FAPESP y BBSRC destinan R$ 19 millones a estudios sobre biocombustibles avanzados

Los proyectos apuntan a desarrollar nuevas rutas de producción de biocombustibles obtenidos con base en materias primas no convencionales y productos químicos de alto valor

Por Elton Alisson  |  Agência FAPESP – La FAPESP y el Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), del Reino Unido, destinarán conjuntamente cinco millones de libras esterlinas (el equivalente a 19 millones de reales aproximadamente) para suministrar apoyo a dos proyectos de investigación orientados a la producción de biocombustibles avanzados –obtenidos con base en materias primas no convencionales, tales como el bagazo y la paja de la caña de azúcar– y productos químicos de alto valor.

Dichos proyectos, seleccionados en el marco de un llamado a la presentación de propuestas emitido conjuntamente por ambas instituciones, se concretarán durante los próximos cuatro o cinco años, y estarán a cargo de científicos vinculados a universidades e instituciones de investigación del estado de São Paulo en colaboración con socios del Reino Unido.

La FAPESP concederá el equivalente a un millón y medio de libras esterlinas (alrededor de 5,7 millones de reales) y, como contrapartida, el BBSRC destinará 3,5 millones de libras esterlinas (aproximadamente 13,3 millones de reales) para financiar esos dos proyectos colaborativos de investigación científica que comprenden distintos abordajes en el área de biorrefinerías, tal el nombre que se les asigna a los complejos industriales que producen combustible, electricidad y productos químicos a partir de la biomasa.

El valor invertido en ambos proyectos representa uno de los mayores volúmenes de recursos que la FAPESP haya destinado a una convocatoria conjunta a la presentación de propuestas, y se justifica debido a los desafíos científicos y tecnológicos que están en juego.

Entre ellos pueden mencionarse el diseño y el desarrollo de enzimas y nuevos microorganismos fermentativos y la optimización de características de la biomasa de plantas que han sido estudiadas con la mira puesta en la producción de biocombustibles avanzados y productos químicos, además de la exploración de nuevas rutas tecnológicas y la evaluación de su factibilidad industrial y comercial.

Uno de los proyectos seleccionados, encabezado por Telma Teixeira Franco, coordinadora del Núcleo Interdisciplinario de Planificación Estratégica (Nipe) de la Universidad de Campinas, y David Leak, docente de la University of Bath, de Inglaterra, apunta a explorar nuevas técnicas de conversión de hidratos de carbono complejos presentes en la biomasa de ciertas plantas, tales como la celulosa y la hemicelulosa, para producir biocombustibles de segunda generación y productos químicos de alto valor utilizando menos recursos y una menor cantidad de energía.

La celulosa y la hemicelulosa, los principales elementos estructurales de la pared celular de plantas, están unidas por la lignina, una molécula encargada de dotar de rigidez, impermeabilidad y resistencia a los tejidos vegetales.

Con el fin de poder convertirlas en azúcar –que luego es fermentada– y, con base en dicho proceso, obtener bioetanol, debe extraerse la lignina de los residuos agrícolas, tales como el bagazo y la paja de caña de azúcar, el sorgo sacarino, cortezas, gramíneas y residuos forestales.

Los procesos utilizados actualmente con esa finalidad –tales como la deslignificación mediante la separación de las fracciones de celulosa y hemicelulosa (denominada pretratamiento) y la hidrólisis ácida y enzimática– son complejos y tienen un bajo rendimiento en la conversión, balance energético negativo y un elevado costo de producción.

Durante el proyecto, los científicos brasileños y del Reino Unido pretenden evaluar nuevas tecnologías, tales como la de la rotura de la celulosa, en la cual se rompe la estructura molecular del bagazo y la paja de la caña de azúcar, el sorgo sacarino y de residuos de eucalipto, en azúcares más simples y solubles que se transforman en combustibles de segunda generación debido a la acción de microorganismos.

“Pretendemos analizar un proceso de pretratamiento que hemos desarrollado, que es muy distinto al que se ha aplicado hasta ahora y permite evitar la contaminación bacteriana durante la etapa de fermentación del azúcar, para obtener no sólo etanol de segunda generación sino también otros biocombustibles avanzados, tales como biodiésel y bioquerosén de aviación”, declaró Teixeira Franco a Agência FAPESP.

Los investigadores también pretenden desarrollar durante el proyecto un nuevo proceso de fermentación, además de nuevos linajes de microorganismos fermentativos y enzimas específicas para el tratamiento de la paja y el bagazo de caña de azúcar, del sorgo sacarino y de los residuos de eucalipto.

Este proyecto se llevará a cabo en colaboración con investigadores de la Aberystwyth University, del País de Gales, y del Imperial College London, en Inglaterra.

