Noticias de Biocombustibles de Ibercib

Un Libro Blanco examina el impacto ambiental de la pol�tica estadounidense sobre biocombustibles

En Washington DC, el Comité de Energía y Comercio de la Cámara de Representantes ha publicado su tercer Libro Blanco, que estudia las emisiones de gases de efecto invernadero y otros impactos ambientales relacionados con la norma sobre combustibles renovables (RFS).

La RFS se creó en virtud de la Ley de Política Energética de 2005 y amplió su alcance en gran medida en virtud de la Ley de Independencia y Seguridad Energética de 2007. Establece objetivos y calendarios para incorporar cuatro categorías de biocombustibles a la oferta nacional de combustibles para el transporte. Cada categoría debe cumplir requisitos específicos en cuanto a su materia prima y a las emisiones de gases de efecto invernadero que genera durante su ciclo de vida. Estas cuatro categorías son el biocombustible convencional (etanol a base de maíz), el biodiésel, el biocombustible celulósico y el biocombustible avanzado indiferenciado. Los objetivos para estas cuatro categorías totalizan 16.550 millones de galones en 2013, donde el biocombustible convencional asciende a 13.800 millones. Está previsto que el biocombustible convencional llegue a su tope de 15.000 millones de galones en 2015, mientras que el resto de categorías seguirán aumentando hasta que la RFS alcance un total de 36.000 millones de galones en 2022. La serie de Libros Blancos publicada por el Comité pretende revisar la RFS y su aplicación y solicitar la aportación de las partes interesadas. El Comité planteará a las partes interesadas una serie de preguntas en relación con cuestiones derivadas de la actual RFS a las que deberán contestar el 24 de mayo de 2013 a más tardar.

L�deres industriales solicitan una buena reglamentaci�n europea sobre los biocombustibles

En su encuentro con los diputados al Parlamento Europeo en Bruselas, la organización de Líderes de los Biocombustibles Sostenibles (LSB) transmitió una idea clara: «Los biocombustibles avanzados de segunda generación están listos para competir con los biocombustibles convencionales, con empresas dispuestas a invertir en proyectos comerciales si se dan las circunstancias adecuadas». Según la declaración oficial de la LSB, dichas circunstancias incluirían un marco legislativo estable con objetivos específicos de aplicación de biocombustibles avanzados de segunda generación o de biocombustibles que se puedan fabricar a partir de biomasa lignocelulósica, como hierba, madera o residuos agrícolas.

La LSB afirma que los biocombustibles avanzados tendrán repercusiones económicas y ecológicas positivas en la UE. Los biocombustibles avanzados podrían reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, descarbonizar el transporte y mejorar la calidad del aire, creando al mismo tiempo más empleo. Dado que la competencia en este sector crece rápidamente, la LSB considera que deben existir condiciones a largo plazo que favorezcan la inversión y promuevan al mismo tiempo unos biocombustibles verdaderamente avanzados. La LSB es una organización integrada por los Consejeros Delegados de siete importantes fabricantes europeos de biocombustibles y compañías aéreas que apoyan el desarrollo y comercialización de biocombustibles de segunda generación. El encuentro citado fue organizado por la Comisión de Industria, Investigación y Energía (ITRE) del Parlamento Europeo.

Una nueva cepa de levadura transforma los az�cares de las mazorcas de ma�z en etanol

Los investigadores del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del Departamento de Agricultura de EE.UU. han identificado una cepa de levadura que disgrega y fermenta los azúcares de las mazorcas de maíz sin necesidad de costosas enzimas. La nueva cepa de Clavispora Y-50464 es una variante que tolera altas temperaturas y la presencia de compuestos derivados de las mazorcas que interfieren con el crecimiento y fermentación de la levadura.

Gracias a su capacidad de prosperar a temperaturas elevadas, podría utilizarse en el proceso de sacarificación y fermentación simultáneas (SSF), que combina la liberación y la fermentación de azúcares para producir etanol celulósico. En un experimento donde se comparó la cepa Y-50464 con otra cepa Y-12632, los investigadores del USDA-ARS observaron que la Y-50464 favorecía una fermentación más rápida y una mayor productividad de etanol sin necesidad de incorporar beta-glucosidasa, una de las dos enzimas necesarias para producir etanol derivado de celulosa. Normalmente se agrega celulasa y betaglucosidasa para disgregar los residuos y extraer los azúcares de las mazorcas de maíz una vez extraída la xilosa. Los investigadores encontraron evidencias de actividad enzimática en los extractos de Y-50464, pero no en los de Y-12632. Posteriormente confirmaron que la Y-50464 contiene una nueva forma de betaglucosidasa. La cepa de levadura Y-50464 supone una oportunidad de eliminar la necesidad de agregar costosas enzimas a la producción de etanol celulósico. Los investigadores tienen previsto seguir estudiando opciones para combinar las características deseables de esta cepa con enzimas adicionales para continuar mejorando la biotransformación de los biocombustibles avanzados.

Las empresas a�reas estudiar�n consumir biocombustibles a base de residuos

Air Canada y Airbus han firmado un acuerdo con la organización sin ánimo de lucro BioFuelNet Canada para ayudarles a encontrar los biocombustibles más sostenibles para la aviación y explorar el potencial de los biocombustibles elaborados a partir de residuos.

Airbus y Air Canada forman parte de una amplia coalición comprometida a conseguir un crecimiento neutro en carbono a partir de 2020 y a reducir las emisiones de efecto invernadero en un 50 % hasta 2050. BioFuelNet, una organización que tiene su sede en la Universidad McGill de Montreal, reúne a científicos canadienses dedicados a la investigación de los biocombustibles y cuenta con socios industriales y gubernamentales para acelerar la investigación, el desarrollo y la comercialización de biocombustibles avanzados. BioFuelNet Canada centra sus esfuerzos en la investigación de biocombustibles a base de biomasa no alimentaria En virtud de este acuerdo, BioFuelNet investigará diversas materias primas, como los residuos sólidos urbanos y los residuos agrícolas y forestales, así como una serie de procesos de transformación para producir biocombustibles. El objetivo último es determinar qué biocombustibles avanzados son los más sostenibles para la aviación.

Posibilidades del cultivo de macroalgas al aire libre para producir biodi�sel

Un equipo de investigadores chinos ha publicado en la revista Bioresource Technology los resultados de un estudio que evalúa la viabilidad de la producción de biodiésel a partir de macroalgas al aire libre, utilizando urea como fuente de nutrientes. Las macroalgas oleaginosas se consideran prometedoras como materia prima para la producción de biodiésel debido a su eficacia fotosintética, a su alto contenido en lípidos y a su capacidad de prosperar en ambientes extremos.

La mayoría de los experimentos de producción de biodiésel a base de algas se han realizado en laboratorio, con una lámpara fluorescente como fuente de luz. En este estudio, los investigadores chinos demuestran que es posible cultivar la Chlorella sp. (FACHB-1748) al aire libre, con luz solar natural. Las macroalgas se aislaron en un estanque de Huang Gang, en China. Dado que la nutrición de las algas requiere nitrógeno, los investigadores utilizaron urea —una fuente de nitrógeno económica y abundante— para cultivar las macroalgas con una tasa de aplicación optimizada. Los investigadores obtuvieron la máxima biomasa de algas y productividad de lípidos con 0,1 g/L de urea en grandes fotobiorreactores al aire libre. También observaron una importante mejora del contenido de lípidos y del rendimiento total de lípidos al agregar cloruro sódico y acetato. Se afirma que la calidad y las propiedades del biodiésel producido en estas condiciones satisfacen los criterios de algunas normas internacionales de combustibles en virtud de determinados parámetros.

