Los investigadores exploran una economia bioquimica sostenible

Con cianobacterias, dióxido de carbono y luz solar, un equipo de la Universidad de Wisconsin-Madison ingenieros pretende crear una fuente alternativa sostenible de productos químicos básicos que en la actualidad se derivan de una fuente de suministro cada vez menor de combustibles fósiles.

Financiado por una donación de $ 2 millones de un programa de la National Science Foundation Emerging Frontiers in Research and Innovation , el equipo desarrollara y evaluara una estrategia de biorefinería a nivel de sistemas para el uso de métodos fotosintéticos para producir compuestos químicos. "El problema real es cómo desarrollamos una economía sostenible química", dice Brian Pfleger, profesor de UW-Madison asistente de ingeniería química y biológica y el investigador principal de la subvención.

Aunque los principales productos de las refinerías de petróleo son los combustibles como la gasolina y el combustible para aviones, aproximadamente el 20 por ciento del petróleo crudo se refina, en varios pasos complejos, de alto consumo energético , para obtener petroquimicos. Estos productos químicos impregnan nuestra vida cotidiana en productos que van desde velas y perfumes a los pañales desechables, juguetes, neumáticos y envases de plástico, entre muchos otros.

Como una alternativa al petróleo crudo, los investigadores de todo el mundo están estudiando maneras de producir combustibles y productos químicos a partir de fuentes renovables, incluida la biomasa de las plantas y las algas. Los procesos actuales de producción son de alto consumo energético y generan azúcares y aceites, que son productos "intermedios". "Luego podemos tomar esos intermedios y hacer el procesamiento tradicional, sea este biológico o químico", dice Pfleger.

Usando las cianobacterias, que sólo necesitan luz, dióxido de carbono y nutrientes simples para prosperar, el equipo de Pfleger está apuntando a un aún más eficiente, resultado sostenible. Él y sus colegas van a diseñar especies de cianobacterias de rápido crecimiento para omitir la etapa de procesamiento intermedio y directamente producir compuestos químicos modelados como el 3-hidroxipropionato, un precursor del ácido acrílico y uno de los 12 principales productos químicos que el Departamento de Energía de EUA ha identificado como bloques potenciales de una economía química sostenible.

Como parte de ese proceso, se estudiará si las biorefinerías pueden recurrir a las aguas residuales municipales para proporcionar las cianobacterias con nutrientes esenciales como el nitrógeno y el fósforo, y en el proceso, producir agua limpia adecuada para su liberación al medio ambiente. Los investigadores también crearan modelos informáticos que les permiten explorar temas relacionados con la ampliacion de los experimentos de laboratorio hacia los procesos de producción química a escala industrial.

Con estos modelos, ellos estudiaran los aspectos económicos de una industria química sostenible, teniendo en cuenta factores como el costo, la estructura de la oferta, y si un conjunto diferente de productos químicos básicos es factible. "Y eso trae de vuelta toda esta cuestión de las biorefinerías", dijo Pfleger. "¿Se puede utilizar un sistema biológico para hacer no sólo los combustibles, sino toda una serie de productos químicos diferentes?"

Renee Meiller - Phys Org
24 Agosto 2012