Mié 05.03.2008

CIENCIA  › MUCHOS CAMINOS PARA GENERAR BIOCOMBUSTIBLES SUSTENTABLES

Desde Australia con microalgas

Javier Fernández Velasco es doctor en Ciencias Biológicas y especialista en fotosíntesis de microalgas marinas para la generación de biocombustible en la Universidad Nacional de Australia, Canberra, y pronto regresará al país con un proyecto de generación de biodiesel.

› Por Leonardo Moledo

Esta vez el jinete hipotético no pudo cabalgar hasta Australia por obvias razones, ya que los cascos de su cabalgadura fantasma no saben apoyarse sobre el mar. Así que debió recurrir al frío intercambio de preguntas por e-mail. Helo aquí.

–¿Por qué son indispensables las fuentes alternativas de energía?

–Porque los combustibles fósiles llegarán casi a agotarse en 50 o 100 años; vinculado con el proceso de calentamiento global, causado principalmente por la extracción y uso de los combustibles fósiles: ambos procesos liberan a la atmósfera anhídrido carbónico (CO2), que actúa como un verdadero contaminante (gas de “efecto invernadero”). Y dado que la energía nuclear no es una solución suficiente, por varias razones (riesgos ambientales, fuertes restricciones geopolíticas), en unos pocos cientos de años la humanidad va a depender solamente de fuentes de energía totalmente renovables y “sustentables”, es decir, cuyo uso presente no compromete su uso futuro. Pero el mundo va a necesitar energías sustentables mucho antes de 100 años: geotérmica, mareomotriz, solar, eólica, fotovoltaica y la solar-térmica.

–Pero además están los biocombustibles. ¿Qué es un biocombustible?

–Un biocombustible es cualquier material de origen vegetal, animal o microbiano del que se puede extraer energía útil. A todos esos materiales se los puede llamar “biomasa”. Las moléculas de los biocombustibles formaban parte reciente de esos sistemas vivos. En ambos sentidos los biocombustibles son totalmente equivalentes a los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas), con la diferencia de que las moléculas de los combustibles fósiles formaron parte de vegetales que vivieron hace millones de años y quedaron sepultados en sedimentos. Los combustibles fósiles son biomasa fósil. Con la producción de un biocombustible se logra, en pocas semanas, lo que en la naturaleza se desarrolló en tiempos geológicos. La energía almacenada en los biocombustibles y los combustibles fósiles deriva de la luz del sol, previamente transformada biológicamente por el proceso de fotosíntesis. Este proceso ocurre en las plantas, en algas de agua dulce, de agua marina y en algunas bacterias. La energía lumínica es transformada en energía química, que se acumula en dichos organismos en forma de azúcares, almidón, celulosa y aceites o grasas; cada molécula de biocombustible y de combustible fósil tiene atrapada en su estructura porciones de energía del sol y a través de la combustión esa energía es liberada. Los biocombustibles son fuentes sustentables de energía porque su uso no resulta en una generación neta de anhídrido carbónico, ya que el emitido por la combustión (y producción) del biocombustible había sido previamente absorbido (fotosintéticamente de la atmósfera) por las plantas en crecimiento. El uso de los biocombustibles es “carbono-neutro”. El único requerimiento es que toda la biomasa que se coseche y combustione necesita ser regenerada a la misma velocidad. Esto no siempre se cumple en países en desarrollo, muchos de los cuales dependen fuertemente de biocombustibles como la leña.

–¿Cuáles son los diferentes tipos de biocombustible y cómo se pueden generar?

–Los biocombustibles pueden ser sólidos (leña y carbón vegetal), líquidos (biodiesel y etanol, es decir el alcohol común) y gaseosos (metano proveniente de fermentaciones microbianas). Se pueden generar a partir de desechos de origen biológico y luego de diferentes tratamientos acondicionadores, todos ellos pueden ser directamente quemados para generar electricidad o previamente transformados en alcohol o gas (ambos por fermentaciones microbianas) o en aceite. Todos estas formas de biomasa tienen acumuladas grandes cantidades de energía y desde hace no mucho se están empezando a explotar en el mundo.

–Pero, ¿por qué usar “cultivos para energía” para transformar la energía del sol en fuentes de energía utilizables?, ¿por qué no depender simple y solamente de los sistemas fotovoltaicos y solar-térmicos?

