ENERGIA...ENERGIA!!!

MICROALGAS PARA OBTENER BIOMASA 

Cada vez más, se hace hincapié en el desarrollo de energías alternativas a la producida por combustibles fósiles. La generación energética producida por estos combustibles es limitada, el recurso se está acabando, y además es muy  contaminante. 

Urge encontrar nuevos recursos que suplanten al petróleo y al carbón. 

Entre las energías renovables, la biomasa es muy importante. Hasta el momento para obtenerla, se utilizan recursos que también son alimentos, como la soja, la caña de azúcar y el maíz. 

En la provincia de Santa Fe, un grupo de investigadores, estudia el metabolismo de una microalga que podría generar biodiesel y bioetanol. 

El alga unicelular microscópica, llamada Chlorella, que no mide más de 10 micrones de diámetro, puede ser la solución para dejar de usar alimentos en la producción de biocombustibles. 

Alberto Iglesias y Cecilia Corregido, trabajan en el Área de Enzimología Molecular del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL), dependiente de la Universidad Nacional del LiItoral (UNL) y del CONICET, donde estudian enzimas de Chlorella, que podría producir compuestos de interés en el mundo de los combustibles alternativos.  

“Chlorella es un alga que puede crecer por medio de la fotosíntesis, aunque también puede hacerlo por medio de algún sustrato. Cuando se aplican esos cambios, los productos que se obtienen pueden ser distintos”, explicó Iglesias. 

El estudio de las enzimas es fundamental porque son proteínas presentes en todos los organismos vivos, cuya función es catalizar las reacciones químicas: “Catalizar significa acelerar reacciones. Todas las reacciones están catalizadas por enzimas distintas para que se den en el mismo rango de tiempo. Algunas de esas enzimas son reguladas, con lo cual también se regula todo el grupo de reacciones que ocurren dentro de una célula, lo que se conoce como 'metabolismo'”, agregó el investigador. 

Los científicos hicieron crecer el alga en distintas condiciones de cultivo en laboratorio: en condiciones fotosintéticas y por medio de una fuente externa de carbono. De esta manera, analizaron sus dos compuestos de reserva, almidón y lípidos, ya que ambos pueden ser utilizados para producir biocombustibles. 

“Encontramos que en la fotosíntesis (condición autotrófica) el alga acumulaba tres veces más almidón que cuando se les proveía un alimento (condición heterotrófica), caso en el cual se generaba tres veces más lípidos, indicándonos que el incremento de las síntesis de lípidos va en detrimento de la síntesis de almidón”, destacó Corregido. 

Los estudios fueron realizados a nivel enzimático, es decir, estudiando las enzimas relacionadas con esos dos metabolismos, los del almidón y de los lípidos. A la vez, observaron que las enzimas más importantes involucradas en esos metabolismos también se veían afectadas cuando las algas crecían en una u otra condición. 

Iglesias expresó que por medio del almidón los organismos fotosintéticos acumulan azúcares que pueden convertirse en etanol para la producción de bioetanol, que puede ser utilizado como biocombustible. 

Por otro lado, con los lípidos que generan las microalgas se puede producir biodiesel, un combustible que se produce en la provincia de Santa Fe, pero a partir de aceite de soja. 

“La idea sería reemplazar, en el futuro, el aceite de soja por el de las algas. Hay distintos laboratorios en el mundo que tratan de hacerlo, con distintos niveles de éxito, aunque no se realiza mayoritariamente a nivel industrial”, enfatizó el experto. 

La principal dificultad de producir un biocombustible partiendo de algas radica en el cultivo, por lo cual conocer su metabolismo es fundamental. A partir de allí, se pueden diseñar estrategias para provocar que acumulen más almidón o más lípidos. 

Corregido acotó que están probando diez genes involucrados en el metabolismo de las algas. Esa información resulta sumamente valiosa para producir las proteínas que luego se estudiarán y seleccionarán ya sea para generar almidón y/o lípidos. 

El Dr. Alberto Iglesias, investigador superior del CONICET y profesor titular de la UNL, destacó que todo parte del colapso de un modelo industrial que fue muy exitoso en su momento, pero cuyos resultados ya están siendo dañinos para el medio ambiente, y requieren un replanteo de los paradigmas en materia de generación de alimentos y energía. 

“Se trata de cambiar el balance. Las enzimas lo pueden hacer, sobre todo si son biodegradables”, sostiene convencido. “Otro problema de los productos derivados de la industria petroquímica es su alta permanencia en el tiempo, donde los plásticos -por ejemplo- persisten miles de años”, agrega el investigador. 

El equipo científico del IAL se planteó la necesidad de modificar ese balance para un cambio beneficioso. “La onda bio empezó una década atrás a raíz de la preocupación en los países desarrollados, y es un problema que hay que afrontar” comenta el director del equipo.  

“Como las enzimas son catalizadores de los procesos que ocurren dentro de las células, nuestra visión es que en la conversión de esas fuentes naturales para obtener los distintos productos bio, sería ideal que también estén involucradas las enzimas, lo que en definitiva facilitará el reemplazo de un producto de origen petroquímico por otro que a su vez sea biodegradable”, explica  el catedrático. 

Los organismos fotosintéticos tienen la ventaja que pueden utilizar la luz solar para pasar la forma inorgánica del carbono que es el dióxido de carbono a productos orgánicos (azúcares, lípidos, proteínas, etc.). 

Un insumo fundamental es la luz solar. “A partir de los azúcares se puede lograr el bioetanol que actualmente se obtiene con la caña de azúcar (Brasil) o con el maíz (EEUU), pero esto tiene la desventaja de partir de productos que se podrían destinar a alimentos, y eso crea un problema adicional en el tema precio. Además, las algas no compiten por la tierra de cultivo. El potencial para lubricantes (obtenidos desde los lípidos) es enorme”, explica entusiasmado el doctor Iglesias. 

Euglena

Agrega el científico que esta alga acumula almidón, utilizable para el etanol, y triglicéridos para el biodiésel. También están trabajando con la alga Euglena, la que acumula un polisacárido llamado paramylon, que tiene otra estructura distinta al almidón que la hacen ideal para la confección de biodiésel, de biolubricantes, y plastificantes. 

El reemplazo de procesos químicos por biológicos representa una gran oportunidad para reducir la dependencia del petróleo y mitigar el impacto del cambio climático. De hecho, un desafío a nivel mundial es la reducción de los desechos y residuos antropogénicos, especialmente en las grandes ciudades, y su reemplazo por materiales biodegradables. 

Bajo  el concepto de Biorrefinerías se busca diversificar las fuentes, las tecnologías de proceso, y reciclar los productos que no se usan, como en el caso del glicerol en la industria del biodiésel, la celulosa en el campo de la soja, o el metano producido por las vacas en la ganadería y el tambo. Inclusive, se permite analizar la producción de hidrógeno “el combustible del futuro”, ya que en su combustión produce agua. 

Iglesias resaltó que la importancia de estos estudios radica en que se podrán producir biocombustibles de manera alternativa, por medio de productos naturales que no compitan con la alimentación humana. 

“Actualmente se produce biodiesel a partir de soja y bioetanol por medio de caña de caña de azúcar o de maíz, es decir, productos alimenticios. No está mal, pero conociendo la historia de la humanidad si las sociedades más poderosas necesitan abastecerse de combustible, no les temblará la mano para que una parte de la humanidad no se alimente”, concluyó Iglesias. 

UNL - Facultad de Bioquímica yCiencias Biológicas-Marzo de 2017