Una planta de reciclado convierte las aguas residuales en biocombustible

En Estados Unidos, BlackGold Biofuels, una empresa radicada en Filadelfia, ha abierto un nuevo centro en Charlotte, Carolina del Norte, que reciclará las aguas residuales de los restaurantes de la zona para fabricar biocombustible. Este centro utilizará como materia prima los residuos de los colectores de grasa de cocinas comerciales e institucionales generados durante el lavado de vajillas y la preparación de alimentos. Las partículas de basura y alimentos se separan de estas aguas residuales. La tecnología punta del centro extrae depura los aceites recuperados para utilizarlos en la producción de biocombustibles.

Se cree que este proyecto de reciclado ayudará a reducir la dependencia de los combustibles derivados del petróleo y la carta de trabajo de las depuradoras de aguas residuales de la zona. El proyecto también ayudará a evitar que los residuos de los colectores de grasas lleguen a los vertederos. La Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos afirma que las obstrucciones por grasas son una de las principales causas de rebosamiento del alcantarillado en todo el país. Los residuos de los colectores de grasas suelen ir a vertederos o esparcirse en los campos. Como pocas instalaciones disponen de las costosas infraestructuras necesarias para transformar este residuo en biogás para usos energéticos, buena parte de estos residuos acaban en la red de alcantarillado.

Una planta piloto producir� biocombustibles m�s baratos con un m�todo novedoso

Un gran reto de la producción comercial de biocombustibles celulósicos —los derivados de plantas herbáceas y leñosas— ha sido siempre el coste de transporte de la materia prima biomásica. La empresa Mercurius Biofuels LLC, radicada en Washington, construirá una planta piloto en Indiana con ayuda del Departamento de Energía.

La planta utilizará un procedimiento novedoso para transformar la biomasa celulósica en una sustancia química intermedia en forma líquida en pequeñas fábricas localizadas cerca de la fuente de la materia prima, de modo que resulte más económico enviarla a una gran instalación central donde se transformará en combustible. Mercurius utilizará ácidos para disgregar la celulosa y producir una sustancia intermedia denominada clorometilfurfural.

Transformar la celulosa en esta sustancia química es más eficiente que el proceso de fermentación tradicional, porque puede capturar todo el carbono disponible en la biomasa. La fermentación libera una tercera parte del carbono en forma de dióxido de carbono. Otra característica esencial del proceso es que se pueden separar fácilmente los ácidos utilizados y reciclarlos. El clorometilfurfural se puede convertir en gasóleo o queroseno utilizando procesos industriales parecidos a los procesos de refino del petróleo, por lo que se puede comercializar fácilmente. Se ha demostrado cada parte del proceso a pequeña escala, incluidas las fases finales de producción de gasóleo y queroseno que cumplen las especificaciones de automoción.

Sistemas enzim�ticos combinados para degradar la celulosa m�s eficientemente

Los investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables perteneciente al Departamento de Energía de EE.UU. y del Instituto Weizmann de Israel han observado un incremento radical de la disgregación enzimática de la biomasa vegetal gracias a la combinación de dos sistemas enzimáticos microbianos.

Las enzimas producidas por algunos microbios degradan de forma natural la celulosa que contiene la biomasa vegetal, de modo que los azúcares liberados pueden fermentarse para producir etanol. Sin embargo, las plantas poseen barreras naturales que hacen que sea más difícil para las enzimas actuar sobre la celulosa que contienen las paredes de sus células y superar esta barrera incrementa el coste de producción de los biocombustibles.

Los investigadores han explorado varios métodos de pretratamiento y combinaciones de enzimas que pueden acelerar la disgregación de la celulosa. El presente estudio, publicado en la revista Energy & Environmental Science, analizó los mecanismos degradadores de la biomasa de dos destacados sistemas enzimáticos. Uno es conocido como el "sistema enzimático libre", producido por un hongo, que es un cóctel de enzimas con uno o varios dominios catalíticos por enzima.

El otro se denomina celulosomas, que son complejos multienzimáticos producidos por una bacteria con múltiples unidades catalíticas por complejo. Cuando se combinan dos sistemas enzimáticos, las paredes de las células se deconstruyen de modo más eficiente. El microscopio electrónico de transmisión reveló diferentes mecanismos de disgregación de la celulosa en ambos sistemas enzimáticos. El conocimiento de estos mecanismos podría dar lugar a nuevas estrategias para modificar enzimas con el fin de obtener formulaciones óptimas para la producción de biocombustibles celulósicos.

Proyecto en las Islas Canarias: biocombustible derivado de los residuos del pl�tano

En España, los investigadores del Instituto Tecnológico de Canarias (ITC) trabajan en un proyecto que trata de optimizar el proceso de transformación de los residuos plataneros en biocombustibles de segunda generación. Las Islas Canarias producen grandes excedentes de plátano que no se venden y acaban en los vertederos en forma de residuos. La disponibilidad de la posible materia prima que serían los residuos de tallos y frutos del plátano llevaron a los investigadores del ITC a poner en marcha el proyecto de transformación de plátano en biocombustible. Ahora estudian cómo optimizar el proceso productivo, especialmente la proporción de materias primas introducidas para capturar el gas de cara a su transformación en biocombustible de segunda generación. Aunque el proyecto está todavía en una fase muy temprana, los investigadores esperan contribuir a reducir los residuos de la industria bananera de la zona y suministrar energía renovable a las islas.

Descubren los compuestos que desencadenan la producci�n de aceite en las microalgas

Investigadores de la Universidad de California-Davis han descubierto varios compuestos bioactivos que aumentan la productividad de aceite de las algas verdes microscópicas, fuente potencial de biodiésel y otros combustibles «verdes».

El estudio completo se ha publicado en Internet en la revista ACS Chemical Biology. Los investigadores de la UC-Davis utilizaron un procedimiento parecido al que se aplicó en el descubrimiento de un fármaco terapéutico para modular las vías metabólicas de los lípidos en microalgas productoras de aceite comercialmente viables. Dicho procedimiento identificó los compuestos químicos desencadenantes del crecimiento y de la producción de aceite por medio de un ensayo de microplacas, consistente en un conjunto piloto de moléculas bioactivas y cuatro cepas de microalgas oleaginosas anteriormente descritas como valiosas para aplicaciones de biocombustibles comerciales. Los compuestos de plomo obtenidos con el ensayo de microplacas se observaron posteriormente en cultivos de mayor tamaño y se cuantificaron y caracterizaron los lípidos producidos. Los investigadores identificaron varias moléculas pequeñas que incrementaban notablemente la productividad de los lípidos y que son prometedoras como sondas de las vías metabólicas de los lípidos en las microalgas. En virtud de los experimentos en grandes cultivos, estimaron que la productividad de los lípidos aumentaba hasta un 84 % sin reducción del crecimiento. Algunos de estos compuestos desencadenantes serían rentables en volúmenes de 50.000 litros, según sus cálculos. Algunos de los prometedores compuestos identificados son antioxidantes comunes como la epigalocatequina galata, que se encuentra en el té verde, y el hidroxianisol butilado (BHA), un conservante alimentario.

