George Guo-Qiang Chen y Shrikumar Suryanarayan miran a los océanos del planeta para proporcionar los recursos necesarios para producir y procesar las grandes cantidades de biomasa que se necesitarán para un futuro sostenible
Las aplicaciones industriales de la biotecnología – la nueva «bioeconomía» – ofrecen la promesa de producir biocombustibles y productos químicos renovables y de ofrecer una alternativa a la adicción crónica de la sociedad a los bienes producidos con reservas finitas de petróleo y materias primas de combustibles fósiles. La «biorrefinación» se basa en utilizar la biomasa como materia prima básica. La biomasa es un recurso renovable producido por la agricultura. Sin embargo, la escala a la que dicha biomasa deberá producirse y utilizarse para empezar a sustituir de forma efectiva las materias primas derivadas del petróleo empezará a rivalizar con la escala actual de la agricultura para alimentos y piensos, y ahí radica el problema.
Se han logrado demostraciones impresionantes de las posibilidades de la tecnología de «biorrefinación», ya sea la conversión de diversos azúcares derivados de la biomasa leñosa en biocombustibles avanzados o la producción de bioplásticos renovables a partir de maíz. Algunos de estos productos ya son comerciales. El lema de los científicos que trabajan en este ámbito es «el azúcar es el “nuevo petróleo”», siendo el azúcar derivado de la descomposición de la biomasa.
Los ingredientes para producir biomasa son, por supuesto, los mismos que para la agricultura, es decir, tierra, agua dulce y fertilizantes. Algunos países disponen de una gran cantidad de tierra per cápita y también cuentan con agua para el riego. Brasil es uno de esos países y se ha convertido en líder en biocombustibles. Otros países no tienen tanta suerte. La India, por ejemplo, tiene la menor cantidad de tierra per cápita entre las grandes economías (no en menor medida por su enorme población, a la que debe alimentar) y, además, tiene escasez de agua dulce. Estados Unidos dispone de tierra y agua suficientes y podría ser líder en biocombustibles (aunque la llegada del gas de esquisto barato ha reducido algo esta urgencia).
El agua dulce no solo es necesaria para producir la biomasa, sino que también se necesita en grandes cantidades durante el proceso de conversión de la biomasa. Cuando el etanol (un biocombustible renovable) se produce por fermentación, normalmente quedan nueve litros de agua al final de la fermentación por cada litro de etanol producido. Esta proporción es aún mayor en los biocombustibles avanzados, como el butanol, dada su menor solubilidad en agua. Es costoso tratar y reciclar estas aguas residuales de los procesos de fermentación.
¿No tendría sentido, entonces, mirar a los océanos del planeta para proporcionar los recursos necesarios para producir y procesar las grandes cantidades de biomasa que se necesitarán para un futuro sostenible?
Resulta que sí es científicamente posible. Las algas marinas (o plantas marinas o macroalgas) prosperan en agua salada. Los océanos albergan un ecosistema completo de microorganismos bien adaptados al crecimiento en agua salada y capaces de convertir la biomasa marina en productos útiles. Las técnicas de la biología moderna que se han aplicado con tanto éxito a los microbios y plantas terrestres podrían aplicarse fácilmente a los microbios marinos.
Los desafíos de ingeniería que supone operar y cultivar plantas marinas en un entorno oceánico ya se han superado en otras disciplinas, como la exploración petrolífera marina o la generación de energía eólica marina. Ya existen materiales capaces de soportar el agua de mar durante periodos prolongados con una corrosión mínima; basta con observar las plantas desalinizadoras que ya funcionan en varias partes del mundo.
Todo esto puede hacerse realidad en un futuro no muy lejano, pero la urgencia con la que los distintos países persigan estas soluciones dependerá de sus imperativos locales y de cómo perciban la importancia crítica de sus propios suministros energéticos futuros.
Autores: George Guo-Qiang Chen es profesor de Microbiología y Biomateriales en la Universidad Tsinghua de Pekín y miembro del Foro Económico Mundial Global Agenda Council on Biotechnology. Shrikumar Suryanarayan es presidente de Sea6 Energy, India, y miembro del Foro Económico Mundial Global Agenda Council on Biotechnology
Imagen: Una familia juega en una playa de California REUTERS/Mike Blake
