calorías de la comida para obtener energía utilizable. Los vegetales también liberan dióxido de carbono, solo que en menor medida que el absorbido por la fotosíntesis, con un balance positivo para el medio ambiente, siempre que las temperaturas estén en un nivel aceptable para las plantas.

Con estos azúcares es factible elaborar biocombustible, fermentándolos para hacer etanol, pero ha resultado muy difícil extraerlos con la eficacia necesaria, pues se encuentran atrapados dentro de las complejas paredes de las células.

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Este nuevo descubrimiento significa que es factible prescindir de las plantas como paso intermedio en ese largo ciclo de producción. Ahora es viable tomar el dióxido de carbono directamente de la atmósfera, a través de microorganismos que se pueden manejar mejor que los vegetales, y convertirlo en productos útiles como por ejemplo biocombustibles y otras sustancias químicas de interés industrial, sin tener que pasar por el ineficaz proceso de cultivar las plantas y extraer luego los azúcares de su biomasa.

El nuevo proceso es posible gracias a un microorganismo único llamado Pyrococcus furiosus, que se nutre de carbohidratos en las aguas muy calientes cercanas a las fumarolas hidrotermales del fondo del mar. Estas fumarolas expelen agua marina calentada volcánicamente desde el subsuelo.

Modificando el material genético de este organismo, Adams y sus colegas crearon un nuevo tipo de P. furiosus capaz de alimentarse a temperaturas mucho más bajas a partir del dióxido de carbono.

El equipo de investigación usó hidrógeno para crear en el microorganismo una reacción química que incorpora el dióxido de carbono al ácido 3-hidroxipropiónico, una sustancia química de interés industrial, comúnmente utilizada para fabricar acrílicos y muchos otros materiales y productos.

Con otras manipulaciones genéticas de esta nueva cepa de P. furiosus, Adams y sus colaboradores lograron crear una variante que genera otros productos de utilidad industrial, incluyendo biocombustibles, a partir del dióxido de carbono.

Cuando el biocombustible creado gracias al P. furiosus es quemado, se libera a la atmósfera la misma cantidad de dióxido de carbono que se extrajo de ella en el ciclo de elaboración, por lo que el balance neto de carbono es cero, convirtiéndolo en una alternativa renovable y sostenible, mucho más limpia que la gasolina, el carbón y otros combustibles ampliamente utilizados en nuestros días.

El equipo de Adams trabajará ahora en refinar el proceso, con miras a probarlo a mayor escala.

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