Nuevos catalizadores para transformar el etanol en butanol

Un equipo de investigadores británicos ha publicado el descubrimiento de una nueva familia de catalizadores que permite realizar una conversión altamente selectiva de etanol en n-butanol: un combustible alternativo para el transporte energéticamente más eficiente.

El butanol es un combustible alternativo avanzado que puede sustituir al etanol en las mezclas de gasolina porque tiene un mayor contenido energético y, por tanto, aumenta el rendimiento de kilometraje del combustible. En los últimos tiempos se han llevado a cabo investigaciones dedicadas a explorar las vías biosintéticas de producción de bioetanol, pero el problema han sido las bajísimas tasas de conversión. Por eso los investigadores buscan procesos catalíticos que puedan transformar el etanol —más fácil de conseguir— en butanol. Los catalizadores aceleran la transformación química reduciendo la energía necesaria para desencadenar reacciones. Muchos productores de etanol están muy interesados en estas tecnologías de conversión catalítica porque no sería necesaria tanta retroadaptación para producir butanol. Sin embargo, los procesos catalíticos tienen el problema de que su selectividad es escasa en la mayoría de los casos.

Los investigadores de la Universidad de Bristol han desarrollado catalizadores homogéneos de difosfina de rutenio para transformar el etanol en butanol, según comunicaron en la 245ª Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Química Americana. Los análisis preliminares indican que estos nuevos catalizadores son mejores que los que se utilizaban anteriormente, ya que presentan selectividad del n-butanol, alcanzando una tasa de conversión superior al 95 %. Estos nuevos catalizadores podrían reducir el coste de conversión de las plantas de etanol para la producción de butanol. Con estos nuevos catalizadores, el etanol producido por métodos convencionales se podría convertir en butanol sin una fase de reacción adicional.

Nuevas enzimas degradadoras de la biomasa obtenidas de un hongo intestinal de los caballos

Científicos estadounidenses han aislado una nueva especie de hongo del tracto digestivo de los caballos que presenta una elevada capacidad enzimática contra los materiales celulósicos y lignocelulósicos. La disgregación enzimática de la celulosa entramada con el duro polímero que es la lignina en el material biomásico constituye un serio problema para la transformación de biocombustible.

Los investigadores han estudiado el sistema digestivo de grandes herbívoros como las vacas y los caballos en busca de enzimas microbianas capaces de degradar eficazmente los sustratos de celulosa y lignocelulosa y obtener azúcares simples que fermentar para producir etanol. Los estudios realizados hasta ahora se habían centrado en las bacterias intestinales, pero los investigadores creen que los hongos intestinales representan una importante fuente de digestores de celulosa que secretan singulares y potentes complejos enzimáticos. Un estudio reciente realizado por los investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara y sus colaboradores del Instituto Tecnológico de Massachusetts y de la Universidad de Harvard investiga los hongos intestinales que habitan en el tracto intestinal de los caballos capaces de digerir hierba rica en lignina. En su informe presentado en la 245ª Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Química Americana, los investigadores describen el descubrimiento de una nueva especie de hongo intestinal anaeróbico y de las nuevas enzimas degradadoras de biomasa o «celulolíticas» que produce. Analizando el transcriptoma del hongo —el conjunto de material genético codificador de proteínas—, el equipo de investigación pudo identificar directamente y ensamblar la codificación de genes de las enzimas capaces de disgregar los sustratos celulósicos y lignocelulósicos. Actualmente tratan de identificar las enzimas más activas de este conjunto y transferir a levaduras los genes fúngicos que producen dichas enzimas, para aplicarlas a la producción industrial a gran escala.

Se dise�a la pared celular de una planta para mejorar la producci�n de az�cares para fabricar biocombustibles

Los investigadores del Instituto de Bioenergía (JBEI) del Departamento de Energía de EE.UU (DOE) han utilizado las herramientas de la biología sintética para reducir el contenido de lignina y mejorar la deposición de polisacáridos en las paredes celulares de plantas modificadas genéticamente. La biomasa de estas plantas se puede degradar más fácilmente para obtener azúcares fermentables para producir biocombustible.

Los azúcares polisacáridos presentes en la pared celular de materias celulósicas como las hierbas y los árboles están confinados en un duro polímero denominado lignina que dificulta la extracción de estos azúcares y el acceso a enzimas degradantes antes de su fermentación para producir etanol. Para liberar estos azúcares de su jaula de lignina, hacen falta costosos pretratamientos. El elevado coste de estos pretratamientos es un importante obstáculo para la comercialización de los biocombustibles celulósicos. Reducir el contenido de lignina de la biomasa lignocelulósica no es fácil porque puede reducir la productividad de la biomasa debido a la pérdida de integridad de los vasos, los tejidos clave que transportan y distribuyen el agua y los nutrientes desde las raíces hasta las partes que sobresalen del suelo. Para resolver el problema de la lignina, los científicos del JBEI han reconexionado la red de células secundarias de la planta modelo Arabidopsis thaliana cambiando el promotor de un gen clave de la lignina. Esta modificación desconecta la expresión del gen de la lignina de la red reguladora de las fibras y reconexiona la biosíntesis de la lignina para la formación de los vasos.

Gracias a la modificación del promotor, se introduce también el mecanismo denominado «circuito de realimentación positiva artificial» (APFL) para aumentar la deposición de polisacáridos en las células de fibra. El resultado es una planta modificada sana, que acumula lo bueno (polisacárido) y reduce el polímero problemático (lignina). En comparación con las plantas no modificadas, el proceso de disgregación enzimática de estas plantas libera mejor el azúcar de su biomasa.

Un informe analiza las futuras sinergias entre alimentos y biocombustibles

Una parte del informe «El consumo de alimentos, combustibles y fitonutrientes en el futuro», publicado por el Consejo de Agronomía y Tecnología (CAST) describe escenarios que aumentarían la producción de piensos sobre una misma superficie de terreno gracias a las sinergias que ofrece la producción de biocombustible celulósico. Los autores del informe CAST aportan ideas al debate de los alimentos frente a los combustibles. Afirman que «la misma instalación que produce materia prima pretratada para la producción de biocombustible puede producir piensos mejorados para rumiantes».

Según su análisis, es probable que el incremento de la producción de biocombustible celulósico vaya acompañado de grandes incrementos en la producción de piensos para rumiantes, con el consiguiente aumento de proteína y energía digestible. Estos dos cambios tendrán el efecto de que se utilice el suelo de modo más eficiente para satisfacer las necesidades de alimentos (en concreto piensos) y biocombustibles. Uno de los escenarios descritos en el informe es la cosecha temprana de materias primas como la alfalfa y hierbas de alto contenido proteínico, para aprovechar la fracción celulósica en la producción de biocombustible y concentrar la proteína en piensos. También se puede coproducir proteína para piensos junto con los biocombustibles por medio de la levadura usada.

Para aumentar la producción de biomasa con destino a piensos y biocombustibles será preciso prestar mucha atención a las necesidades de fitonutrientes. «Existe una necesidad urgente de apoyar la investigación y el desarrollo para reducir la superficie total de suelo necesario para la producción de biocombustible integrando la producción de piensos con la producción de biocombustible celulósico, así como de recuperar y reciclar fitonutrientes esenciales durante la producción del biocombustible», concluye el informe.

