Del campo al motor, el bioetanol en México: Primera parte

Autores: Alexander Uriel Valle Pérez, Jorge Arturo González Ríos

Bioeconomía y Biorrefinerías

Nos encontramos experimentando grandes cambios en el ambiente, que van desde la aparición de fenómenos naturales cada vez más extremos (ondas de calor, tormentas), la extinción de especies animales y cambios irreversibles sobre los ecosistemas. Estas alteraciones se derivan en gran medida del cambio climático, donde los gases de efecto invernadero (GEI) tienen un papel central en un problema que demanda una atención inmediata. La incorporación del petróleo al ciclo de carbono terrestre fue crucial en la generación del desequilibrio actual. El aumento de gases como CO2 y metano en la atmósfera, producto de la actividad humana, han incrementado la captación de calor. Para mitigar la producción directa en indirecta de GEI, programas como el establecimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible por la ONU promueven un entorno sostenible. En estos, se consideran temas como: acceso a energía sostenible, construcción de infraestructura sostenible, consumo y producción sostenible, y adopción de medidas contra el cambio climático. Nuestros esfuerzos como sociedad deben centrarse en establecer un estilo de vida sostenible, donde el uso reducido de recursos como agua, energía, alimentos y productos de consumo sea primordial.

A nivel mundial diversas estrategias se han gestado en aras de consolidar la bioeconomía, una nueva corriente que persigue la sostenibilidad en el desarrollo económico. Dentro de ésta, las biorrefinerías constituyen el eje industrial en la generación de materias primas y productos generados a partir de biomasa (que no necesariamente compite con la industria alimentaria al provenir de residuos urbanos, agroindustriales o forestales), sustituyendo nuestra dependencia al uso de recursos fósiles con la revolución biotecnológica actual. Uno de los pilares tecnológico es la microbiología y la genética, dónde se halla el potencial de generar novedosos bioproductos. Otro es el establecimiento de etapas de procesamiento que mantengan la sostenibilidad con base en su diseño y optimización (económica, ambiental y social). Para este fin, áreas como ingeniería y química son relevantes para implementar industrialmente estos bioprocesos.

Esquema general de la producción de Sorona. Fuente:  http://sorona.com/

Esquema general de la producción de Sorona. Fuente: http://sorona.com/

Por ejemplo, Sorona™ (Du-Pont) es el caso exitoso de un bioproducto, que consiste en una fibra textil obtenida de la polimerización del 1,3-propanodiol. Este compuesto es generado a partir de una cepa modificada genéticamente de Escherichia coli, una bacteria presente en el intestino de rumiantes y humanos. Para su producción industrial, fue necesario llevar a cabo las modificaciones genéticas del microorganismo, así como el establecimiento de procesos necesarios para el uso de recursos renovables en la producción del intermediario. Por otro lado, diseños para la purificación del producto fueron implementados, así como la optimización de todas las etapas involucradas. En la generación de esta fibra, se requirieron más de 10 años de investigación. Actualmente este textil es utilizado en la fabricación de ropa deportivos, siendo una alternativa en un mercado dominado por fibras sintéticas como el polyester, elastano, rayón, entre otras.

Bioenergía y biorefinación en México 

México se encuentra interesado en mantener la explotación de los residuos fósiles pese a la ratificación de convenios internacionales para mitigar el cambio climático. Sin embargo, diversos esfuerzos se han estado realizando en el país buscado incorporar tecnologías ambientalmente seguras. El gobierno mexicano a partir del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) y la Secretaría de Energía (SENER), invirtió en la generación de recursos humanos, tecnología y alianzas entre academia, industria y gobierno. Esto cristalizó en la formación de la Red Temática de Bioenergía y los Centros Mexicanos de Innovación en Energía (CEMIE). Los CEMIE han colocado líneas de trabajo sobre: energía solar (CEMIE-sol), bioenergía (CEMIE-Bio), energía eólica (CEMIE-eolico), energía geotérmica (CEMIE-Geo), y energía oceánica (CEMIE-Océano). En la actualidad CEMIE-Bio representa el esfuerzo mexicano por consolidar la generación de diversos bioproductos como: bioturbosina, bioetanol y biobutanol, biodiesel, biohidrógeno y biometano , y biocombustibles sólidos.

Centros mexicanos de innovación en energía (Fuente:  https://www.gob.mx/sener/articulos/centros-mexicanos-de-innovacion-en-energia ).

Centros mexicanos de innovación en energía (Fuente: https://www.gob.mx/sener/articulos/centros-mexicanos-de-innovacion-en-energia).

La participación de México en la sostenibilidad energética es pertinente, en un momento en el que a nivel mundial proyectos, políticas y acuerdos se construyen con miras hacía un futuro tecnológico, social, económico y politico sostenible. Es necesario mantener y estimular este tipo de proyectos donde la participación interdisciplinaria y conjunta permita resolver problemas actuales. De esta forma, los bioproductos van más allá de una moda, construyendo una industria que en nuestros es días es necesaria para equilibrar la balanza hacía un entorno industrialmente verde. La existencia de un marco normativo en materia de producción y calidad de este tipo de productos es necesaria. De la misma forma, leyes que incentiven y apoyen este tipo de proyectos son igualmente necesarios. Actualmente, cada uno de los proyectos CEMIE se encuentran desarrollando criterios que permitan evaluar el impacto social, económico y ambiental de los proyectos. Ésto sin lugar a duda permitirá el establecer un margen normativo que mida la sostenibilidad, e identifique los puntos críticos y riesgos de estas tecnológias. En nuestra segunda entrega explicaremos con más detalle la producción de bioetanol de segunda generación (2G) a partir del procesamiento de biomasa, donde diversos grupos a lo largo y ancho de la república mexicana colaboran. Podremos ver que esta investigación generará frutos en años venideros.

Acerca de los autores

Alexander Uriel Valle Pérez: Es estudiante de la carrera de Ingeniería en biotecnología en ITESM campus Guadalajara. También participó en otras investigaciones relacionadas a la producción de bioenergía en centros de investigación científica como Cinvestav y Ciatej. Le encanta entrenar crossfit, ver películas de Hayao Miyazaki, dibujar a tinta china y escuchar música de Tchaikovsky, así como estudiar chino mandarín (4 años) y alemán (2 años).

Jorge Arturo González Ríos: Es Químico por la Universidad de Guanajuato y Maestro en Ciencias Bioquímicas por Universidad Nacional Autónoma de México. Actualmente es estudiante de doctorado en el Laboratorio de Futuros en Bioenergía del CINVESTAV-Unidad Guadalajara. Como pasatiempo gusta de escuchar música en vivo, tomar fotografías, hacer caminatas y cocinar.

Editores: Emiliano Cantón, Ximena Bonilla