Biocombustible: noviembre 2011

Indice

Política y economía
Programa para mitigar los riesgos del uso de los biocombustibles propuestos asociados a los cambios indirectos en los usos del suelo (CIUS) 
La Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. analiza los efectos económicos y ambientales de la Norma de Combustibles Renovables (RFS) 

Procesos y producción
Interacción de la xilanasa en cócteles enzimáticos para la sacarificación de la biomasa pretratada 
Mejoramiento de la utilización de la L-arabinosa en la Saccharomyces cerevisiae fermentadora de pentosas 
Cambios en la estructura cristalina de la celulosa y digestibilidad enzimática después del tratamiento con álcalis y amoníaco líquido 

Materias primas
Un gen de maíz mutante expresado en el pasto aguja mejora su digestibilidad y su contenido de almidón 
Análisis de materias primas con alto contenido en lignina con potencial de aplicación en la producción de biocombustibles y sustancias químicas de base biológica 
La Universidad de Purdue comienza un estudio quinquenal sobre la producción de biocombustibles a partir de álamos 

Noticias y tendencias
Los científicos desarrollan un pasto aguja «ligero en lignina» destinado a utilizarse como cultivo bioenergético 
Una nueva técnica de mejoramiento del pino puede ayudar a los bosques a adaptarse al cambio climático y a la producción bioenergética 
Los subproductos del pretratamiento fúngico de los tallos de maíz potencian la sacarificación para obtener azúcares fermentables en etanol 
Desoxigenación térmica de biomasa celulósica para su transformación sin catalizadores en hidrocarburos combustibles de base biológica 
La producción bioenergética forestal de la Costa Oeste de EE.UU. puede aumentar las emisiones de CO2 

   

 

Política y economía

Programa para mitigar los riesgos del uso de los biocombustibles propuestos asociados a los cambios indirectos en los usos del suelo (CIUS)
http://www.endseurope.com/docs/111005a.pdf
http://www.europeanenergyreview.eu/site/pagina.php?id=3262
http://www.iucn.org/?uNewsID=8421
http://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=8230

Los riesgos de la producción y uso de los biocombustibles asociados a los cambios indirectos en los usos del suelo (CIUS) vienen siendo una cuestión polémica en la evaluación de la sostenibilidad de los biocombustibles. En el contexto de la producción de biocombustibles, la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza dice que el riesgo de los CIUS es «el riesgo de que la expansión de la producción de biocombustibles pueda desplazar ciertas actividades de producción agraria a suelos con elevados niveles naturales de carbono, como bosques y pastizales, que pueden generar importantes emisiones de gases de efecto invernadero, provocar pérdidas de biodiversidad y amenazar la seguridad alimentaria».

También se dice que es difícil observar o medir directamente los cambios indirectos en los usos del suelo. La página web European Energy Review menciona un informe publicado por Ernst & Young (encargado por un consorcio de organizaciones industriales y ONGs), que tiene por objeto:

(1) establecer los hechos que rodean a la cuestión de los CIUS examinando la bibliografía existente, y

(2) investigar «cuestiones relativas a la aplicación de medidas prácticas de mitigación de los CIUS y su eficacia en la producción de biocombustibles». El informe señala que «los riesgos asociados a cambios indirectos en los usos del suelo (CIUS) pueden mitigarse por medio de incentivos que fomenten prácticas ya existentes y adicionales para la sostenibilidad de la producción de biocombustibles, así como de otros sectores que utilizan productos agrarios». Se dice que el régimen propuesto es diferente de las opciones que estudia la Comisión Europea para tratar el tema de los CIUS, ya que ofrece la oportunidad de combinar los incentivos con penalizaciones para quienes no adopten medidas.

La propuesta comprende la aplicación de un «programa de créditos para la mitigación de los CIUS», que podría funcionar al mismo tiempo que la Directiva europea de energías renovables, permaneciendo sujeta a sus disposiciones. Este programa podría incluir la ampliación de los incentivos sobre el carbono establecidos por la Directiva de energías renovables.


La Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. analiza los efectos económicos y ambientales de la Norma de Combustibles Renovables (RFS)
http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=13105
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/10/111004121301.htm

La Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. (US-NAS) ha publicado recientemente un informe titulado «La Norma de Combustibles Renovables: efectos económicos y ambientales potenciales de la política estadounidense en materia de biocombustibles». Este informe ha sido realizado a petición del Congreso de Estados Unidos para valorar los efectos económicos y ambientales beneficiosos o problemáticos relacionados con el cumplimiento de los objetivos de la Norma de Combustibles Renovables (RFS). La RFS fue promulgada por el Congreso de EE.UU. en 2005 como parte de la Ley de Política Energética y fue modificada en 2007 por la Ley de Independencia y Seguridad Energéticas (EISA). La RFS tenía por objeto «fomentar la producción y el consumo de biocombustibles en Estados Unidos». La RFS modificada por la EISA de 2007 recibe en ocasiones el nombre de «RFS 2». El requisito total de combustibles renovables de la RFS 2 comprende cuatro categorías: * etanol derivado del almidón de maíz, con un umbral de reducción del 20 % de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) a lo largo de su ciclo de vida en comparación con la gasolina y el gasóleo derivados del petróleo (objetivo: 15.000 millones de galones en 2022), * gasóleo derivado de biomasa con un umbral de reducción del 50 % (objetivo: 1.000 millones de galones en 2022), * biocombustibles avanzados que no sean etanol de maíz (que pueden ser biocombustibles celulósicos y gasóleo derivado de biomasa), con un umbral de reducción de al menos un 50 % (objetivo: 4.000 millones de galones en 2022), y * biocombustibles celulósicos derivados de cualquier celulosa, hemicelulosa o lignina de biomasa renovable con un umbral de reducción en su ciclo de vida del 60 % (objetivo: 16.000 millones de galones en 2022). El informe presenta, entre otras, las siguientes conclusiones fundamentales: * es improbable que se cumpla el objetivo de consumo de 16.000 millones de galones de biocombustibles celulósicos equivalentes al etanol que establece la norma RFS2 para 2022, a menos que se produzcan importantes innovaciones tecnológicas o cambios en la regulación, * los biocombustibles sólo serían competitivos en coste con los combustibles derivados del petróleo en un entorno económico caracterizado por unos elevados precios del petróleo, avances tecnológicos y un elevado precio implícito o real del carbono, * dado que el efecto de los biocombustibles sobre las emisiones de GEI depende del método de producción y de los factores de cambio en los usos del suelo y en la cobertura del suelo, la RFS2 puede ser una política ineficaz para reducir las emisiones globales de GEI, * la aplicación de la RFS2 puede generar competencia entre diferentes usos del suelo, elevar los precios de las tierras de cultivo y aumentar el coste de la producción de alimentos y forrajes, si no mejoran los rendimientos agrarios y la eficiencia de conversión de la biomasa en biocombustible, * la producción de biocombustibles a base de cultivos alimentarios es uno de los numerosos factores que han favorecido el alza de los precios de los productos agrarios, de los alimentos y de los forrajes desde 2007.

Procesos y producción

Interacción de la xilanasa en cócteles enzimáticos para la sacarificación de la biomasa pretratada
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/4/1/36/abstract
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-4-36.pdf

Con el fin de conseguir que la sacarificación enzimática (es decir, la conversión de carbohidratos complejos en azúcares simples) obtenga la máxima producción de azúcar de la biomasa pretratada para la producción de etanol celulósico, se ha recomendado utilizar «cócteles enzimáticos».

El motivo es que los carbohidratos complejos de la biomasa contienen glucosa y xilosa como principales unidades de azúcar, además de otros azúcares simples como la arabinosa y la manosa; por tanto, las enzimas utilizadas para extraer estos azúcares de los carbohidratos complejos deben ser apropiadas para un azúcar concreto.

Por ejemplo, las celulasas son un grupo de enzimas que atacan la celulosa y las xilanasas son enzimas que atacan a parte de la hemicelulosa. No obstante, es poco lo que se sabe del modo en que interaccionan estas enzimas en uno de estos cócteles, cuando se destinan a la sacarificación enzimática. Se han realizado estudios para comprender estas interacciones, con el fin de encontrar un cóctel enzimático «óptimo».