El ma�z biotecnol�gico dispara la productividad de bioetanol

En Iowa (EE.UU.), los productores de bioetanol reclutan agricultores para cultivar el maíz biotecnológico conocido como Enogen, que está diseñado para lograr una producción de etanol más eficaz.

La compañía suiza Syngenta ha desarrollado el híbrido Enogen para ofrecer a los productores de etanol la posibilidad de mejorar su eficacia. Estados Unidos aprobó su cultivo comercial en 2011. Este híbrido patentado contiene un gen microbiano que codifica una enzima alfa-amilasa termoestable, la enzima principal utilizada en la producción de etanol a base de maíz triturado en seco. La alfa-amilasa se expresa directamente en el endoesperma del grano de maíz y agiliza la disgregación del almidón en azúcar, que es el primer paso para transformar el grano en etanol.

Según Syngenta, la alfa-amilasa de Enogen queda inactiva mientras el grano permanece intacto, pero cuando se tritura, se libera para disgregar el almidón. Si se utiliza el grano Enogen como materia prima, prácticamente se elimina la necesidad de añadir alfa-amilasa comercial líquida durante el proceso. El grano Enogen también acelera el proceso de fermentación, ya que reduce o elimina la necesidad de ajustar el pH con sustancias químicas. De este modo, se puede producir mayor cantidad de etanol con la misma cantidad de maíz. También se mejora el rendimiento del proceso reduciendo el coste de calentamiento y enfriamiento de la mezcla y, por tanto, el consumo de agua y energía. Una planta de 380 millones de litros que utilizase maíz Enogen podría ahorrar 1,7 millones de agua, 1,3 millones de kWh de electricidad y 244.000 millones de BTU de gas natural, reduciendo al mismo tiempo las emisiones de dióxido de carbono en 48.000 toneladas, según Syngenta. Algunos productores de bioetanol de Iowa han comenzado a utilizar el maíz Enogen a nivel comercial, ante los buenos resultados de las pruebas realizadas. Ahora colaboran con Syngenta para animar a otros agricultores a cultivar Enogen con determinados requisitos de producción y gestión. A cambio, se garantiza a los agricultores una prima de 40 céntimos de dólar por bushel (0,04 m3).

El genoma del melocot�n da ideas para la producci�n de cultivos biocombustibles

En el último número de Nature Genetics, un equipo de científicos que integran la Iniciativa Internacional del Genoma del Melocotón ha publicado la secuencia genómica de la variedad Lovell de melocotón (Prunus persica), con 265 millones de bases. A raíz de este avance, los científicos del Instituto Genómico del Departamento de Energía de EE.UU. (DOE JGI) piensan ya en cómo utilizar el genoma del melocotón para estudiar genes de especies de árboles afines que pueden utilizarse como materias primas biocombustibles.

El álamo es una posible fuente de materia prima biocombustible de segunda generación y una de las especies emblemáticas del DOE JGI, cuyo genoma tiene un notable parecido con el del melocotón, según Jeremy Schmutz, jefe del Programa Plantas del DOE JGI y miembro del consorcio que secuenció el genoma del melocotón. Por este motivo, los investigadores no solo podrán utilizar el genoma del melocotón para estudiar la genética de este fruto, sino también para profundizar en el conocimiento de la biología básica del álamo a fin de aumentar la eficiencia del proceso de conversión en biocombustible. El melocotón puede utilizarse como planta modelo para estudiar los genes del álamo y este conocimiento puede aplicarse al desarrollo de árboles más eficientes. Por ejemplo, tal como demuestran los estudios actuales, el genoma del melocotón puede aportar información sobre las vías metabólicas que intervienen en la biosíntesis de la lignina, que es el principal obstáculo para la conversión de la biomasa leñosa en bioetanol.

Uno de los eventos más interesantes para los científicos del DOE JGI es el denominado gen «perenne» del melocotón, que prolonga su temporada de cultivo. La idea es utilizar el gen «perenne» del melocotón para buscar un gen parecido en el álamo. Según Daniel Rokhsar, jefe del Programa Eucariótica del DOE JGI, se podría manipular el evento «perenne» en el álamo para aumentar su rendimiento biomásico para la producción de biocombustible.

Publicado el mapa gen�tico de dos ecotipos distintos de pasto aguja

Un consorcio internacional de científicos ha publicado los primeros mapas genéticos completos del pasto aguja (Panicum virgatum L.) en la revista Bioenergy Research.

El pasto aguja es una hierba perenne que ha sido objeto de intensa investigación desde 1992, año en que el Departamento de Energía de EE.UU. seleccionó esta especie como modelo herbáceo para su Programa de Desarrollo de Materias Primas Biocombustibles. La investigación bioenergética del pasto aguja ha estado orientada a mejorar su rendimiento biomásico y a reducir su recalcitrancia (la falta de disponibilidad de los azúcares atrapados en la biomasa celulósica que dificulta la producción de bioetanol).

Guiándose por estos objetivos, un equipo internacional de investigadores se embarcó en un estudio de cartografía genética para desvelar los numerosos secretos que encierra el genoma del pasto aguja y que pueden ser la clave para aumentar el rendimiento biomásico y la eficiencia del proceso de conversión en etanol. El mapa genético publicado se obtuvo a partir de una población de mapeo de hermanos completos derivada de un cruce entre dos cultivares de contraste: el «Alamo» de tierras bajas (AP13) y el «Summer» de tierras altas (VS16).

Los análisis comparativos entre los mapas AP13 y VS16 relevan una elevada colinealidad entre ambos, con parecidos órdenes de marcadores y tasas de recombinación. Esto indica que debería existir libre intercambio genético entre estos dos ecotipos y, por tanto, debería poderse lograr el mejoramiento genético mediante la transferencia de eventos favorables desde las tierras bajas con mayor rendimiento biomásico hasta las tierras altas más tolerantes al frío, y viceversa. Los marcadores genéticos cartografiados ofrecerán información útil, no sólo para avanzar en el conocimiento del genoma del pasto aguja, sino para identificar los genes asociados con eventos cuantitativos y cualitativos para la producción bioenergética.

Minnesota podr�a aprobar una ley para aumentar el porcentaje de mezcla de biocombustibles

El Estado de Minnesota (EE.UU.) tiene pendiente de aprobación una ley que prepara el terreno para el combustible E15 (mezclado con un 15 % de etanol), con el fin de sustituir un 30 % del petróleo en 2025.

Los biocombustibles representan el 11 % de la panoplia de combustibles para el transporte en este estado. La nueva Ley del Senado 448 y su correspondiente Ley del Congreso 462 permitirán al Estado alcanzar su objetivo del 30 % de biocombustibles en 2025, empezando por el 14 % en 2015 para llegar después al 18 % en 2017 y al 25 % en 2020.

Esta ley no solo se refiere al bioetanol, sino a todos los biocombustibles autorizados por la Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos, incluyendo el isobutanol o biobutanol. Esta ley es resultado del consenso alcanzado por el Grupo de Asesoramiento sobre Biocombustibles, formado por 25 expertos en butanol, biobutanol, medio ambiente y otros aspectos relacionados con los biocombustibles que mantuvieron varias reuniones para determinar la forma de mantener la fuerza del actual sector del etanol y abrir el mercado a toda una gama de biocombustibles.

