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Hacia un mejor conocimiento de la producción con bioenergías (Febrero de 2012)

Acaba de inaugurarse la plataforma HélioBiotec en el centro del Comisionado francés de la Energía Atómica y Energías Alternativas (CEA, por sus siglas en francés) en Cadarache (Bouches-du-Rhône). Los investigadores, en colaboración con laboratorios e industriales, estudian en este centro los mecanismos biológicos de microorganismos fotosintéticos que tienen la capacidad de producir de manera natural moléculas de alto contenido energético. El objetivo es mejorar dichos mecanismos. En el futuro, estos organismos, cultivados en masa, podrían producir biocarburantes de la llamada tercera generación.

La decepción de una primera generación de biocarburantes

Los biocarburantes de primera generación, los únicos que existen actualmente en el mercado, se obtienen mediante la transformación de plantas como la remolacha o algunas plantas oleaginosas. Sin embargo, estos biocarburantes consumen una gran cantidad de tierras cultivables, agua e inputs agrícolas, lo que limita su interés. Los biocarburantes de segunda generación están siendo evaluados, en especial en términos de rentabilidad y de impacto sobre el medio ambiente. Se obtienen mediante la conversión de biomasa en gas sintético y luego en carburante líquido (técnica termoquímica). Asimismo, se obtienen utilizando microorganismos que degradan la biomasa con el objetivo de producir etanol (técnica biológica).

Gracias a la fotosíntesis, algunas microalgas y cianobacterias* en condiciones específicas pueden producir hidrógeno, un vector de energía que se puede utilizar directamente con las pilas de combustible. Estos microorganismos también producen hidrocarburos o lípidos que pueden transformarse en biodiésel. Las algas, por ejemplo, pueden acumular hasta un 50% de su peso seco en lípidos de reserva. Estos organismos, debido a su rápido crecimiento y al alto rendimiento por superficie cultivada, representan una apuesta muy importante en materia energética. En una misma superficie, algunas especies podrían producir entre diez y veinte veces más biodiésel que otros cultivos terrestres como la colza o el girasol.

En Cadarache, las investigaciones que se llevan a cabo desde hace unos diez años intentan seleccionar los organismos más prometedores, estudiar su metabolismo y optimizar los mecanismos biológicos para aumentar la productividad de los compuestos ricos en energía. La puesta en funcionamiento de la plataforma HélioBiotec, desde 2008, coincide con el progresivo avance de estas investigaciones. «Desde ese año, nuestro laboratorio se ha dotado de herramientas de última generación que han llevado a la creación de HélioBiotec», señala Gilles Peltier del Laboratorio de Bioenergía y Biotecnologías de Bacterias y Microalgas (LB3M). Añade, además, que «la plataforma cuenta con herramientas de última generación que permiten estudiar microalgas de propiedades interesantes entre muchas otras, evaluar la calidad de los elementos que producen, como los lípidos, o incluso cultivarlas en condiciones controladas».

La plataforma colaborativa, que el Laboratorio de Bioenergía y Biotecnologías de Bacterias y Microalgas ha alojado en el sitio web del CEA de Cadarache, crea lazos de cooperación académicos o privados. Cuenta con entre 20 y 25 investigadores, ingenieros y técnicos, de los cuales 13 son trabajadores permanentes del CEA y del CNRS (Centro Nacional de Investigación Científica francés), que participan en proyectos financiados por la Unión Europea o por la Agencia Nacional de Investigación (ANR) de Francia. «También colaboramos de manera bilateral con laboratorios extranjeros, como el NREL (National Renewable Energy Laboratory) de los Estados Unidos, que depende del Departamento de Energía y que pretende desarrollar energías renovables, y respondemos a problemas específicos de industriales como GDF-Suez o Fermentalg».

Comprender y desarrollar herramientas de producción

«Pretendemos identificar y eliminar las trabas que limitan actualmente las aplicaciones de microalgas para una producción rentable de energía. Llevamos a cabo proyectos de investigación sobre la producción de hidrógeno y de lípidos y sobre las vías de excreción de lípidos. Las tecnologías de cultivo de microalgas producen una biomasa muy diluida (algunos gramos por litro) y requieren que se manipulen grandes cantidades de agua. La excreción de compuestos lipídicos en el medio permitiría evitar esas etapas que tanto cuestan en términos de energía. También trabajamos sobre la calidad de los lípidos para obtener productos de cadena más corta con una composición similar a la del queroseno». Tantas vías de investigación podrían desembocar, a medio plazo, en el desarrollo de los biocarburantes de la llamada tercera generación.

En un contexto en el que el cambio climático y el aumento de los precios de la energía se han convertido en realidades objetivas, los biocarburantes ?gracias a sus reducidas emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con los carburantes clásicos? constituyen hoy en día uno de los medios más inmediatos y eficaces para luchar contra el cambio climático y reducir nuestra dependencia del petróleo en el sector del transporte, principal emisor de CO2. Además, funcionan como un elemento de estabilización de los precios de los carburantes y aumentan la seguridad del suministro energético de Francia.

Delphine Barrais

* Las cianobacterias son una subclase de bacterias capaces de transformar la energía luminosa en energía química que puede utilizar la célula.

Páginas web:

-  Comisionado francés de la Energía Atómica y Energías Alternativas (CEA): www.cea.fr
-  Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia: www.cnrs.fr
-  Agencia Nacional de Investigación (ANR) de Francia: www.agence-nationale-recherche.fr
-  HélioBiotec: www-heliobiotec.cea.fr


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