Recientemente, un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley ha cosechado con éxito combustible alternativo para aviones a partir de especies de bacterias del suelo que se encuentran comúnmente y que pertenecen al género Streptomyces.
En 1999, el American Petroleum Institute (APA) publicó un informe que sugiere que las reservas de petróleo de la Tierra podrían secarse en cualquier momento entre 2062 y 2094 . Por el contrario, un estudio de 2019 de la Millennium Alliance for Humanity and the Biosphere (MAHB) de la Universidad de Stanford predice que el mundo se quedará sin petróleo mucho antes , es decir, en 2054. Imagine un mundo en el que los aviones no vuelan, los jets no protegen las fronteras nacionales, las mercancías no se envían y los cohetes no pueden salir de la Tierra porque no hay petróleo.
Dado que las industrias mundiales de aviación, transporte marítimo y aeroespacial funcionan con petróleo , su agotamiento podría conducir al caos mundial. Olvídese del agotamiento; la escasez de petróleo ya está causando un aumento sin precedentes en los precios del combustible en todo el mundo. Recientemente, los precios de la gasolina en los distintos estados de los EE. UU. cruzaron la marca de $ 5 por galón, un nuevo máximo histórico .
Esta es la razón por la cual muchas industrias y científicos buscan constantemente fuentes de energía renovable que puedan servir como alternativas a los combustibles fósiles, especialmente al petróleo (ya que es probable que termine primero). Un paso importante dado en esta dirección es la producción de combustible para aviones renovable impulsada por bacterias por científicos del laboratorio de Lawrence.
¿Cómo produjeron los científicos combustible para aviones a partir de streptomyces?
Cuando se queman combustibles fósiles como el queroseno de aviación (combustible utilizado en jets y aviones), gasolina o diesel, se produce energía en grandes cantidades, y esta energía alimenta el motor de un vehículo. Uno de los muchos problemas con los combustibles fósiles es que tarda millones de años en formarse debajo de la superficie de la Tierra . El equipo de investigación de Berkley estaba tratando de crear un combustible para el cual no tienen que esperar millones de años para volver a formarse.
En ese momento, Jay Keasling, profesor de ingeniería química en la Universidad de California, se conectó con el investigador Pablo Cruz Morales (autor principal del estudio y científico del proyecto en el laboratorio de Lawrence) y le preguntó si él y su equipo podrían producir una molécula llamada Jawsamicina. Pablo había trabajado previamente con la bacteria Streptomyces, por lo que sabía que la Jawsamicina es una molécula producida naturalmente debido a las reacciones metabólicas en el cuerpo de la bacteria Streptomyces.
Keasling le dijo a Pablo que la molécula tiene el potencial de liberar enormes cantidades de energía y que “va a ser una idea explosiva”. Al escuchar esto, Pablo y su equipo comenzaron a trabajar en la idea. Diseñaron la bacteria Streptomyces coelicolor en un caldo de cultivo con azúcares, sales y algunos aminoácidos. Luego, recolectaron las bacterias, las rompieron y separaron las fracciones aceitosas (que contienen moléculas similares a la Jawsamicina) producidas en su cuerpo. Finalmente, decidieron esterificar los aceites y quedó listo un nuevo tipo de biocombustible .
Pablo y sus colegas se refieren a las moléculas sintetizadas en el laboratorio que funcionan de manera similar a Jawsamicina como “fuelimicina”. Cuando se le preguntó sobre las ventajas y desventajas de su biocombustible sobre el combustible convencional , Pablo dijo a IE: “ nuestro combustible se puede producir mediante procesos renovables, mientras que los combustibles tradicionales se derivan del petróleo. Los POP-FAME (nuestros) también pueden almacenar más energía, por lo que pueden ser más eficientes si se producen a escala”.
Agregó además, “la desventaja es que todavía necesitamos desarrollar un método de producción a gran escala que sea económicamente viable, y es difícil competir con los combustibles fósiles, ya que están subsidiados y la economía global se construye alrededor de ellos. Pero esto cambiará, el clima de nuestro planeta está cambiando y tenemos que dejar de usar combustibles fósiles para frenar este proceso”.
Resumen:
Liberar a la economía mundial de su dependencia del petróleo es clave para frenar el ritmo del cambio climático. Las aplicaciones que demandan energía, como los cohetes, la aviación y el transporte marítimo, se alimentan con hidrocarburos derivados del petróleo que son difíciles de reemplazar. Estos combustibles son ricos en moléculas cíclicas con ángulos de enlace tensos que les permiten almacenar más energía que las moléculas no cíclicas. La mayor cantidad de energía se puede almacenar en los ciclopropanos, pero estas moléculas son difíciles de producir mediante síntesis orgánica.
Producimos combustibles de ésteres metílicos de ácidos grasos policiclopropanados (POP-FAME) en bacterias. Los POP-FAME pueden tener densidades de energía de más de 50 MJ/L, que es mayor que la energía de los combustibles de aviación y cohetes más utilizados. Aunque el próximo paso es aumentar su producción hasta que el proceso sea comercialmente viable, la disponibilidad de un método de producción de base biológica abre la posibilidad de reemplazar los combustibles fósiles en un sector muy limitado.