Perspectivas del sector de biocombustibles a base de algas en los Emiratos �rabes Unidos

Los Emiratos Árabes Unidos (EAU) pueden ser un lugar ideal para desarrollar una industria de biocombustibles a base de algas muy competitiva a nivel internacional y podrían convertirse en un país líder de este sector, según los expertos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Masdar. La presentación sobre el potencial de crecimiento y exportación del sector de biocombustibles de algas de los EAU se llevó a cabo durante la Conferencia, Seminario y Cumbre AlgaeWorld MENA 2013, que tuvo lugar en Dubai del 25 al 27 de febrero.

Las algas autóctonas de los EAU se han adaptado para prosperar en una gran variedad de condiciones de temperatura y salinidad. Se considera que el desarrollo y producción de estas cepas de algas para biocombustibles no competirá con el suministro de agua potable ni con la producción de alimentos y que servirá de complemento al sector acuícola del país. Además, los EAU pueden utilizar su inmenso desierto para el cultivo de algas con instalaciones adecuadamente diseñadas, de modo que el ecosistema marino del Golfo Pérsico no resulte afectado. Se estima que la industria de algas para biocombustibles impulsará las exportaciones del sector de biocombustibles y creará una base de conocimientos sobre algas sin parangón, que permitirá a este país exportar también el conocimiento necesario para implantar esta industria en otras partes del mundo. La comercialización de biocombustibles todavía está en fase de implantación y crecimiento en los EAU. Actualmente se están llevando a cabo actividades de investigación relacionadas con los biocombustibles en el Laboratorio de Investigación de Algas del Instituto Masdar y en el Laboratorio de Ingeniería Química y Ambiental Microbiana (MECEL).

Una encuesta sectorial apunta un futuro mejor para los biocombustibles de algas

Una encuesta entre más de 470 contactos del sector de algas realizada el pasado mes de enero por la Organización de la Biomasa de Algas (ABO) demuestra que se estima que la industria aumentará la producción de biocombustibles y otros productos alternativos a lo largo de este año y competirá con los derivados del petróleo en 2020. Según los resultados de esta encuesta, el 67 % de los productores de algas tienen previsto ampliar su capacidad en 2013 y más del 90 % del total creen que es probable que los combustibles a base de algas compitan con los fósiles en 2020.

En respuesta a una pregunta sobre qué derivados de algas se producirán, el 28 % de los productores indican que su objetivo son los mercados de combustibles, pero hay muchos que también se plantean producir piensos (35 %), productos nutricionales o nutracéuticos (28 %) y fertilizantes (18 %). Los encuestados también señalan el papel de una política federal favorable para potenciar la industria y acelerar la creación de empleo y la producción. Como políticas de mayor importancia, se apuntan las subvenciones a la investigación y al desarrollo, las subvenciones a la comercialización y los incentivos fiscales y de crédito.

Una mezcla de cepas bacterianas incrementa el rendimiento del etanol celul�sico

Un estudio publicado en la revista Biotechnology for Biofuels ha identificado nuevas cepas de bacterias de fermentación que obtienen un elevado rendimiento etanólico de la biomasa lignocelulósica por una vía de bioconversión en un solo paso denominada bioprocesamiento consolidado (BPC).

Los procesos tradicionales utilizan la conversión típica en dos pasos que supone la disgregación de los materiales celulósicos con la adición de enzimas celulasas seguida de la transformación del azúcar en etanol por medio de cepas de levadura fermentadora. El BPC permite realizar la conversión en un solo paso, evitando el alto coste de las celulasas. Un grupo de investigadores de la empresa alemana Direvo Industrial Biotechnology GmBH lo ha conseguido utilizando mezclas de bacterias que generan enzimas que degradan la lignocelulosa y fermentan los azúcares así obtenidos para producir etanol, en condiciones de alta temperatura (más de 70 grados centígrados).

En un análisis preliminar, los investigadores identificaron algunas cepas ambientales de bacterias termofílicas de los géneros Caldicellulosiruptor y Thermoanaerobacter Estas cepas se complementan entre sí para degradar los componentes de celulosa y hemicelulosa de la biomasa lignocelulósica y para metabolizar las moléculas de azúcar que contienen 5 y 6 carbonos. Los experimentos posteriores revelaron que algunos cocultivos de Caldicellulosiruptor and Thermoanaerobacter producían etanol en una concentración entre 2 y 8 veces mayor que los monocultivos.

La conclusión de los investigadores es que estas mezclas microbianas constituyen una vía BPC eficaz para la producción de bioetanol de segunda generación o etanol derivado de material lignocelulósico.

Un gen de algas incrementa el contenido de aceite en las hojas de la Arabidopsis

Un equipo de científicos de la Universidad del Estado de Michigan y de la Universidad de Wisconsin ha incrementado el contenido de triacilglicerol (TAG) de las hojas de la Arabidopsis thaliana utilizando un gel obtenido de algas verdes.

Se trata de un importante avance en ingeniería fitogenética que podría disparar la producción de biocombustible. El TAG es el principal componente del aceite que contienen las semillas o los frutos de las plantas oleaginosas. Se viene considerando la posibilidad de producir elevados niveles de TAG en las hojas de las mayores productoras de biomasa, como posible forma de incrementar notablemente la producción de biocombustible sin comprometer la disponibilidad de los aceites de las semillas para usos alimentarios y forrajeros. Sin embargo, muy pocos estudios han investigado esta cuestión.

La reciente modificación del contenido de TAG en las hojas de la Arabidopsis, publicada en la revista The Plant Cell, es una prueba de concepto que podría utilizarse para este fin. La clave de este incremento del contenido de aceite es una enzima específicamente conocida como diacilglicerol aciltransferasa tipo dos (DGTT2), que cataliza la transferencia del grupo de acilos grasos y la formación de TAG a partir de sustratos de diacilglicerol y acil-CoA. La enzima DGTT2 utilizada en este estudio estaba codificada por un gen obtenido de las algas verdes fotosintéticas Chlamydomonas reinhardtii.

La expresión de la DGTT2 en la Arabidopsis incrementó el contenido de TAG en los tejidos vegetativos modificando la partición del carbono de los acilos a través de una gran variedad de sustratos de acil-CoA. El incremento de densidad energética de las hojas transgénicas se evidenció en el incremento de peso de las larvas de orugas que se alimentaron de ellas. Según el Prof. Christoph Benning, investigador principal, esta prueba de concepto podría utilizarse para aumentar la producción de aceite vegetal con destino a la fabricación de biocombustibles, así como para mejorar los niveles nutritivos de los piensos para animales.

La huella de carbono de la bioenerg�a puede ser negativa gracias a los sistemas de captura y almacenamiento de carbono

Un informe publicado por el Proyecto Climático y Energético Global de la Universidad de Stanford indica que es posible conseguir que la cifra neta de emisiones de las fábricas de biocombustible y de las biorrefinerías sea negativa, si se captura y se almacena el dióxido de carbono liberado durante el proceso de conversión bioenergética.

