La industria de la aviación se prepara para sumarse completamente al uso de un biocombustible producido por microbios. En los próximos meses, la primera planta comercial a gran escala de etanol como combustible de aviación comenzará a producir sus primeros galones. La planta, ubicada en Soperton, Georgia, es el resultado de casi 20 años de esfuerzo de la empresa LanzaTech y su fiial LanzaJet. Su objetivo es convertir los gases industriales de desecho en etanol y, finalmente, en combustible para aviones.
La empresa espera producir 10 millones de galones anuales, así como combustible diésel renovable mediante un proceso de fermentación de gases que utiliza microbios que metabolizan gases industriales residuales y los conviertan en etanol y otros compuestos químicos útiles. Los bioorganismos que fermentan gas pueden utilizar las emisiones industriales de dióxido de carbono como alimento. Aunque la tecnología no está tan desarrollada como la fermentación tradicional (donde los microbios se alimentan de azúcares o biomasa) los enfoques basados en biomasa y en gas son susceptibles de manipulación genética.
El etanol que produce LanzaJet para combustible de aviación se hace todavía siguiendo los pasos catalíticos de la industria petroquímica; sin embargo, el objetivo final es dejar gran parte del trabajo catalítico a los microbios a través de la fermentación de gas. La idea es transformar residuos en recursos. Convertir gases contaminantes en productos químicos y combustibles sostenibles. La empresa estadounidense LanzaTech está revolucionando la forma en que las industrias manejan sus emisiones de carbono. A través de esta tecnología innovadora, se transforman gases residuales en productos químicos y combustibles sostenibles. Además, la tecnología es escalable y se puede adaptar a diferentes industrias y procesos.
Proceso complicado
En la actualidad la fermentación gaseosa no ha alcanzado el desarrollo de la fermentación tradicional, en la que los microbios se alimentan de azúcares u otra biomasa, incluidos los cultivos. Sin embargo, se pueden manipular genéticamente cepas microbianas seleccionadas y luego cultivarlas para su fermentación en tanques grandes. LanzaTech no es la única que está explorando el uso de la fermentación de gas para fabricar productos químicos especiales, precursores de combustible y proteínas.
La empresa Visolis desarrolla organismos que pueden utilizar gas, biomasa o desechos sólidos urbanos para producir ácido mevalónico como producto químico industrial intermedio, que puede procesarse en combustible para cohetes, combustible de aviación, caucho sintético y productos químicos especiales después de la exposición a más productos químicos.
En el proceso de fermentación gaseosa se bombean monóxido de carbono, dióxido de carbono o biomasa gasificada a los fermentadores. En algunos casos se debe echar mano a otros gases, como el hidrógeno, dependiendo del organismo que se use. Los gases se mezclan en un líquido que contiene un microbio modificado genéticamente. Su función es metabolizar los gases y producir la molécula elegida.
Microbios un poco lentos
En algunos productos se lleva a cabo una fermentación en dos etapas. Primero se produce una sustancia química intermedia, como el ácido acético, mediante una ronda de fermentación gaseosa. Después el ácido acético es convertido en materia prima para aplicarle la fermentación tradicional, en la que se producen moléculas más complejas. El desarrollo de microorganismos para la fermentación gaseosa se ha ralentizado porque estos microbios no están tan bien caracterizados como sí lo están los de la fermentación tradicional, como la levadura y Escherichia coli . Trabajar en laboratorio con estos microorganismos (acetógenos) puede resultar complicado porque son estrictamente anaeróbicos, y hasta una pequeña cantidad de oxígeno puede matarlos, lo cual no es muy conveniente si se quieren realizar manipulaciones con ingeniería.
La fermentación de gas puede demandar desafíos técnicos que requieren grandes inversiones de dinero porque consumen mucha energía. Los microbios necesitan una fuente de energía para realizar su trabajo, como el hidrógeno. La producción de hidrógeno convencional consume mucho carbono. Esto ha obligado a crear hidrógeno renovable in situ dividiendo el agua en oxígeno e hidrógeno mediante electrólisis, pero esta labor resulta costosa. Mezclar suficientemente gas con microbios, que viven en el agua, también ha resultado costoso y requiere ingeniería sofisticada.
Diversificar para vencer
Desde su fundación en 2005, LanzaTech trabaja en la producción de biocombustibles a partir de residuos industriales y gases de emisión. El objetivo es claro y loable: reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y combatir el cambio climático. Su tecnología es innovadora, pues permite capturar y convertir emisiones de carbono en productos de valor, en lugar de simplemente liberarlas al medio ambiente. Además, la tecnología es escalable y se puede adaptar a diferentes industrias y procesos.
El proceso de fermentación de gas microbiano brinda una vía sostenible para producir productos químicos de plataforma que sirven como componentes básicos para crear otros productos. Entre estos el caucho, los plásticos, las fibras sintéticas y los combustibles. Desde el biocombustible para aviones hasta ropa se puede obtener con esta tecnología, que aboga por un futuro más limpio y sostenible. Hasta ahora ha producido alrededor de 40 millones de galones de etanol, compensando 200 mil toneladas métricas de CO2. Su impacto ha sido tan significativo que la cantidad de marcas que aplican la tecnología es cada vez mayor.
Por ejemplo, Zara entró en el mundo de la ropa de carbono reciclado. Lanzó una colección de pequeños vestidos hechos con este material. Con la tecnología de LanzaTech, el poliéster fue creado a partir de etanol. También la marca deportiva On utilizó en sus zapatos Cloudprime espuma EVA derivada del etanol, y la empresa británica Craghoppers lanzó una línea de ropa hecha con lana basada en carbón reciclado.
El cuidado personal es otro campo de acción. La empresa alemana de cuidado de la piel, Beiersdorf, puso en el mercado su crema Nivea Men’s Climate Care Moisturizer, la cual contiene etanol de LanzaTech. Y como también un ingrediente común en los perfumes, la reconocida Coty lo incorporó en algunas de sus fragancias.
Hasta los excrementos sirven
Y con lo de los bicombustibles para aviones la inventiva es lo que predomina. Un equipo de científicos que está buscando alternativas sostenibles, se dio a la tarea de trabajar en crear un combustible con un ingrediente particular: excrementos humanos. Porque en esto de revertir el daño ambiental cualquier salida es válida. Y el problema de la aviación lo amerita pues es la causante del 2% de las emisiones contaminantes causadas por el ser humano.
Investigadores de la compañía Firefly Green Fuels, con James Hygate a la cabeza, consiguieron crear un combustible con propiedades muy parecidas a las del querosén. Las propiedades serán parecidas, pero la huella de carbono del nuevo material es hasta 90% inferior a la del propio carburante característico del sector. La investigación comenzó analizando posibles vías de desarrollo y se optó por las propiedades de los excrementos humanos, como su gran excedente que permitiría contar con múltiples pruebas.
La realización de pruebas independientes y otras llevadas a cabo por organismos reguladores de aviación han llegado a la conclusión de que el combustible es muy parecido al querosén calificado como A1. La fórmula puede tener gran viabilidad, de acuerdo con los cálculos de la empresa. La generación estaría en el orden de de 4 a 5 litros de combustible por el excremento anual de una persona.
Si tomamos en cuenta que existen obligaciones legales de establecer un mínimo porcentaje de combustible procedente de fuentes sostenibles, los excrementos humanos son una alternativa. La compañía, cuya sede está en Gloucestershire, Inglaterra, recibió un financiamiento público de dos millones de libras esterlinas para que siga adelantando su investigación e incrementar la eficiencia de su tecnología en comparación con otros combustibles ecológicos.
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