Biocombustibles

La producción mundial y el uso de biocombustibles han aumentado en años recientes, pasando de 29,3 billones de litros en el año 2000 a 93,2 billones en 2010. Se estima que en el año 2020 a partir de tecnologías de primera generación la producción alcance los 154,9 billones de litros (Urbanchuk 2012). Este incremento se debe principalmente a la incertidumbre de los suministros de petróleo proporcionados por regiones con gobiernos inestables u hostiles a las democracias occidentales.

Por otro lado el uso de bioetanol se estima que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero entre un 30% a 85 % en comparación con la gasolina (Fulton et al. 2004). Además los biocombustibles son únicos entre los disponibles de fuentes alternativas de energía en su compatibilidad general con nuestra actual infraestructura de transporte basada en combustible líquido.

Estados Unidos y Brasil son los productores principales de etanol para combustible, aportando el 50% y 38% de la producción total, respectivamente. La producción de bioetanol en Estados Unidos es a partir de almidón de maíz, que se convierte en glucosa fermentable por el agregado de las enzimas amilasa y glucoamilasa. Sin embargo, se estima que las restricciones de la superficie disponible y el precio de la materia prima ejercerán presiones que limiten la contribución de etanol a base de cereales en los Estados Unidos.

En Brasil la producción de etanol es a partir preferentemente de jugo de caña de azúcar y representa alrededor de un 80%. Se espera que a finales de 2013 se produzcan 36 billones de litros de bioetanol de caña, representando un 50% del combustible de transporte en ese país.

El costo de la materia prima representa una parte importante de los costos totales de producción de etanol de primera generación, que va de un 37% para caña en Brasil al 50% del etanol de grano de maíz en Estados Unidos (Coyle 2007).

Argentina establece un 5% de corte de etanol aprobado y la producción actual se encuentra muy por debajo para satisfacer dicha demanda. Esto disparó que en los próximos años se desarrollaran inversiones para producción de etanol a partir de maíz y sorgo. Asimismo, se reconoce que la producción de etanol y alcoholes a partir de materiales lignocelulolíticos (segunda generación) representa la mejor opción para la expansión de los biocombustibles. En nuestro país, la industria forestal tiene la capacidad de generar materia prima o desechos de industrialización que pueden ser derivados para la producción de etanol de segunda generación.

Por otro lado, las enzimas lignocelulolíticas representan un insumo clave en la producción de etanol a partir de celulosa. La baja actividad de las celulasas, en comparación con las enzimas degradadoras de almidón, hace que los costos de hidrólisis enzimática para obtener etanol a partir de celulosa sean elevados. La reducción del costo de las enzimas utilizadas en estos procesos es crucial para favorecer la adopción de este tipo de soluciones. La mejora y una mayor actividad específica de las celulasas, la reducción de la inhibición alostérica, y una mayor tolerancia a altas temperaturas y cambios del pH óptimo se pueden lograr utilizando metodologías de ingeniería de proteínas. Además, los costos de producción se pueden reducir mediante la expresión de celulasas y hemicelulasas en cultivos de plantas (Sticklen 2008; Taylor et al 2008).

La combinación de los dos enfoques, la mejora de enzimas y la expresión de estas en cultivos podrían mejorar dramáticamente la economía del proceso de obtención de etanol celulósico.

INDEAR e YPF se han unido en 2011 en un esfuerzo para llevar adelante proyectos de mejoras en la produccion de bioetanoles de segunda generación, atacando primero el problema del costo de las enzimas lignoceluloliticas.

Otro biocombustible líquido de creciente relevancia es el biodiesel, obtenido por esterificación de aceites vegetales con alcoholes. Argentina es el principal exportador de biocombustibles del mundo, centrándose la mayor producción en el complejo sojero del gran Rosario. En 2012, la capacidad instalada de producción de biodiesel en Argentina superó los tres millones de toneladas anuales. Esta industria genera un 10% de glicerina cruda como producto secundario, lo que ha causado una sobreoferta de glicerina en el mercado (un compuesto históricamente de alto valor), bajando drásticamente su precio y creando un nuevo problema de manejo de residuos.

Inmet, una nueva unidad de negocios del grupo Bioceres está llevando adelante desarrollos de ingeniería genética microbiana que permiten transformar la glicerina cruda en más biocombustibles. Los desarrollos actuales apuntan a la generación de más biodiesel, útil para vehículos con motor diesel, y a jet-fuel, un combustible en base a alcanos, adecuado para aviones.