El informe cita 16 proyectos bioenergéticos de todo el mundo que utilizan sistemas de captura y almacenamiento de carbono (CAC) de tipo geológico o de reutilización beneficiosa. Una fábrica de etanol estadounidense utiliza un programa de reducción de carbono que captura unas 1.000 toneladas métricas diarias de dióxido de carbono generado por el proceso de fermentación de biocombustible y las aísla en una formación subterránea de piedra caliza.

El informe señala que una de las dificultades del proyecto es el elevado coste de los sistemas CAC.

La EPA aprueba nuevas materias biocombustibles conforme a la norma RFS

La Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos (EPA) ha aprobado la camelina y la caña energética como nuevas materias primas conforme a la norma de combustibles renovables RFS.

El dictamen califica a los biocombustibles producidos a partir de aceite de camelina como gasóleo de base biomásica o biocombustible avanzado, y a los biocombustibles obtenidos de caña energética como biocombustible celulósico. El dictamen de la EPA también califica a la gasolina renovable y a las mezclas de gasolina renovable elaboradas a partir de determinadas materias primas como biocombustibles celulósicos.

Entre las materias primas calificadas se citan los residuos agrícolas, el pino elliotti, los clareos precomerciales, los residuos arbóreos, los cultivos anuales de cobertura y los componentes celulósicos de residuos de jardinería separados, residuos alimentarios separados y residuos sólidos urbanos separados.

Las patentes revelan la tendencia a utilizar recursos biol�gicos no alimentarios para fabricar biocombustibles

Investigadores indios han publicado en la revista Recent Patents on DNA and Gene Sequences una aplicación de la analítica de patentes como herramienta para determinar la tendencia tecnológica de las actividades de investigación y desarrollo de biocombustibles.

En los dos o tres últimos años se ha observado un marcado incremento del número de patentes publicadas que tienen que ver con la aplicación de la ingeniería genética en el desarrollo de biocombustibles. La minería de datos en 1243 documentos de patentes relativas a la tecnología transgénica aplicada a la producción de biocombustibles ha permitido elaborar un mapa temático que ha ayudado a los investigadores a visualizar las tendencias y relaciones que se dan en el ámbito de las patentes.

Los investigadores analizaron, en un marco conceptualizado, las tendencias en la aplicación de transgenes, el desarrollo de materias primas y los procesos utilizados para obtener diversos productos bioenergéticos. Un análisis detallado de las reivindicaciones de las patentes revela un elevadísimo interés en la fuente del biocombustible, seguida del componente de materia prima, donde el 27 % de las patentes de organismos enteros protegen los principales cultivos y microorganismos destinados a la producción de biocombustibles.

Las patentes relativas a fuentes biocombustibles protegen fundamentalmente microorganismos (45 %) y cultivos oleaginosos (33 %) y sólo el 8 % protegen cultivos azucareros y cerealistas, lo que indica que en la producción de biocombustibles existe mayor interés por los recursos biológicos no alimentarios.

Nueva pista para descubrir una enzima para la lignina mediante el estudio de las termitas

Un equipo de científicos que llevan tiempo estudiando el sistema digestivo de las termitas y los microorganismos que habitan en su intestino ha encontrado nuevas evidencias que les podrían ayudar a conocer los genes que intervienen en la disgregación de la lignina, el duro material de la pared celular vegetal que inhibe la conversión del almidón en azúcares que se fermentan para producir biocombustible.

La Universidad de Purdue ha publicado el trabajo de su principal entomólogo y sus colaboradores, que han estudiado los simbiontes o microorganismos que habitan en el intestino de las termitas y facilitan la digestión de la madera. En principio, los científicos estudiaron las bacterias simbióticas, pero los últimos resultados de su estudio indican que hay otros grupos de simbiontes que ayudan al insecto a degradar la madera. Después de administrar a las termitas una dieta de madera o papel, la composición de la población bacteriana del intestino del insecto no cambió, lo que indica que es probable que las bacterias no tengan nada que ver con la digestión de la madera.

En su lugar, observaron que los genes expresados por la termita huésped y otro grupo de simbiontes denominados protistas mostraban cambios más significativos en reacción al cambio de dieta. Unos 500 genes de la termita huésped y de los protistas simbióticos reaccionaron a la dieta rica en lignina, un hecho que lleva a los científicos a pensar que estos genes pueden intervenir en la disgregación de la lignina La localización y comprensión de estos genes podría suponer un importante paso adelante para el descubrimiento de una enzima más eficiente para la producción de biocombustibles de segunda generación y avanzados. El artículo científico más reciente que habla de este descubrimiento se publicó en la revista Molecular Ecology.

Levaduras modificadas para extraer alcanos

En Singapur, investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang han introducido bombas moleculares en levaduras Saccharomyces cerevisiae modificadas genéticamente para facilitar la extracción del alcano que habían producido. Este mecanismo, denominado bomba de eflujo, podría paliar el problema de la toxicidad de los alcanos en las levaduras, que limita la productividad del sistema de producción de alcanos mediante levaduras. El alcano es un hidrocarburo componente de la gasolina que se puede producir biológicamente en huéspedes microbianos como la S. cerevisiae, pero es conocido por su toxicidad para esta levadura.

La bomba de eflujo que se introdujo en la S. cerevisiae estaba formada por dos moléculas transportadoras de alcano denominadas ABC2 y ABC3, que provenían de una especie no convencional de levadura capaz de utilizar los alcanos como fuente de carbono. Las células de levadura modificada que expresaban y localizaban las moléculas ABC2 y ABC3 en su membrana de plasma mantenían una menor concentración intracelular de cadenas de alcano de 10 carbonos (decano) y 11 carbonos (undecano). La levadura mejorada presentaba un límite de tolerancia contra el decano 80 veces mayor. La capacidad de extraer el alcano de la célula no sólo protege a ésta sino que aumenta la productividad de biocombustible final. Publicado en la revista Biotechnology for Biofuels, este trabajo ha sido reconocido por los autores como la primera prueba de concepto para utilizar la ingeniería de transporte con el fin de potenciar los microbios productores de alcano y mejorar la producción y recuperación de biocombustibles de nueva generación.

V�deo ISAAA cultivos transg�nicos 1996-2012

Vídeo del ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-Biotech) en el que se muestra la evolución de los cultivos transgénicos desde 1996 hasta el año pasado.

El vídeo esta accesible en la dirección:

http://youtu.be/xqWb7tprBPo

Un informe de consultor�a resalta la necesidad de innovaci�n en materias primas

La empresa estadounidense Lux Research, Inc., una consultora independiente que ofrece asesoramiento estratégico para tecnologías emergentes, ha publicado un informe que hace hincapié en la necesidad de innovar en materias primas para hacer frente a la creciente demanda de biomasa para la producción de biocombustibles y sustancias bioquímicas, que según este informe asciende a mil millones de toneladas métricas anuales. Para 2030, la exigente normativa en materia de biocombustibles generará un incremento de la demanda que ejercerá una fuerte presión sobre la biomasa disponible a partir de cultivos azucareros, cultivos oleaginosos, materiales celulósicos y materias residuales. Cuando la demanda de biomasa supere a la oferta, un mecanismo clave para hacer frente a la situación será la innovación en el terreno de las materias primas, tanto tecnológica como logística. Lux Research ha evaluado algunas tecnologías que podrían marcar diferencias, como las instalaciones de tratamiento de residuos sólidos urbanos y gases residuales para atender a la creciente demanda de materias residuales, instalaciones de transformación vía satélite que alimentan a la instalación central para reducir costes de transporte y métodos innovadores de modificación de cultivos para reducir los insumos necesarios. El informe, que lleva por título «Materias primas para los biocombustibles y sustancias bioquímicas del presente y de 2030», forma parte de los servicios de información de Lux Research sobre materiales y sustancias químicas de base biológica y sobre combustibles alternativos.

