Written by ciencia y tecnologia

Bacterias que convierten dióxido de carbono en combustible

¿Te imaginas producir combustible a partir de gases contaminantes? ¡Bingo! La ciencia lo ha logrado, pues han descubierto una bacteria capaz de convertir el dióxido de carbono, en combustible. De llegar a aplicarse en un proyecto a gran escala, sería una excelente manera de generar un biocombustible que permita disminuir y aprovechar el dióxido de carbono que contamina nuestro ambiente.

La actividad humana desde el inicio de la Revolución Industrial en 1750 hasta el 2019 ha producido un incremento del 48 % en la concentración atmosférica del dióxido de carbono (CO2). Este incremento ha ocurrido a pesar de la absorción de una gran porción de las emisiones por varios depósitos naturales que participan del ciclo del carbono. Las emisiones de CO2 antropogénicas, producidas por actividades humanas, provienen de la combustión de combustibles fósiles, principalmente carbón, petróleo y gas natural, además de la deforestación, la erosión del suelo y la crianza animal.

En el artículo denominado “Light-driven carbon dioxide reduction to methane by nitrogenase in a photosynthetic bacterium” publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, los científicos diseñaron una bacteria artificial que, por medio de un proceso anaeróbico, se descompone el dióxido de carbono del aire en metano e hidrógeno a partir de luz solar.

Caroline Harwood, coautora de la investigación y profesora de microbiología en la Universidad de Washington, dijo que el informe floreció de su trabajo en el que estudiaba una enzima llamada nitrogenasa. Algunos de sus colaboradores lograron alterar la nitrogenasa para que usara la forma más oxidada de carbono, dióxido de carbono, como material de partida y produjera la forma de carbono más reducida, el metano. Pero esta enzima modificada fue tediosamente producida a pequeña escala en tubos de ensayo, lo que no fue suficientemente bueno para un proceso que algún día podría producir cantidades industriales de biocombustibles.

“Queríamos ver si podíamos conseguir que un organismo vivo real hiciera esta conversión”, dijo Harwood, cuestión que lograron, ya que la nueva nitrogenasa producida, convierte el dióxido de carbono en metano de forma independiente y en una única etapa, simplificando el proceso.

Como se produce en un organismo vivo, la reacción tiene lugar a temperatura ambiente, reduciendo la energía requerida para fabricar biocombustible.

La aplicación de este proyecto a gran escala aún no está en marcha porque por el momento, el proceso bioquímico no es bastante eficiente. Esto ocurre debido a que, para este tipo de descubrimientos e investigaciones científicas, el proceso únicamente se realiza en un laboratorio, a escalas muy pequeñas y con procedimientos bastantes complejos, pero de lograr producir esta bacteria a nivel industrial y a un bajo costo, los beneficios pueden ser muy grandes y las emisiones de dióxido de carbono dejarían de ser un problema para la humanidad. Además, se pudiera obtener como producto un combustible como el metano que es uno de los más utilizados en la actualidad.

Este hallazgo abre una puerta más que interesante para la lucha contra el cambio climático.

En la misma línea de investigación y con objetivos similares, existen científicos alrededor del mundo intentando crear energías renovables a partir gases y sustancias contaminantes, promoviendo su aprovechamiento y su disminución, creando energía y combustible, para poder nivelar la balanza.

Uno de los ejemplos corresponde a una investigación publicada por la revista Frontiers of Energy Research que describe un método donde se logra convertir las aguas residuales de hogares e industrias, en gas de hidrógeno limpio y renovable para la producción de electricidad. Se conoce que las plantas de tratamiento de aguas residuales son una gran fuente de gases de efecto invernadero como el metano y el óxido nitroso que también utilizan mucha energía eléctrica, que produce dióxido de carbono.

En esta investigación, Daniel Puyol y sus colegas de la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid utilizaron bacterias fototróficas púrpuras, un grupo diverso de microbios que son fotosintéticos como las plantas, que pueden usar la energía de la luz para convertir las fuentes de carbono en combustible, pero a diferencia de las plantas, estas bacterias dependen de la luz infrarroja. “Aunque la recuperación de recursos a partir de residuos y aguas residuales no es nada nuevo”, dice Puyol, “estamos tratando de hacer lo que la naturaleza ha estado haciendo durante millones de años. La naturaleza, en su sabiduría, ha seleccionado la fotosíntesis como un mecanismo para estas transformaciones. Solo los estamos acelerando”.

Por otro lado, una empresa americana llamada Joule Unlimited, productora de tecnologías para energías alternativas, convertía microorganismos en combustible. En términos muy simples, criaban en masa a cianobacterias modificadas genéticamente en agua no potable repleta de micronutrientes y se ‘alimentaban’ con luz solar y dióxido de carbono. Funcionando cada una como pequeñas fábricas microscópicas, las bacterias se encargarían de cumplir con su ciclo vital y, por el camino, dejaban sus desechos que la empresa recogía. Una vez los desechos eran tratados en un proceso industrial, se convertían en etanol o diésel.

La empresa consiguió 40 millones de dólares en una ronda de financiación en el año 2015, que serviría para ampliar sus operaciones, tanto la superficie industrial como el espacio dedicado a la producción. Sin embargo, en el año 2017 cerró sus operaciones después de que la gerencia no pudo recaudar dinero.

Analizando las investigaciones innovadoras, que prometen tener un buen futuro porque están enfocadas en la creación de energías renovables que ayudan a disminuir la contaminación, la situación con empresas como Joule Unlimited, da mucho que pensar y surgen unas dudas al respecto ¿realmente es rentable una empresa que se dedique a tal fin? ¿este tipo de proyectos realmente tendrá el éxito que se espera? ¿podrá sustituir de manera factible las energías convencionales?

 

Inspirado en un artículo de la www.scientificamerican.com Artículo: Bacterias diseñadas genéticamente convierten el dióxido de carbono en combustible.

Fuente revisada: Fixen, K. R., Zheng, Y., Harris, D. F., Shaw, S., Yang, Z.-Y., Dean, D. R., … Harwood, C. S. (2016). Light-driven carbon dioxide reduction to methane by nitrogenase in a photosynthetic bacterium. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(36), 10163–10167. doi:10.1073/pnas.1611043113

Fuente revisada: https://www.anthropocenemagazine.org/2018/12/bacterias-purpuras-convierten-los-desechos-humanos-en-combustible-renovable/

https://energiahoy.com/2015/05/22/la-empresa-joule-unlimited-convierte-microorganismos-en-combustible/

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