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Política y economía[Top]
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1757-1707.2010.01041.x/abstract/http://www.thebioenergysite.com/articles/773/grasses-potential-as-alternate-ethanol-crop Un equipo de científicos de la Universidad de Illinois (EE.UU.) ha elaborado un informe titulado «Análisis biogeoquímico y económico integrado de los cultivos bioenergéticos en el Medio Oeste de Estados Unidos». Uno de los objetivos del estudio era determinar la viabilidad de las «hierbas biocombustibles» (miscanto y pasto aguja) como cultivos comerciales en Estados Unidos y cómo influye la localización. Utilizando un modelo biofísico de rendimientos integrado con un análisis económico, examinaron las diferencias entre los precios de equilibrio de distintos cultivos bioenergéticos en distintas localizaciones del Medio Oeste de EE.UU. Destacan los siguientes resultados: (1) la cosecha de miscanto suele triplicar la del pasto aguja en el Medio Oeste; (2) aunque el pasto aguja es autóctono de la región (Medio Oeste), su tolerancia al frío es escasa y no prospera adecuadamente en latitudes altas (como Minnesota o Wisconsin); (3) los rendimientos de biomasa del miscanto y del pasto aguja son mayores en el sur que en el norte; (4) los costes de cultivo del miscanto y del pasto aguja varían y quizá los agricultores tengan que tomar decisiones transaccionales a la hora de elegir uno u otro cultivo bioenergético; por ejemplo, el miscanto tiene mayor rendimiento y dura más tiempo, pero han de plantarse pequeños brotes (denominados «rizomas») que son más caros que la semilla de pasto aguja. Los resultados completos del estudio se han publicado en la revista Global Change Biology Bioenergy. [Top]
http://www.navy.mil/search/display.asp?story_id=57298http://www.upi.com/Business_News/Security-Industry/2010/11/22/Seahawk-helicopter-flies-on-biofuel-blend/UPI-54411290455598/ La Marina estadounidense ha realizado un vuelo de prueba con un helicóptero MH60S Sea Hawk propulsado por combustible mezclado al 50 % con biocombustible de camelina. La camelina es una planta perteneciente a la familia de la colza y de la mostaza. Se considera una «materia prima biocombustible de segunda generación». El vuelo de prueba de este helicóptero forma parte del plan de la Marina de Estados Unidos para reducir su dependencia de los combustibles derivados del petróleo. A principios de año, probaron esta mezcla de biocombustible en un vuelo de prueba del F/A-18 Super Hornet y observaron que «el funcionamiento de la aeronave fue el esperado en toda su envolvente de vuelo sin degradación de capacidad». Se afirma que este vuelo de prueba es «otro paso adelante en el camino a la certificación de combustibles no derivados del petróleo para utilizarlos en todas las aeronaves de la Marina y del Cuerpo de Marines». Está previsto volver a probar el biocombustible de camelina en otros modelos de aeronaves en 2011, con el objetivo de homologar esta mezcla de biocombustible al 50 % en los buques y aeronaves de la marina en 2012. Procesos y producción[Top]
Reacción de formación de biocombustible a partir de aceites vegetales residuales asistida por microondas
http://news.brown.edu/pressreleases/2010/10/biodieselhttp://biofuelsdigest.com/bdigest/2010/10/25/reseachers-pioneer-one-reaction-biodiesel-process/ Un equipo de investigadores de la Universidad de Brown (EE.UU.) ha descrito una versión «racionalizada» de la reacción de formación de biodiésel a partir de aceites vegetales residuales utilizando triflato de bismuto o triflato de escandio como catalizador en un reactor de microondas. La reacción convencional de formación de biodiésel suele requerir la adición de un ácido o base y metanol al aceite durante unas 2 horas, a temperatura elevada. El producto resultante es una mezcla de metilésteres, que se conocen colectivamente como «biodiésel». En el nuevo proceso descrito, ya no es necesario utilizar el ácido o base y el consumo energético es menor. Las materias primas que se introducen en el reactor de microondas son únicamente aceite, metanol y los catalizadores. Según la nota de prensa de la Universidad de Brown, los investigadores observaron que «los nuevos catalizadores transformaron el aceite vegetal residual en biodiésel en unos 20 minutos en el reactor de microondas, mientras que las reacciones actuales sin catalizadores en un calentador convencional tardan dos horas. Aunque el método de microondas necesita una temperatura más alta para producir la transformación en biodiésel (150 grados centígrados frente a los 60 grados que necesitan los métodos actuales), consume menos energía en total porque el tiempo de reacción es mucho menor». La revista Organic and Biomolecular Chemistry ha publicado un artículo relativo a esta investigación. [Top]