Los investigadores de la Universidad de British Columbia «evaluaron la interacción entre la celulasa y la xilanasa y su potencial para mejorar la eficiencia de la hidrólisis (sacarificación) de varios sustratos lignocelulósicos pretratados al agregarse a cargas bajas en proteínas». Los resultados demuestran que la xilanasa puede tener un «efecto bloqueo» que limita la accesibilidad de las celulasas en la celulosa. Sin embargo, «la interacción sinérgica de la xilanasa y la celulasa también mejora notablemente la accesibilidad de la celulosa gracias a un mayor hinchamiento y porosidad de la fibra y desempeña además un importante papel para potenciar la accesibilidad de las enzimas».

Los resultados completos se han publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels.


Mejoramiento de la utilización de la L-arabinosa en la Saccharomyces cerevisiae fermentadora de pentosas
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/4/1/38/abstract

En la producción de etanol a partir de biomasa lignocelulósica, los principales azúcares simples que quedan tras el pretratamiento de la biomasa (eliminación de la lignina) y la sacarificación (disgregación de los carbohidratos complejos en la biomasa pretratada) suelen ser (1) la glucosa (un azúcar con 6 átomos de carbono o hexosa), (2) la xilosa y (3) la arabinosa (estos dos últimos azúcares con 5 átomos de carbono o pentosas).

Estos azúcares suelen estar contenidos en un líquido de «hidrolizados», que son fermentados por la levadura Saccharomyces cerevisiae para producir etanol. En este sistema, sólo la glucosa se utiliza efectivamente, ya que la Saccharomyces cerevisiae no es capaz de utilizar las pentosas. Por tanto, no todos los carbohidratos de la biomasa se transforman en etanol. Para resolver este problema, se han desarrollado cepas de esta levadura que sí utilizan las pentosas, pero muchas se ven limitadas por la lentitud del transporte de estas pentosas hasta las células durante la fermentación. Una estrategia consiste en encontrar maneras de acelerar el transporte de las pentosas en la Saccharomyces cerevisiae fermentadora de pentosas. Un equipo de investigadores del Instituto de Biociencias Moleculares de la Universidad Goethe de Frankfurt am Main (Alemania) ha descrito la «clonación y caracterización de dos transportadores de azúcares, el AraT de la levadura Scheffersomyces stipitis y el Spt2 de la planta Arabidopsis thaliana, que median la absorción de L-arabinosa, pero no de la D-glucosa, en las células de la S. cerevisiae.

Con su nuevo sistema de muestreo, lograron identificar dos transportadores de azúcar heterólogos que pueden favorecer la absorción y utilización de L-arabinosa en las células de S. cerevisiae fermentadoras de L-arabinosa, especialmente cuando ésta se encuentra en bajas concentraciones.

El estudio completo se ha publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels.


Cambios en la estructura cristalina de la celulosa y digestibilidad enzimática después del tratamiento con álcalis y amoníaco líquido
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/4/1/41/abstract

La celulosa es el principal carbohidrato de la biomasa lignocelulósica, que puede disgregarse por medio de procesos enzimáticos (es decir, «hidrólisis» o «sacarificación») para obtener los azúcares simples necesarios para producir etanol biocombustible mediante fermentación. Para que las enzimas (celulolíticas) puedan disgregar efectivamente la celulosa, ésta debe someterse a un pretratamiento. La finalidad del pretratamiento suele ser (1) eliminar el duro envoltorio de lignina que rodea a las moléculas de celulosa y (2) reducir la cristalinidad de la celulosa. Al eliminar la lignina de las moléculas celulósicas, la celulosa queda expuesta a un ataque más eficaz de las enzimas celulolíticas. La reducción de la estructura cristalina de la celulosa a una forma más amorfa también facilita la sacarificación enzimática. Se dice que los tratamientos con álcalis o amoníaco son eficaces para reducir la cristalinidad de la celulosa. Los científicos del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de Estados Unidos investigaron los efectos de los tratamientos con hidróxido de sodio y amoníaco líquido en la estructura cristalina de la celulosa y la digestibilidad enzimática de la celulosa tratada para producir azúcares destinados a la fermentación de etanol y observaron que estos tratamientos a temperaturas altas o bajas producen diferentes formas de celulosa cristalina («alomorfos») y que estas formas presentan diversos grados de digestibilidad enzimática. Por ejemplo, el tratamiento a baja temperatura (25°C) genera un producto menos cristalino, mientras que el tratamiento a temperaturas más altas (130°C o 140°C) genera un producto más cristalino. «El tratamiento de la celulosa I con hidróxido de sodio acuoso (16,5 % en peso) produce la formación de celulosa II, pero también una celulosa mucho menos cristalina». Se observa que los tratamientos químicos producen diferentes alomorfos de celulosa, que a su vez afectan a su cristalinidad y digestibilidad enzimática. El estudio completo se ha publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels.