L�deres industriales europeos lanzan una iniciativa de biocombustibles avanzados

En Bélgica, los Consejeros Delegados de siete importantes fabricantes europeos de biocombustibles y compañías aéreas han formado una nueva coalición industrial que agilizará el desarrollo y comercialización en toda Europa de biocombustibles avanzados y de segunda generación (2GAB) obtenidos de materias primas no alimentarias, como parte importante de su actividad para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. La coalición inicialmente integrada por Chemtex, British Airways, BTG, Chemrec, Clariant, Dong Energy y UPM ha recibido el nombre de «Líderes de los Biocombustibles Sostenibles». En un manifiesto publicado en su web, los miembros de la coalición acuerdan establecer una estrategia común basada en distintas acciones encaminadas a acelerar la penetración en el mercado y el despliegue tecnológico y aplicación de los 2GAB. Los Líderes de los Biocombustibles Sostenibles han adoptado una actitud constructiva con respecto a las asociaciones que promueven los biocombustibles y organizaciones similares y se proponen cooperar con ellas en aspectos de interés común. Los miembros de la coalición deben ser empresas dedicadas al desarrollo tecnológico de 2GAB que lleven tiempo invirtiendo en instalaciones de demostración a gran escala.

La producci�n de etanol supera los 50.000 millones de litros en Estados Unidos

A pesar de haber sufrido la peor meteorología de los últimos 50 años y de la reducción del consumo nacional de combustibles de automoción, la producción de etanol de Estados Unidos (el segundo productor mundial) superó los 50.000 millones de litros en 2012 (un pequeño descenso desde los 52.600 millones de 2011), según un estudio encargado por la Asociación de Combustibles Renovables (RFA).

Gracias a este nivel de producción (el segundo máximo anual jamás registrado), se crearon un total de 383.260 puestos de trabajo directos e indirectos que supusieron un aporte de 30.200 millones de dólares a la renta familiar y de 43.400 millones dólares al producto interior bruto. El informe de la RFA, que lleva por título «Contribución del sector del etanol a la economía de Estados Unidos», también destaca el papel de este sector para mejorar el medio ambiente y la reducir la dependencia del petróleo de este país. Según la RFA, en enero de este año había 211 plantas de etanol en Estados Unidos, distribuidas por 29 estados. Los principales estados productores de etanol son Iowa, Nebraska, Illinois, Minnesota y Dakota del Sur. El etanol representa aproximadamente el 10 % de la oferta de gasolina estadounidense y es un componente de más del 96 % de la gasolina que se comercializa. La mayoría de los estadounidenses consumen mezclas de etanol al 10 % (E10) y los fabricantes de automóviles han comenzado a fabricar vehículos diseñados para mezclas con un porcentaje mucho mayor.

Prote�nas antimicrobianas contra las bacterias que contaminan la fermentaci�n del etanol

La revista Biotechnology for Biofuels del pasado 7 de febrero habla del estudio realizado por investigadores del Departamento de Agricultura de EE.UU. que trata de corregir el bajo rendimiento etanólico que ofrecen los sistemas de fermentación contaminados por bacterias de ácido láctico (LAB).

El estudio trata de la explotación de proteínas antimicrobianas denominadas lisinas, que son producidas por bacteriófagos o virus que infectan a las bacterias. Las lisinas ejercen su efecto letal sobre las bacterias diana degradando el componente de la pared celular de la bacteria denominado peptidoglicano. Inicialmente, los investigadores aislaron y analizaron una serie de lisinas por su capacidad para matar cepas de Lactobacillus halladas en la fermentación del etanol combustible. Aplicando los conocimientos obtenidos de bases de datos genómicos de bacteriófagos, se produjeron cuatro moléculas de lisina identificadas en el análisis preliminar por el método in vitro, se purificaron y se compararon rigurosamente con diversas LAB, como la conocida L fermentum, en condiciones de laboratorio que simulaban entornos de fermentación industrial.

En total, los resultados indican que podrían utilizarse potentes lisinas obtenidas de bacteriófagos para controlar la contaminación de los sistemas de fermentación de etanol por lactobacilos sin el inconveniente de las resistencias bacterianas que crean los antibióticos convencionales.

Un nuevo m�todo qu�mico simplifica la transformaci�n de biomasa en combustible

Un equipo de investigadores encabezado por el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México (EE.UU.) ha diseñado un nuevo proceso químico eficaz y rentable para la transformación de biomasa en hidrocarburos líquidos, según la revista Catalysis Science and Technology. Los investigadores utilizaron un método que exponía el anillo químico de los furanos (moléculas generadas por la disgregación de la celulosa que contiene la biomasa) para poder modificarlos químicamente con facilidad. Abrir estos anillos para formar cadenas lineales es un proceso crucial en la transformación de biocombustibles porque estas moléculas lineales pueden entonces transformarse en alcanos, los hidrocarburos utilizados en la gasolina y el gasóleo. El citado método se llevó a cabo en condiciones de temperatura relativamente suaves, a 80 grados centígrados, utilizando ácido hidroclórico como catalizador.

Las actuales tecnologías de transformación son prohibitivamente caras, porque requieren condiciones extremas de alta temperatura y presión. Los investigadores ensayaron este proceso en varias moléculas derivadas de biomasa y analizaron la selectividad y el mecanismo de reacción. Se cree que esta información puede ser clave para diseñar mejores catalizadores y procesos de transformación de biomasa.

Una enzima de fusi�n modificada dispara la producci�n de biocombustibles

Los científicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven (BNL), perteneciente al Departamento de Energía de Estados Unidos, han construido una proteína de fusión que incrementa la producción de alcanos: moléculas de cadena larga de carbono parecidas a los hidrocarburos de la gasolina que se pueden sintetizar y extraer por medios biológicos como alternativa renovable a las sustancias petroquímicas.

En un experimento anterior, el equipo de investigación descubrió que la enzima productora de alcanos conocida como oxigenasa de desformilación de aldehídos (ADO), que fabrica alcanos de forma natural en determinadas bacterias, no podía prolongar su actividad durante el proceso debido a la acumulación de peróxido de hidrógeno, un subproducto tóxico que inhibe la enzima por completo. Para mitigar este problema de inhibición, los científicos fusionaron la enzima ADO a nivel molecular con otra enzima, la catalasa, que disgrega el peróxido de hidrógeno en oxígeno y agua.

Los ensayos de laboratorio demostraron que la enzima bifuncional modificada era capaz de mantener la reacción durante más de 225 ciclos frente a tan solo tres ciclos de la ADO nativa. La expresión de la proteína de fusión en las bacterias supuso al menos quintuplicar la producción de alcanos en comparación con la enzima ADO por sí sola. Los resultados del estudio se han publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. Los científicos del BNL se preparan ahora para afrontar otro reto: conseguir que la enzima modificada funcione con algas y plantas verdes.