Investigadores chinos utilizan un hongo para destoxificar biomasa pretratada para producir bioetanol
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-3-26.pdf
El pretratamiento de la biomasa lignocelulósica (habitualmente con procesos químicos que utilizan calor) es una fase importante del proceso de producción de etanol celulósico que tiene por objeto eliminar el duro recubrimiento de lignina de la biomasa y exponer las fibras de celulosa o hemicelulosa para su posterior sacarificación con el fin de producir etanol. Debido a la «dureza» de las condiciones de pretratamiento (como por ejemplo un alto grado de acidez o basicidad con aplicación de calor), se generan subproductos tóxicos (que tienen efectos perjudiciales o inhibidores de los organismos fermentadores del etanol). Estos productos tóxicos pueden ser derivados furánicos (furfural o 5 hidrometilfurfural [HMF]), ácidos orgánicos (acético, fórmico o ferúlico) y derivados de lignina (guaiacol, fenol o vanillina). Después del pretratamiento suele ser necesario aplicar procedimientos de destoxificación para eliminar estos subproductos. Se ha observado que los actuales procedimientos de destoxificación con métodos fisicoquímicos presentan desventajas, como un elevado consumo de agua y producción de aguas residuales, pérdida de azúcares y eliminación ineficiente de inhibidores. Científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China Oriental describen la utilización del hongo Amorphotheca resinae ZN1 para destoxificar la biomasa de cañote después del pretratamiento con ácido sulfúrico diluido o aplicando explosión de vapor. Su estudio demuestra que «la biodestoxificación con A. resinae ZN1 es un método rápido y eficiente para eliminar las toxinas generadas por el pretratamiento lignocelulósico intensivo». Señalan que la destoxificación biológica presenta algunas ventajas, como por ejemplo: «aporte energético cero, producción de aguas residuales cero y degradación total de las toxinas». El estudio completo se ha publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels. [Top]
Un estudio resalta la necesidad de utilizar nuevos procedimientos para optimizar la utilización de las pentosas en las levaduras
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-3-24.pdf
Las principales materias primas utilizadas en la fermentación del etanol que se obtienen de la biomasa lignocelulósica son los azúcares que se liberan tras el pretratamiento y la sacarificación de las fibras celulósicas/hemicelulósicas. Normalmente, la fermentación de estos azúcares para producir etanol se realiza por medio de levaduras (Saccharomyces cerevisiae), que es el procedimiento que se ha venido utilizando históricamente para tal fin. Sin embargo, las cepas de levadura tradicionales sólo utilizan las hexosas (azúcares con seis átomos de carbono), como la glucosa. Las pentosas (azúcares con cinco átomos de carbono), como la xilosa y la arabinosa, no se aprovechan porque las levaduras carecen de capacidad natural para metabolizarlas. Para que la fermentación tenga un rendimiento eficaz, es preciso transformar tanto las hexosas como las pentosas. La ingeniería metabólica ha logrado recientemente desarrollar cepas de levadura capaces de metabolizar pentosas. Sin embargo, «todavía persisten importantes dificultades para modificar el metabolismo simultáneo y exógeno de los azúcares». Un equipo de científicos del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Texas en Austin (Estados Unidos) ha revisado los problemas relacionados con la utilización efectiva de las pentosas por las levaduras. Su estudio resalta la necesidad de prestar atención «a los aspectos no tradicionales de la ingeniería celular, como la capacidad de transporte molecular del huésped, la detección de catabolitos y los mecanismos de respuesta al estrés». En él se refieren a un nuevo procedimiento que denominan «ingeniería panmetabólica» como nuevo paradigma de integración de nuevas fuentes de carbono en las vías metabólicas del huésped. Se considera que este procedimiento optimiza de forma simultánea «los procesos independientes de transporte y metabolismo utilizando novedosas técnicas combinatorias e ingeniería celular global». El estudio se ha publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels. Materias primas[Top]
http://www.pressoffice.cornell.edu/releases/release.cfm?r=51064