Materias primas

Un gen de maíz mutante expresado en el pasto aguja mejora su digestibilidad y su contenido de almidón
http://www.pnas.org/content/early/2011/10/04/1113971108.abstract?sid=d94a0389-4be0-4059-a434-508a5616707e
http://biofuelsdigest.com/bdigest/2011/10/12/mutaged-corn-gene-triples-starch-content-in-switchgrass-researchers

Los investigadores del Centro de Expresión de Genes Vegetales del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) y de la Universidad de California (UC) en Berkeley han mejorado la digestibilidad y aumentado el contenido de almidón del pasto aguja (Panicum virgatum L). Se dice que el «pasto aguja adaptado» así obtenido es un cultivo bioenergético mejorado para la producción de etanol biocombustible.

Su estrategia se basa en la observación de que las plantas en su «fase juvenil» están «menos lignificadas» y presentan diferencias en la acumulación de biomasa que apuntan a una menor recalcitrancia (resistencia de la biomasa al pretratamiento y conversión en etanol, debido a su elevado contenido de lignina). Han estudiado y utilizado los genes que regulan la transición de las plantas desde la fase juvenil hasta la fase adulta con el fin de producir un pasto aguja adaptado específicamente a la producción de bioenergía. Lo que hicieron fue expresar un gen clave del maíz (Corngene1 o gen Cg1) en el pasto aguja.

El gen Cg1 mutante, según el estudio, «fija el desarrollo de la planta en la fase juvenil». En el maíz, estos genes mutantes producen biomasa con características adultas reducidas y las hojas tienen menos lignina y mayores niveles de azúcar que el tipo silvestre. Cuando se expresó el gen Cg1 mutante en el pasto aguja, las plantas «produjeron un 250 % más de almidón, que dio lugar a una mayor liberación de glucosa en los ensayos de sacarificación con o sin pretratamiento de la biomasa». Además, el pasto aguja modificado no mostró evidencias de floración durante los dos años que duró el ensayo, lo que indica que la «transferencia de modificación genética fue baja». Estos resultados demuestran que se puede rebajar el coste de producción de etanol celulósico reduciendo los insumos de pretratamiento.

El estudio completo se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.


Análisis de materias primas con alto contenido en lignina con potencial de aplicación en la producción de biocombustibles y sustancias químicas de base biológica
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/4/1/43/abstract

En el proceso de producción de etanol biocombustible a partir de biomasa lignocelulósica, se suelen utilizar las fracciones de carbohidratos (celulosa y hemicelulosa) de la biomasa, que se extraen para transformarlas en etanol. La lignina a menudo se separa y se considera un flujo residual, porque la «diversidad y heterogeneidad estructural» de este material puede dificultar su transformación en biocombustibles o sustancias químicas de valor añadido. Anticipándose a los avances tecnológicos del futuro para la transformación de la lignina en productos de valor añadido, un equipo de científicos de la Universidad de Kentucky y de la Universidad de Massachusetts ha utilizado la deconstrucción térmica para «identificar y examinar materias primas que poseen un alto contenido en lignina de forma natural». Realizaron una serie de experimentos preliminares «para conocer las características pirolíticas de las diversas materias primas y valorar el potencial» de las mismas para la producción de biocombustibles, bioelectricidad o sustancias químicas especializadas. La biomasa de «endocarpios de drupas» (que se consideran residuos de los cultivos hortícolas) fue identificada como materia prima con altos niveles de lignina. Los investigadores caracterizaron los productos de deconstrucción de la biomasa endocárpica derivados de la lignina (mediante pirólisis acoplada a cromatografía de gases-espectrometría de masas) y los compararon con el pasto aguja (una materia prima potencial para la producción de biocombustibles). Observaron que la biomasa endocárpica con alto contenido en lignina producía mayores niveles de productos pirolíticos a base de lignina que el pasto aguja (mientras que este último presentaba mayores niveles de ácido acético y furfural). Los resultados indican que la biomasa endocárpica de alto contenido en lignina puede ser «una fuente de producción renovable de sustancias químicas de valor añadido, como fenol, 2-metoxifenol, 2-metilfenol, 2-metoxi-4-metilfenol y 4-metoxi-2-etilfenol». El estudio completo se ha publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels.


