Fermentación alcohólica, una opción para la producción de energía renovable

Existen muchas ramas en la ciencia donde la biotecnología ofrece diversas opciones para la generación de energías renovables como el bioetanol, el cual se obtiene mediante la fermentación. El bioetanol se usa eón n la preparación de carburantes para vehículos automotores.

El sector energético es uno de los campos en los que se resalta la importancia de efectuar cambios y mejoras. Sin embargo, por ser un bien de interés público, las dificultades de cambio se explican por la gran rigidez en las políticas y reglamentos que regulan los procesos de producción, almacenamiento, transporte y distribución de energía; principalmente de energías no renovables. Sin embargo, es importante buscar otras soluciones orientadas más al desarrollo de sistemas eficientes en cuanto al consumo de energía y a la búsqueda de nuevas fuentes de energía, que limitarse al cambio de políticas y reglamentos de explotación, de lo que queda, de las fuentes de energía no renovables existentes.

En lo que respecta a las energías renovables, en México existe potencial para el desarrollo de fuentes de energía de esta naturaleza. En el plan publicado por la Secretaría de Energía se proporcionan los siguientes datos sobre la capacidad que México tiene en tal aspecto.

-Energías de la biomasa generadas a partir de residuos o a partir de biogás, producido por fermentación anaeróbica en plantas de tratamiento de aguas. La cantidad de residuos sólidos municipales se estima en el país en 90,000 toneladas diarias, con lo que se podrían generar aproximadamente 150 MW.

-La capacidad potencial de las fuentes de energía hidráulica se evalúan superiores a 3000 MW. En cuanto a la energía llamada "mini-hidráulica" se estima que existe potencial para lograr una capacidad media de 400 MW.

-Finalmente, con relación a la energía geotérmica se valora un potencial de 2,400 MW.

Una de las fuentes de energía que poco se menciona en los proyectos nacionales y que ha demostrado su factibilidad en otras regiones del mundo, es la producción de etanol. Desde el punto de vista industrial, trabajar en la producción de dicho producto es fundamental, pues el etanol no sólo es una fuente de energía sino una materia prima importante en la industria.

La fermentación alcohólica es una bioreacción que permite degradar azúcares en alcohol y dióxido de carbono. La conversión se representa mediante la ecuación:
            C6H12O6 --> 2C2H5OH + 2CO2

Las principales responsables de esta transformación son las levaduras. La Saccharomyces cerevisiae, es la especie de la levadura usada con más frecuencia. Por supuesto que existen estudios para producir alcohol con otros hongos y bacterias, como la Zymomonas mobilis, pero la explotación a nivel industrial es mínima.

A pesar de parecer, a nivel estequimétrico, una transformación simple, la secuencia de transformaciones para degradas la glucosa hasta dos moléculas de alcohol y dos moléculas de bióxido de carbono es un proceso muy complejo, pues al mismo tiempo la levadura utiliza la glucosa y nutrientes adicionales para reproducirse. Para evaluar esta transformación, se usa el rendimiento biomasa/ producto y el rendimiento producto/ substrato.

El Bioreactor es el elemento central para la realización de la fermentación alcohólica y existen diversas opciones para disponer de esta tecnología.

Como se comento anteriormente, la biotecnología ofrece diversas opciones para la generación de energías renovables. Dentro de las ventajas más importantes encontramos su carácter sustentable, la garantía de mantener la seguridad y diversidad del suministro energético y la posibilidad de obtener servicios de energía sin impacto ambiental.

No obstante, diversos análisis económicos muestran que en un ambiente competitivo, la producción de bioetanol está en desventaja por los costos de obtención de materias primas y el consumo de energía para separar el etanol por destilación. Con relación al consumo de energía, existe la posibilidad de ahorrar ésta usando sistemas de destilación que usan la energía solar, otra opción es evitar el uso de energía para esterilizar el substrato como se propone en este artículo.

Cabe señalar que la producción de etanol por fermentación es una tecnología limpia, relativamente simple y fácil de desarrollar. Su producción en bioreactor, aunque compleja desde el punto de vista bioquímico, no requiere de conocimientos especializados para su realización. Sin embargo, no hay que olvidar la importancia de contar con cepas de levadura adecuadas, por ejemplo, cepas floculantes, con resistencia a altas concentraciones de etanol y resistencia a las bacterias. En México, existen diversos centros de investigación como la UNAM, la UAM y el IPN con personal altamente capacitado en la selección de microorganismos, para ellos no representaría gran problema la obtención de cepas de levaduras apropiadas.

Se propone la producción de etanol a partir de desechos, subproductos, coproductos y de productos agrícolas de baja demanda, con el objeto de añadir valor agregado a éstos, generar nuevos empleos para mitigar la pobreza de numerosos grupos de campesinos mexicanos y diversificar la producción de energía, favoreciendo el desarrollo sustentable en beneficio directo de los habitantes en zonas rurales.

Fuente:

http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S1405-77432007000400004&script=sci_arttext&tlng=pt