–Porque un sistema biológico (planta o alga) funciona como un sistema de conversión de energía completo, que se autorreproduce (rápidamente y a bajo costo), se autorregula, se autorrepara (permitiendo operar con una unidad “siempre nueva”) y se puede seleccionar y modificar genéticamente a los efectos de adaptarlo a diferentes ambientes y propósitos industriales. Ahora: la mayoría de los “cultivos para energía” modernos son los mismos que se usan para obtener alimentos, y esto trae aparejado un problema, que hace que la provisión de materia prima para biodiesel sea limitante, ya que la mayoría de dichos cultivos sirve como fuente de alimentos. La población mundial en aumento hace que esta consideración sea de primera importancia.

–Y ahí vienen las microalgas.

–Sí. Pueden ser la solución. Tienen productividades de biomasa, en particular de aceite usable para biodiesel, mucho mayores que las de los mejores cultivos clásicos. Algunas de ellas son marinas y ésas deberían ser las que transformen la economía de producción de biocombustibles y otros biomateriales. Una especie de microalga marina puede generar aceite para biodiesel con velocidades de producción (productividades) anuales 10 veces mayores que la palma y 130 veces mayores que la soja. Estas productividades se alcanzan con el suministro de anhídrido carbónico solamente, sin necesidad de proveer al medio de cultivo ninguna sustancia orgánica.

–¿Qué son las microalgas y cuál es su importancia en el campo de los biocombustibles?

–Son funcionalmente plantas y por lo tanto son fotosintéticas. Son microorganismos acuáticos unicelulares, o de unas pocas células, muchos de ellos con diámetros de unos pocos micrometros (similares a los glóbulos rojos de la sangre). Como muchas algas, tienen metabolismos parecidos a los de las plantas: sintetizan biomoléculas similares por medio de mecanismos equivalentes. Algunas microalgas pueden tener contenidos de aceite de entre el 50 y 80 por ciento de su peso seco. En condiciones industriales óptimas algunas microalgas producen 70-140 toneladas de peso seco de biomasa por hectárea y por año. Esta velocidad de producción es superior a la de la mayoría de los cultivos tradicionales, debido fundamentalmente a la unicelularidad de las microalgas y al ambiente acuático en el que viven, todo lo cual facilita la asimilación de nutrientes.

–¿Cómo se cultivan las microalgas de manera industrial?

–En grandes piletones artificiales en tierra firme (aproximadamente de media hectárea), de muy poca profundidad (30 cm) para que el cultivo como un todo esté bien iluminado. Estos piletones están esencialmente desconectados de los ambientes acuáticos naturales. Una planta industrial tendría que tener al menos unas 100 hectáreas.

–¿En qué detalles la explotación de microalgas aventaja a la de los cultivos tradicionales?

–Además de su muy alta productividad diaria, las microalgas muestran una variedad de ventajas industriales sobre los cultivos clásicos: a) No necesitan ningún tipo de suelo y algunas crecen en el mar o aguas –salobres–. Por lo tanto su cultivo industrial no compite por suelo o agua de regadío con las agriculturas tradicionales. b) El cultivo de las microalgas es de naturaleza hidráulica, es decir, permite sembrar y cosechar el cultivo desde un punto de bombeo único emplazado en una extensión relativamente grande de la planta industrial. c) Las microalgas crecen sin fuertes restricciones estacionarias y permiten una cobertura anual del terreno óptima, mientras que la mayoría de los cultivos clásicos producen sólo durante pocos meses al año, luego quedando el terreno sin uso.

–Entre otras ventajas. Ya veo.

–La lista es larga.

–Pero el espacio es corto.

–Ya veo.

–¿Cuál es la demanda mundial de biocombustibles?

–En el año 2100 la población del mundo y su correspondiente demanda de alimentos se duplicarán respecto de los niveles del año 2000. Sin embargo, la demanda de energía será mayor que el doble de la del año 2000, posiblemente el cuádruple, debido al fuerte aumento de consumo de energía per cápita de los países en desarrollo. La continua mejora en las eficiencias energéticas de producción y uso de energía no alcanzará para atenuar esos factores. Nuestro equipo consultó a la empresa petrolera British Petroleum (PB) en su sede gerencial en Australia (Melbourne), y la compañía informó que compraría inmediatamente toda producción nueva de aceite para biodiesel que hubiese disponible.

–¿Cuál es el potencial de producción y exportación de biodiesel de la Argentina?

–Mucho. En comparación con muchos cultivos tradicionales argentinos, la superficie necesaria es modesta. Puede lograr el autoabastecimiento y la exportación a gran escala de biodiesel y otros biocombustibles.

–¿Hay conflictos entre la producción de biocombustibles y la protección del ambiente?

–El riesgo de perturbar el medio ambiente siempre está presente en toda explotación intensiva de la naturaleza. El riesgo cero no existe, y hay que hacerlo con cuidado.

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