La Universidad de Purdue comienza un estudio quinquenal sobre la producción de biocombustibles a partir de álamos
http://www.purdue.edu/newsroom/research/2011/111020MeilanPoplar.html
http://biofuelsdigest.com/bdigest/2011/10/26/purdue-launches-five-year-poplar-biofuels-research-project/

El servicio de noticias de la web de la Universidad de Purdue (Indiana, EE.UU.) anuncia que un equipo científico encabezado por Rick Meilan, Profesor Asociado del Departamento de Silvicultura y Recursos Naturales, ha iniciado un proyecto de investigación de cinco años de duración para evaluar la viabilidad de algunas especies de álamo como materia prima para la producción de etanol. Los álamos (árboles pertenecientes al género Populus) ya se utilizan para producir energía: la leña de estos árboles se quema en centrales eléctricas. Los álamos se han señalado como potenciales materias primas en la categoría de biomasa forestal para la producción de biocombustibles por las siguientes razones: * crecen rápidamente; * producen más volumen de biomasa que la mayoría de los cultivos de campo; * se pueden propagar de forma vegetativa (un trozo de tallo clavado en el suelo se desarrolla espontáneamente hasta convertirse en un árbol); * son cultivos plurianuales, que «podrían no requerir tantos cuidados como los cultivos anuales del tipo del maíz y la soja»; y * «a diferencia de los cultivos de campo, los álamos pueden recolectarse en cualquier época del año y enviarse directamente a las fábricas de etanol, evitándose los productores las operaciones de secado y almacenamiento». El servicio de noticias de la web de la Universidad de Purdue dice que este estudio analizará 69 variedades de álamo y su rendimiento con diferentes (1) suelos y climas, (2) enfermedades e insectos y (3) regímenes de fertilización y riego. El Profesor Asociado Meilan y el investigador Patrick T. Murphy también analizarán aspectos relacionados con la plantación y la recolección. Un ejemplo sería una estrategia para modificar la maquinaria agrícola convencional para las operaciones de recolección, de modo que los agricultores no tengan que realizar importantes inversiones en nuevos equipos. Este estudio pretende «contribuir a impulsar la joven industria celulósica» del país.

Noticias y tendencias

Los científicos desarrollan un pasto aguja «ligero en lignina» destinado a utilizarse como cultivo bioenergético
http://www.pnas.org/content/early/2011/02/04/1100310108

El pasto aguja (Panicum virgatum L.) es una hierba perenne de las praderas, que se considera una importante materia prima (lignocelulósica, «de segunda generación») para la producción de «etanol celulósico» en Estados Unidos.

Entre sus características positivas cabe señalar las siguientes:

(1) altos rendimientos de biomasa,

(2) «amplio rango de cultivo» y

(3) reducida necesidad de insumos agrícolas.

La biomasa suele someterse a un proceso de extracción de sus carbohidratos complejos (las fracciones de celulosa y hemicelulosa) para disgregarlos (por «sacarificación» o «hidrólisis») y obtener azúcares simples, que posteriormente son fermentados para producir etanol. No obstante, al igual que ocurre con la mayoría de las materias primas lignocelulósicas, el principal problema para reducir el coste de producción es la «recalcitrancia de la biomasa», que es la propiedad (atribuida a la lignina) que dificulta la «extracción» de los carbohidratos.

Las ligninas son moléculas «duras» (resistentes al ataque químico) que envuelven las fracciones de celulosa y hemicelulosa. Este «envoltorio duro» impide que la sacarificación extraiga los azúcares simples de los carbohidratos de la biomasa que posteriormente son fermentados para obtener etanol. Los métodos de pretratamiento utilizados para «deslignificar» la biomasa (y eliminar la recalcitrancia) suelen requerir condiciones térmicas y químicas extremas, que contribuyen en buena parte al coste de producción. En lugar de centrarse en el desarrollo de métodos de pretratamiento más rentables, una opción consiste en centrarse en la planta para actuar sobre la lignina causante de la recalcitrancia.

