El futuro llegó, y es color verde

Federico Aguer/Prensa UNL

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En diálogo con Campolitoral, 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”.

De allí que el equipo científico del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral 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” dice. Para Alonso, se han registrado avances, pero con los problemas propios de que cambiaron las fuentes originales de obtención de los combustibles, pero todos los procesos intermedios siguen teniendo altos componentes químicos.

“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.

También asegura que 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.). Y un insumo fundamental sería en este caso 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”, se entusiasma.

Alga 4x4

Detrás de esta idea, el equipo de investigadores se largó a estudiar el metabolismo de una microalga que podría usarse para generar biodiésel y bioetanol. De este modo, se podrían dejar de utilizar productos alimenticios como la soja, la caña de azúcar o el maíz.

Se trata de la Chlorella, un alga unicelular microscópica que no mide más de 10 micrones de diámetro pero que a pesar de su tamaño puede ser la solución para dejar de usar alimentos en la producción de biocombustibles.

El equipo liderado por Alberto Iglesias y Cecilia Corregido, del área de Enzimología Molecular del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL), dependiente de la Universidad Nacional del LItoral (UNL) y del CONICET, sostiene que podrían 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”, indicó Iglesias.

Para el científico, esta alga acumula almidón, utilizable para el etanol, y triglicéridos para el biodiésel. Pero también están trabajando con la alga Eullena, la que acumula un polisacárido llamado paramylón, que tiene otra estructura distinta al almidón que la hacen ideal para la confección de biodiésel, de biolubricantes, y plastificantes.

Según agregó, 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”, sostuvo.

Corregido destacó que 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”, contó.

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.

Biocombustibles y genes

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 biodiésel, un combustible que actualmente 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 están tratando de hacerlo, con distintos niveles de éxito, aunque todavía no se realiza mayoritariamente a nivel industrial”, enfatizó el investigador.

Al mismo tiempo, apuntó que la principal dificultad de producir un biocombustible a partir de algas radica en el cultivo, por lo cual conocer sus metabolismos es fundamental. A partir de allí, se pueden diseñar estrategias para provocar que acumulen más almidón o más lípidos.

Por su parte, Corregido acotó que ahora prueban diez genes involucrados en el metabolismo de las algas, generando valiosa información para producir las proteínas que luego se estudiarán y seleccionarán para generar almidón y lípidos.

Alternativas

Iglesias resaltó que la importancia de estos estudios radica en que a partir de estos desarrollos, se podrán producir biocombustibles de manera alternativa, por medio de productos naturales que no compitan con la alimentación humana. “Actualmente se produce biodiésel 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”, finalizó.

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.

Finalmente, Alonso apela al concepto de Biorefinerías para 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.

“Una célula es una máquina química que obtiene materia y energía a partir de reacciones y cada reacción es catalizada por una enzima diferente. El tema es -o debería ser- una política de Estado para instalar un debate de fondo respecto de la urgencia de avanzar en la matriz Bio, frente a una realidad preocupante en materia de infraestructura básica, que impide que esto se concrete. En EEUU, las universidades generan el conocimiento que les garantiza el negocio del futuro”, sostiene Alonso.

“En Argentina tenemos los recursos humanos, pero hacen falta las políticas para generar las tecnologías en este campo. No es lo mismo generar tecnología que comprarla, y es nefasto basar toda una economía en seguir exportando productos con bajo valor agregado”, analizó. Un debate que obliga a instalar en la agenda política esta temática.

El próximo paso

Una biorevolución Para producir bioetanol de segunda generación -que usa desechos agro-forestales en lugar de granos- se necesitarían al menos cuatro enzimas que “se están buscando entre microorganismos del suelo que son especialistas en degradar biomasa”, explicaron desde INDEAR, quienes vienen trabajando fuertemente el tema desde el sur provincial. “Se estima que para 2030 el 4% del combustible automotor mundial será bioetanol de segunda generación, cifra que demandará el 10% de los residuos agrícolas y/o forestales para su producción”, argumentan. Por eso, la posibilidad de producir bioetanol de segunda generación trae aparejado entonces un desafío tecnológico condicionante: la conversión eficiente de lignocelulosa en azúcares fermentables. Según Alonso, actualmente la degradación de la celulosa proveniente del descarte de la actividad agropecuaria y forestal todavía no está del todo resuelta, y tiene un costo y una complejidad que la hacen inviable por los altos precios del combustible y los procesos químicos y físicos que contaminan. “Una solución sería tener el paquete de enzimas que las degradan, pero todavía no se pueden manejar de manera adecuada”.