Investigadores de los Emiratos �rabes Unidos buscan en el mangle nuevas enzimas para producir biocombustibles

Los investigadores del Instituto Masdar de Ciencia y Tecnología de Emiratos Árabes Unidos buscan en los sedimentos de la raíz del mangle nuevas enzimas capaces de disgregar los residuos celulósicos. Se cree que los manglares de EAU alojan microbios que producen enzimas celulósicas.

Estos microbios sobreviven extrayendo la energía de los residuos vegetales que caen al agua. Y como el medio ambiente de los manglares de los EAU se caracteriza por ser caluroso, salino e intenso, es posible que los resistentes microbios que habitan allí puedan producir enzimas capaces de soportar las extremas condiciones que normalmente requieren los procesos de biorrefino que se utilizan en la producción de biocombustibles y sustancias bioquímicas. El descubrimiento de nuevas enzimas celulósicas en los sedimentos de la raíz del mangle se complementará con herramientas genómicas y bioinformáticas.

El equipo de investigación también busca en los desiertos, costas, marjales y salinas de los EAU posibles plantas biocombustibles capaces de prosperar en ambientes extremos.

Proyecto de la UE para estudiar el uso de microalgas marinas como biocombustibles

Un proyecto internacional financiado por la Unión Europea y encabezado por loa Universidad de Aberdeen (Escocia) estudiará las algas microscópicas que habitan en mares y océanos como posibles fuentes de biocombustibles en los próximos cuatro años. Este proyecto recibe el nombre de AccliPhot y cuenta con la participación de 12 socios de toda Europa. Se trata de una iniciativa multidisciplinar que analizará los mecanismos que utilizan las microalgas marinas para reaccionar a los cambios de la luz y otras condiciones y utilizará esa información para fabricar nuevos productos, especialmente biocombustibles. El uso de las microalgas marinas como fuente de biocombustibles no será perjudicial para los recursos hídricos y suelos dedicados a la agricultura, ya que se puede utilizar el inmenso océano que nos rodea para cultivarlas. Para producir microalgas a gran escala pueden utilizarse enormes tanques de agua que se denominan fotobiorreactores, que reciben dióxido de carbono, luz y algunos minerales. Un cultivo que no compita por valiosos recursos agrícolas puede suponer una gran aportación para atender a la futura demanda de energía de forma sostenible.

Plantas tabaqueras que permanecen j�venes para siempre

Las plantas de tabaco normalmente crecen durante tres o cuatro meses, florecen y mueren. Investigadores del Instituto Fraunhofer de Biología Molecular y Ecología Aplicada (IME) de Münster (Alemania) han hallado el interruptor genético que puede evitar que florezcan las plantas.

Este interruptor impide la senescencia temprana y suprime el factor que detiene el crecimiento. Se utilizó la ingeniería genética para conseguir que las plantas tabaqueras expresaran el gen que retrasa la floración. En el Instituto Fraunhofer, las plantas tabaqueras que expresan este gen llegan a alcanzar entre uno y medio y dos metros de altura y se han dado en llamar «siempre jóvenes». Esta tecnología aplicada a distintos cultivos puede incrementar mucho la cantidad de biomasa obtenida para producir biocombustibles.

El artículo completo está disponible en http://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2013/january/giant-tobacco-plants-that-stay-young-forever---research-news-jan.html.

Averiguada la composici�n gen�tica de un microbio utilizado en f�bricas de biog�s

Los científicos del Centro Biotecnológico de la Universidad de Bielefeld (Alemania) han descifrado la información genética de un microbio en fábricas de gas. Estas fábricas producen metano por fermentación de biomasa vegetal, que puede utilizarse para generar calor y electricidad. La descomposición de la biomasa vegetal y la producción de biogás se consigue por medio de microbios. Los investigadores secuenciaron el primer genoma de un arqueón productor de metano: una bacteria primordial unicelular que desempeña un papel importante en ciertas fábricas de biogás.

Sin embargo, el equipo de investigación todavía tiene mucho trabajo por hacer. Mientras anteriores estudios sobre la producción de biogás se han concentrado en determinados genes marcadores, ahora se va a estudiar toda la información genética de los microorganismos. Este centro de investigación se coordina con el Instituto Genómico de California para producir más de un terabyte de datos de secuenciación para este fin, que equivalen a un volumen aproximado de 300 genomas humanos. Más información en http://ekvv.uni-bielefeld.de/blog/uninews/entry/a_giant_puzzle_with_billions.

Los cultivos biocombustibles perennes reducen las emisiones de nitr�geno, seg�n un estudio

En un estudio cuatrienal realizado por científicos de la Universidad de Illinois, se realizó una comparación entre cultivos biocombustibles perennes —concretamente, el miscanto, el pasto aguja y especies de pradera mixta— con las rotaciones típicas de maíz-maíz-soja, observándose que los cultivos perennes eran muy eficaces para reducir las pérdidas de nitrógeno, obteniéndose el mayor rendimiento del miscanto.

En el citado estudio, financiado por el Instituto de Biociencias de la Energía, los científicos cuantificaron la biomasa y el nitrógeno en la cosecha, las emisiones de óxido nitroso y la lixiviación de nitratos en el perfil del suelo medio y a través de unos tubos de drenaje.

Los investigadores observaron que los cultivos perennes reducían rápidamente la lixiviación de nitratos en el perfil del suelo medio y también por los tubos de drenaje. Uno de los científicos participantes en el estudio llegó a la conclusión de que los niveles totales de nitrógeno eran mayores para el tratamiento de maíz y soja, así como de pasto aguja, pero menores en el caso de la pradera y del miscanto. Los niveles de la pradera y del miscanto eran menores debido a que todos los inviernos se cosechaba la biomasa (y el nitrógeno) de la planta, que no se sustituía por el nitrógeno de los fertilizantes, como ocurría en el caso del maíz y el pasto aguja.

Véase la nota de prensa de la Universidad de Illinois en http://news.aces.illinois.edu/news/lower-nitrogen-losses-perennial-biofuel-crops.

Novedades sobre las pilas de combustible vegetal-microbianas

El principio de la pila de combustible vegetal-microbiana fue descubierto y patentado en 2007 por el Grupo Tecnológico Ambiental de la Universidad de Wageningen. Se trata de una pila capaz de generar electricidad por la interacción natural entre las raíces de las plantas vivas y las bacterias del suelo. Esta técnica ya funciona a pequeña escala y pronto se aplicará en grandes zonas de marismas de todo el mundo. El pasado 23 de noviembre, Marjolein Helder defendió en la Universidad de Wageningen su tesis doctoral sobre la generación de electricidad a partir de plantas. Helder y sus colegas aproximaron un electrodo a las bacterias para que absorbieran estos electrones y generasen electricidad aprovechando la diferencia de potencial creada. Actualmente, la pila de combustible vegetal-microbiana puede generar 0,4 vatios por metro cuadrado de crecimiento vegetal. Esto es más de lo que se consigue con la fermentación de biomasa. En el futuro, la bioelectricidad obtenida de las plantas podría alcanzar hasta 3,2 vatios por metro cuadrado de crecimiento vegetal. Esto supone que un tejado de 100 m2 generaría electricidad suficiente para dar abastecimiento a una vivienda (con un consumo medio de 2.800 kWh anuales). Podrían utilizarse plantas de diversas especies, incluyendo hierbas como las espartinas y, en los países más cálidos, el arroz.