Se pueden utilizar métodos de biología molecular para desarrollar plantas bajas en lignina que puedan utilizarse como «cultivos bioenergéticos específicos». Los científicos de la Fundación Samuel Roberts Noble, de Georgia Tech y del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (Estados Unidos) han descrito el desarrollo de un pasto aguja transgénico «ligero en lignina», cuya recalcitrancia de la biomasa (indicada por el contenido en lignina) se ha reducido en una octava parte. Para ello utilizaron el concepto de «desregulación», por el que se reduce la producción de un componente celular clave aplicando técnicas de ingeniería genética. En este caso, actuaron sobre una enzima clave en la biosíntesis de la lignina, denominada «cafeico-3-O-metiltransferasa (COMT). Mediante la desregulación del gen COMT, los investigadores pudieron reducir el contenido de lignina de la planta en una octava parte y aumentar la producción de etanol un 33 %.

El informe completo sobre este método se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).


Una nueva técnica de mejoramiento del pino puede ayudar a los bosques a adaptarse al cambio climático y a la producción bioenergética
http://www.thebioenergysite.com/news/9752/breeding-technique-identified-for-better-bioenergy
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1469-8137.2011.03895.x/abstract

La web thebioenergysite.com informa de una nueva técnica de mejoramiento del pino desarrollada por un equipo de científicos encabezado por investigadores de la Universidad de Florida (Estados Unidos). Se dice que esta técnica acelera el desarrollo de variedades de pino con eventos deseados que podrían ayudar a los bosques a adaptarse al cambio climático y a la producción bioenergética.

Aunque se suele tardar unos 13 años en desarrollar una nueva variedad de pino, se dice que este nuevo método reduce el plazo a 6 u 8 años. The Bioenergy Site describe el descubrimiento de esta técnica (por «selección genómica») de la forma siguiente: «El hallazgo llegó cuando los investigadores optaron por no revelar cada fragmento del código genético de los eventos de los pinos. En lugar de ello, utilizaron los fragmentos que ya conocían para desarrollar un modelo de predicción de eventos. Este modelo permite a los investigadores predecir con gran precisión qué eventos aparecerán en un árbol sin tener que cultivarlo previamente en un ensayo de campo, que puede tardar unos ocho años». Se dice que la precisión de los modelos de predicción es de 0,65 a 0,75 en diámetro y de 0,63 a 0,74 en altura.

También se dice que la precisión es alta en distintos entornos, «siempre que se utilicen en la misma zona de mejoramiento». Los resultados del estudio se han publicado en la revista New Phytologist.


Los subproductos del pretratamiento fúngico de los tallos de maíz potencian la sacarificación para obtener azúcares fermentables en etanol
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/4/1/37/abstract
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-4-37.pdf

La primera fase de la producción de etanol celulósico es la eliminación de la lignina mediante el pretratamiento de la biomasa lignocelulósica. Para esto suele ser necesario un uso extremo de calor y sustancias químicas, y muchos de estos procesos extremos generan compuestos tóxicos o inhibidores. Recientemente, el tratamiento biológico por medio de hongos degradadores de la lignina (normalmente hongos de la putrefacción blanca) ha vuelto a suscitar interés por ser una alternativa de pretratamiento menos agresiva, menos tóxica y menos costosa.

También hay indicios de que los subproductos generados por el pretratamiento fúngico podrían potenciar la segunda fase de la producción de etanol celulósico (la fase de sacarificación o conversión de los carbohidratos de la biomasa pretratada en azúcares fermentables en etanol). Los investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (Wuhan, China) describen el pretratamiento de los tallos de maíz con un hongo denominado Irpex lacteus y han observado que sus subproductos estimulan la sacarificación. Las muestras de biomasa pretratadas se expusieron a extractos de agua con subproductos del pretratamiento fúngico combinados con enzimas de sacarificación comerciales (celulasas).

El estudio demuestra que el Irpex lacteus puede ser un hongo de putrefacción blanca prometedor para el pretratamiento de la biomasa lignocelulósica. Tras el pretratamiento, el rendimiento hidrolítico de glucano fue del 82 %. Los resultados también demuestran que la eficiencia de sacarificación de los preparados de celulasas comerciales fue mayor cuando se agregaron extractos de pretratamiento fúngico a la biomasa. El rendimiento de azúcares reductores fue un 31 % mayor.

