La biología sintética impulsa el desarrollo de los biocombustibles

El bisabolane, un compuesto producido a partir de trabajos de biología sintética, podría tener amplias aplicaciones en el terreno de los biocombustibles avanzados, transformándose en una excelente alternativa al diésel. Así lo establece una investigación llevada a cabo en el Joint BioEnergy Institute (JBEI), que depende del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Los especialistas que han hallado este nuevo potencial para los biocombustibles avanzados, que de incrementar su producción podrían reemplazar paulatinamente al combustible estándar empleado actualmente en los motores diésel, vienen trabajando en el tema desde hace varios años. Anteriormente, habían presentado conclusiones de una etapa previa de trabajo, relacionada con la producción de biocombustibles a partir de microbios.

En esta nueva fase de la investigación, los especialistas del Joint BioEnergy Institute, que trabajaron en el proyecto junto a expertos del Lawrence Berkeley National Laboratory, han empleado técnicas de biología sintética -incluyendo el trabajo con cepas de microbios, bacterias y levadura- para producir bisabolane, un compuesto químico que se puede hallar en las plantas y es empleado en la confección de perfumes.

Las pruebas preliminares han demostrado que las propiedades del bisabolane lo convierten en una alternativa prometedora para el desarrollo de biocombustibles avanzados. Según Taek Soon Lee, director del programa de ingeniería metabólica del JBEI y uno de los responsables de la investigación, se trata del primer informe obtenido sobre las propiedades del bisabolane como una alternativa de biosíntesis al diésel D2, empleando la bacteria Escherichia coli y la levadura Saccharomyces cerevisiae.

Biocombustibles avanzados: amplias ventajas

Lee es uno de los autores de un artículo publicado recientemente en la revista Nature Communications que describe esta investigación, difundida también en una nota de prensa del Lawrence Berkeley National Laboratory. Los investigadores Pamela Peralta-Yahya, Mario Ouellet, Rossana Chan, Aindrila Mukhopadhyay y Jay Keasling colaboraron en el mencionado artículo.

Para este grupo de especialistas, el trabajo puede ser un punto de partida para profundizar la investigación en torno a los biocombustibles avanzados, porque permite comprobar que es posible fijar un objetivo concreto en torno a los biocarburantes, evaluarlo y producir el combustible con compuestos previamente diseñados.

Un punto que ayuda especialmente importante para el desarrollo de esta alternativa es que a diferencia del etanol, por ejemplo, que sólo se puede utilizar en cantidades limitadas en los motores de gasolina y no se puede emplear en todos los propulsores diésel, los biocombustibles avanzados son compatibles con todos los motores actuales y registran ventajas ecológicas.

En consecuencia, este estudio podría ser un avance significativo en torno al reemplazo de los combustibles derivados del petróleo, algo que se requiere de manera cada vez más urgente, en particular para los vehículos que no pueden convertirse en eléctricos. Asimismo, Estados Unidos es uno de los países más interesados en esta cuestión, atendiendo a sus grandes necesidades energéticas.

Fase de pruebas

El equipo del JBEI ha explorado específicamente los Sesquiterpenos, compuestos que tienen un alto contenido de energía y propiedades físico-químicas similares a los combustibles diésel. Aunque las plantas son la fuente natural de estos compuestos, el diseño de plataformas microbianas sería el enfoque más conveniente y rentable para la producción a gran escala de biocombustibles avanzados, además de insumir un menor impacto ambiental.

En este último trabajo, Lee y su grupo han utilizado la vía microbiana desarrollada en la fase previa de investigación mencionada anteriormente para crear bisabolene mevalonato, que es un precursor del compuesto denominado bisabolane. Éste tiene propiedades casi idénticas al diésel D2, pero con distintas ventajas que harían factible su uso como combustible.

¿Cómo continúa ahora el desarrollo de esta prometedora investigación? Los especialistas se están preparando para probar el bisabolane desarrollado mediante biosíntesis directamente en los motores diésel utilizados en distintos modelos de vehículos, en el marco de una unidad de demostración avanzada del Lawrence Berkeley National Laboratory destinada a acelerar la comercialización de nuevas tecnologías en el campo de los biocombustibles avanzados.

El objetivo es proporcionar bancos de pruebas a escala industrial de los descubrimientos realizados en el laboratorio. Una vez que se obtengan de forma precisa las propiedades del combustible desarrollado a partir del bisabolene biosintético, será posible realizar un análisis económico que tenga en cuenta las variables de producción, como por ejemplo el tipo de materia prima a emplear y el costo de la producción microbiana de los biocombustibles, entre otros parámetros.