Un grupo de científicos de la Universidad de Cornell investiga una herramienta para agilizar el desarrollo de los biocombustibles a base de algas, como posible materia prima para obtener combustibles líquidos limpios y ecológicos. «Teóricamente, las algas pueden producir más biomasa rica en lípidos por hectárea que los cultivos terrestres», afirma Beth Ahner, profesora de Ingeniería Biológica y Medioambiental e investigadora principal del equipo interdisciplinar de Cornell. «Las algas tienen un enorme potencial para la producción de biocombustibles, pero todavía hay que superar muchas dificultades antes de que se puedan producir a gran escala». La financiación del Fondo de Iniciativas Académicas del Centro Cornell para un Futuro Sostenible permitirá a los investigadores buscar una mejor alternativa a las reservas de combustibles fósiles. Según Ahner, «para demostrar la eficacia de las algas como cultivo combustible, estamos intentando hacer en unos pocos años lo que ha costado un siglo de observación y experimentación tradicional con los cultivos terrestres». [Top]
http://www.thebioenergysite.com/articles/785/pennycress-from-nuisance-weed-to-new-source-of-biofuel
La web theBioenergySite destaca el estudio realizado por el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA-ARS) sobre la producción de biodiésel a partir del aceite extraído de las semillas del carraspique, una «mala hierba» que pertenece a la familia de las Brasicáceas (al igual que otras materias primas biocombustibles más conocidas, como la camelina y la colza). A menudo se considera una «mala hierba» porque resulta antiestética. En grandes cantidades, también se considera tóxica para el ganado. El estudio del USDA-ARS indica que el carraspique puede ser útil como materia prima para la producción de biodiésel. Al igual que otros miembros de la familia de las Brasicáceas, esta hierba es considerada una «prolífica productora de semillas de alto contenido en aceite». El biodiésel que produce también se ajusta a la normativa de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM). El biodiésel de carraspique presenta buenas «propiedades de fluencia en frío», que resultan especialmente interesantes. Las «propiedades de fluencia en frío» son un conjunto de parámetros medidos que indican la tendencia del biodiésel a permanecer fluido (es decir, a no solidificarse) a temperaturas muy bajas. Un buen biodiésel no debe solidificarse o «gelificarse» a bajas temperaturas para que el motor mantenga un buen rendimiento. Los dos parámetros más comunes para valorar las propiedades de fluencia en frío del biodiésel son el «punto de niebla» y el «punto de congelación». «Por término medio, el biodiésel de carraspique registra un punto de niebla de 10 grados centígrados bajo cero y un punto de congelación de 18 grados centígrados bajo cero». Estos valores son mejores que los del biodiésel de soja. [Top]
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/3/1/23http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-3-23.pdf Un equipo de científicos de la Universidad de York y de la Universidad de Dundee (Reino Unido) ha descrito el desarrollo de un «ensayo de digestibilidad de biomasa de alto rendimiento, consistente y fiable», que puede utilizarse para analizar el elevado número de muestras que se manejan en los estudios de recalcitrancia biomásica de potenciales materias primas biocombustibles. La «recalcitrancia de la biomasa» es un importante obstáculo para el desarrollo comercial de un proceso de transformación de biomasa en etanol a partir de materias primas lignocelulósicas (de segunda generación). Para poder obtener etanol por fermentación de biomasa lignocelulósica, hay que mejorar su digestibilidad. Ello implica (1) la destrucción de su ordenada estructura y de su duro revestimiento de lignina y (2) la disgregación (o «sacarificación») de sus carbohidratos complejos en azúcares fermentables. El conocimiento fundamental de las funciones de los genes y de los mecanismos enzimáticos de la recalcitrancia de la biomasa de las plantas puede ser útil para desarrollar «materias primas a medida» con una buena digestibilidad biomásica. También puede ser útil para desarrollar procesos más eficaces que mejoren la digestibilidad de la biomasa. Según los investigadores británicos, «el desarrollo de métodos de alto rendimiento para examinar las alteraciones fenotípicas y bioquímicas de las plantas ha adquirido gran importancia para identificar las funciones de los genes y enzimas de determinadas vías metabólicas de las plantas y de otros organismos. Sin embargo, analizar la digestibilidad de la pared celular de grandes poblaciones de plantas es un trabajo lento, laborioso y caro». Han desarrollado una plataforma analítica que permite realizar análisis de sacarificación en una placa de 96 pocillos y analizar la digestibilidad lignocelulósica de grandes poblaciones de muestras de diversas especies vegetales. El método se ha validado utilizando tabaco transgénico con la lignina alterada y ha demostrado su fiabilidad y reproducibilidad. Los resultados completos se han publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels. [Top]