Los resultados completos se han publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels.


Desoxigenación térmica de biomasa celulósica para su transformación sin catalizadores en hidrocarburos combustibles de base biológica
http://umaine.edu/news/blog/2011/10/24/umaine-researchers-discover-revolutionary-process-for-biofuel/
http://www.greencarcongress.com/2011/10/wheeler-20111027.html
http://www.youtube.com/watch?v=AW51_zbaPtc&feature=youtu.behttp://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2010/GC/c005067a

Los investigadores de la Universidad de Maine (Estados Unidos) están utilizando un nuevo proceso termoquímico sin catalizadores y sin hidrógeno para producir biocombustibles a base de hidrocarburos derivados de biomasa celulósica. Según la nota de prensa publicada en la página web de la Universidad de Maine, el proceso conocido como «desoxigenación térmica (TDO)» puede transformar los residuos de biomasa en una mezcla de hidrocarburos con puntos de ebullición «que comprenden los del queroseno, el gasóleo y la gasolina». El análisis del producto indica que podría tener propiedades que le convierten en un combustible de aplicación directa, con poco o ningún proceso de refino. En el proceso TDO, la biomasa se transforma primero en ácidos orgánicos. Después se añade hidróxido de calcio a estos ácidos para formar una sal cálcica y se calienta la mezcla de reacción a 450 °C. El proceso «desoxigena» (elimina el oxígeno) de la biomasa, y el producto resultante es un aceite de color ámbar oscuro de mayor densidad energética (mayor valor calorífico) que la biomasa original. Un aspecto interesante del proceso es que no necesita utilizar catalizadores ni hidrógeno para transformar el material en una mezcla de hidrocarburos. Esto puede ser muy útil para reducir el coste de producción. Según la nota de prensa de la Universidad de Maine, «sería necesario un refino posterior para cumplir las normas de emisiones y poder utilizar el "aceite UMaine" en los vehículos destinados a circular por la vía pública, pero [el investigador jefe, Clayton Wheeler] cree que se puede refinar este aceite tan fácilmente como cualquier otro de los que se utilizan actualmente en una refinería normal».


La producción bioenergética forestal de la Costa Oeste de EE.UU. puede aumentar las emisiones de CO2
http://www.nature.com/nclimate/journal/v1/n8/full/nclimate1264.html
http://biofuelsdigest.com/bdigest/2011/10/27/researchers-say-using-forest-for-biofuels-would-increase-emissions/
http://www.newkerala.com/news/2011/worldnews-93836.html

Contra la creencia de que los biocombustibles obtenidos de la biomasa forestal son neutros o negativos en carbono, un equipo internacional de científicos de la Universidad del Estado de Oregón (EE.UU.), de la Universidad de Leipzig (Alemania) y del Centro de Estudios Ormes des Merisiers (Francia) afirman que la producción de biocombustibles de los bosques de la Costa Oeste de EE.UU. podrían aumentar las emisiones de dióxido de carbono. Basándose en datos del inventario forestal (que comprende 80 tipos de bosque en 19 ecorregiones de Oregón, Washington y California), los investigadores demuestran que «las medidas de prevención de incendios y la cosecha bioenergética de gran escala en los bosques de la Costa Oeste de EE.UU. generarán entre un 2 % y un 14 % (entre 46 y 405 teragramos de carbono) más emisiones que las prácticas actuales de gestión durante los próximos 20 años» (un teragramo equivale a una megatonelada). Según los investigadores, «si el sumidero de estas ecorregiones baja de su nivel actual entre 30 y 60 gramos de carbono por metro cuadrado y año debido a las infestaciones de insectos, al incremento de las emisiones generadas por combustión o a la reducción de la producción primaria, los programas de gestión —incluyendo la producción bioenergética— podrían lograr una reducción conjunta del riesgo de incendio y de las emisiones de carbono. Su conclusión es que, para determinar el modo de reducir las emisiones, la política forestal debería tener en cuenta factores como (1) el actual balance de carbono forestal, (2) las condiciones forestales locales y (3) la sostenibilidad del ecosistema. El estudio completo se ha publicado en la revista Nature Climate Change.