“Montamos una equipo excelente de científicos del Reino Unido y de Brasil, que cumple con los requisitos y está muy bien preparado para afrontar los desafíos científicos que reviste este proyecto”, declaró Leak en una gacetilla de prensa dada a conocer por la University of Bath. “Estamos ansiosos por empezar y muy entusiasmados con las posibilidades que esta colaboración aportará”, sostuvo.

El segundo proyecto de investigación seleccionado en el marco del llamado a la presentación de propuestas estará coordinado por Fábio Squina, investigador del Laboratorio Nacional de Ciencia y Tecnología del Bioetanol (CTBE) del Centro Nacional de Investigación en Energía y Materiales (CNPEM), y por Timothy David Howard Bugg, docente de la University of Warwick, de Inglaterra, y apunta a desarrollar nuevas rutas biotecnológicas tendientes a la valoración de la lignina.

La lignina, el segundo polímero existente en el planeta en cuanto a su abundancia, después de la celulosa, se utiliza en la actualidad primordialmente para su quema y en la provisión de energía en procesos biotecnológicos.

En el marco de este proyecto, los investigadores del CTBE y de la University of Warwick, en colaboración con colegas de la University of Manchester y de la University College London, Inglaterra, pretenden desarrollar nuevas rutas de puesta en valor de la lignina mediante el empleo de microorganismos, desarrollados a través de ingeniería metabólica, en productos químicos.

“Nuestro objetivo es desarrollar nuevos métodos destinados a dotar de valor a la lignina mediante el empleo de ácido ferúlico como intermediario, y que ese compuesto antioxidante, presente en las hojas y en las semillas de plantas –salvado de maíz, arroz, trigo y avena– y utilizado por las industrias de cosméticos, pueda ser convertido en otros compuestos, tales como fragancias, principios farmacológicos y aromas”, explicó Squina.

Durante el proyecto, los investigadores también pretenden integrar los procesos biotecnológicos para la valoración de la lignina con la producción de etanol celulósico.

“Esta integración de los procesos biotecnológicos puede ayudar a viabilizar biorrefinerías de material celulósico”, sostuvo Squina.

Una fructífera alianza

La FAPESP mantiene desde 2009 una colaboración con el BBSRC, que es uno de los siete Consejos de Investigación Científica (Research Council) del Reino Unido, o RCUK, por sus siglas en inglés.

En el transcurso de estos años, ambas instituciones emitieron junto con el Consejo Nacional de Fundaciones Estaduales de Apoyo a la Investigación Científica (Confap, por sus siglas en portugués) de Brasil un llamado a la presentación de propuestas en el marco del Newton Fund, destinado a seleccionar centros virtuales de investigación en nitrógeno para la agricultura.

Asimismo, mantienen un llamado a la presentación de propuestas de flujo continuo –en el cual científicos del Reino Unido pueden enviar al BBSRC propuestas de estudios conjuntos con científicos vinculados a universidades e instituciones de investigación del estado de São Paulo a cualquier momento– y otro orientado hacia la promoción de colaboraciones científicas a corto plazo.

“Este llamado conjunto para dar apoyo a proyectos orientados hacia la elaboración de biocombustibles avanzados, encabezado por la FAPESP, constituye una muestra de la fuerza de esta alianza, y se basa en colaboraciones de larga data entre científicos del Reino Unido y de Brasil”, dijo Steve Visscher, director ejecutivo del BBSRC, en un comunicado publicado por esa institución.

“Estas inversiones demuestran el compromiso constante del BBSRC con miras a afianzar a la bioenergía como una de las nuestras prioridades estratégicas, y los beneficios de trabajar con socios globales para encarar los desafíos de la investigación científica en esta área”, añadió Visscher.

Esta convocatoria fue la primera emitido conjuntamente por la FAPESP y por uno de los Consejos de Investigación Científica del Reino Unido en la cual todo el proceso de análisis de mérito científico fue llevado adelante por la Fundación.

Para Carlos Henrique de Brito Cruz, director científico de la FAPESP, los proyectos aprobados apuntan a afrontar uno de los desafíos más significativos en lo que hace a la producción de bioenergía actualmente en el mundo.

“La convocatoria FAPESP-BBSRC moviliza la colaboración científica apuntando a estudiar un tema sumamente relevante para Brasil, como lo es la bioenergía. Ambos proyectos seleccionados, cada uno encabezado por un dúo de destacados científicos de São Paulo y del Reino Unido, afrontan uno de los retos más importantes en bioenergía actualmente, que es la utilización de material lignocelulósico para producir insumos químicos valiosos y combustibles líquidos”, dijo.