Estudio de las variaciones de la producción de azúcares según el tipo de cultivar de trigo utilizado en el procesamiento de etanol a escala piloto
http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/pdf/1754-6834-3-25.pdf
Científicos de la Universidad de Copenhague (Dinamarca) han realizado un estudio sobre las variaciones de la producción de azúcares debido a las cualidades genotípicas del trigo uti lizado como materia prima durante el proceso de transformación de etanol celulósico en las condiciones de una planta piloto. Se compararon cinco cultivares de trigo diferentes sometidos a pretratamiento/sacarificación a escala piloto, en términos de producción de azúcar y de respuesta a la carga enzimática y a la distribución del tamaño de las partículas. Los resultados del estudio confirman que los parámetros óptimos para la transformación de biomasa en etanol celulósico dependen en gran medida del cultivar utilizado. Se ha observado que el efecto del cultivar (según las condiciones de experimentación) era muy significativo o que la interacción entre el cultivar y la carga enzimática era significativa. De este modo, en el mejoramiento de materias primas potenciales para la producción de etanol biocombustible, la «procesabilidad» de la materia prima para obtener azúcares fermentables puede ser una consideración importante. El estudio completo se ha publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels. [Top]
Estudios comparativos sobre los sistemas de cultivo de sorgo simple y doble para la producción de biocombustible
http://www.sciencedaily.com/releases/2010/11/101110141531.htmhttps://www.agronomy.org/publications/aj/abstracts/102/6/1586 La página web Science Daily reseña un estudio comparativo realizado por la Universidad del Estado de Iowa (EE.UU.) sobre el sistema de cultivo simple y doble de sorgo para la producción de biocombustible. Se diseñaron experimentos con 12 variedades de sorgo cultivadas en sistemas de cultivo simple y doble, y se evaluaron los rendimientos de producción de biocombustible. El estudio se ha publicado en la revista Agronomy Journal. El estudio demuestra que el sistema de cultivo simple es más eficaz para producir etanol. Según el investigador y autor principal, Ben Goffe, el cultivo de sorgo de forma aislada es más eficiente para producir etanol, desde el punto de vista de la producción. Sin embargo, «está por ver si los beneficios ambientales a largo plazo de los sistemas de cultivo doble, como la reducción del potencial erosivo, justifican la menor producción de biomasa total». Goffe recomienda que se realicen nuevos estudios sobre los sistemas de cultivo doble, orientados a desarrollar estrategias para maximizar la producción de sorgo, como la incorporación de un cultivo de invierno que tenga una maduración anticipada en la temporada. Noticias y tendencias[Top]
http://www.unep.org/Documents.Multilingual/Default.Print.asp?DocumentID=649&ArticleID=6796&l=enhttp://www.unep.fr/energy/activities/water/pdf/Issue%20Paper%20No.2_FINAL.pdf http://www.unep.fr/shared/publications/pdf/WEBx0141xPA-NaturalSelection.pdf http://www.unep.fr/scp/rpanel/pdf/Assessing_Biofuels_Summary_Spanish.pdf En el segundo informe de la serie sobre «Cuestiones bioenergéticas», titulado «Agua y bioenergía», el Programa de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente (PNUMA) destaca el problema emergente del agua y su consumo en el desarrollo global de la industria de biocombustibles. En términos cuantitativos, el incremento de la producción y utilización de biocombustibles puede acarrear un incremento del consumo de agua, que ya es un recurso limitado en muchos países. El estudio citado por el PNUMA revela que el 2 % (o 44 kilómetros cúbicos) de las extracciones mundiales de agua para regadíos se destinan a la producción de bioenergía. Este incremento del consumo de agua con destino a la producción bioenergética podría agravar el estrés hídrico ya existente en las zonas donde el agua es un recurso escaso y desencadenar nuevas consecuencias medioambientales y sociales. En términos cualitativos, la producción bioenergética puede generar «problemas de calidad del agua, tanto a nivel de proyecto como a nivel regional, debido a sus efectos acumulativos». Durante la fase de producción del cultivo, la escorrentía de los campos fertilizados puede incrementar los niveles de nitrógeno y fósforo y producir la eutrofización de las masas de agua. Según Achim Steiner, Vicesecretario General de las Naciones Unidas y Director Ejecutivo del PNUMA, «no hay duda de que tenemos que reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y encontrar opciones más limpias y más compatibles con el medio ambiente, pero debemos asegurarnos de no crear más problemas de los que solucionamos. La producción de biocombustibles presenta riesgos y oportunidades. Tenemos que analizar todos los riesgos para poder aprovechar al máximo las oportunidades de reducir las emisiones, crear nuevos empleos verdes y elevar el nivel de vida de algunas de las comunidades más pobres del mundo». [Top]
http://www.eesi.org/usda-faa-announce-partnership-develop-aviation-biofuels-28-oct-2010http://www.usda.gov/wps/portal/usda/usdahome?contentidonly=true&contentid=2010/10/0545.xml http://blog.seattlepi.com/aerospace/archives/225699.asp?from=blog_last3 El Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) y la Administración de Aviación Federal (FAA) han firmado un acuerdo a 5 años para desarrollar biocombustibles de aviación en el país. Las materias primas que se estudia utilizar para el desarrollo de queroseno biocombustible son residuos forestales y agrícolas. Con el fin de cumplir sus objetivos, ambos organismos: (1) «combinarán su experiencia en investigación, análisis de políticas y dinámica del sector de transporte aéreo para analizar la disponibilidad de distintas clases de materias primas susceptibles de transformación en biorrefinerías para producir queroseno biocombustible» y (2) «desarrollarán una herramienta para evaluar la situación de distintos componentes de una cadena de suministro de materias primas, como la disponibilidad de biomasa procedente de explotaciones agrícolas y tierras forestales, el potencial de esa biomasa para la producción de queroseno y el tiempo que se tardará en pasar a la producción a gran escala». Según la nota de prensa del USDA, el acuerdo de colaboración incluye un importante plan de investigaciones que dirigirá el USDA a través de sus cinco Centros Regionales de Estudios de la Biomasa y que abarcará todas las zonas rurales estadounidenses que sea posible para conseguir que todo el país obtenga el máximo beneficio económico de la producción de biocombustibles. [Top]
Científicos de la Universidad de Purdue descubren el último gen con potencial para el desarrollo de materias primas biocombustibles con bajo contenido en lignina
http://www.purdue.edu/newsroom/research/2010/101122DudarevaGene.htmlhttp://biofuelsdigest.com/bdigest/2010/11/24/purdue-identifies-last-genes-in-effort-to-reduce-lignin-in-biofuels-feedstocks/ http://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/abs/nchembio.485.html Una nueva nota de prensa de la Universidad de Purdue (EE.UU.) afirma que sus científicos han «localizado el último gen que quedaba por descubrir relacionado con la producción del aminoácido fenilalanina, un hallazgo que podría dar lugar al desarrollo de procesos para controlar este aminoácido con el fin de potenciar los valores nutricionales de las plantas y producir mejores materias primas biocombustibles». La fenilalanina es un aminoácido que se considera importante en la producción de aromas florales, antioxidantes y lignina (un componente de las paredes celulares de las plantas que contribuye a la rigidez y la integridad estructural de la planta). Desde el punto de vista de la producción de biocombustibles, el interés del descubrimiento de este gen radica en la posibilidad de desarrollar «cultivos bioenergéticos a medida» con un bajo contenido en lignina. Una materia prima baja en lignina puede reducir el coste de la producción de etanol celulósico al reducir la necesidad de aplicar pretratamientos de deslignificación. «Reduciendo la fenilalanina se podría reducir la lignina, lo cual mejoraría la digestibilidad de los materiales celulósicos para la producción de etanol». Por otra parte, aumentando la fenilalanina se podría potenciar el valor nutricional de algunos alimentos. El informe técnico que describe los resultados del estudio se ha publicado en la revista Nature Chemical Biology Journal. |
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