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Biotecnología blanca: promesas y desafíos del desarrollo de una industria química sustentable

y el Laboratorio Nacional de Energía de isopreno de Genencor utiliza la fer- y pasar directamente de la lignocelulo-
Renovable de los EE.UU. (National mentación, en donde todos los pasos son sa al producto final, como por ejemplo
Renewable Energy Laboratory - NREL) catalizados por un único microorganis- obtención del etanol, en un único proce-
existen o se encuentran en desarrollo, mo de producción que libera isopreno so de fermentación.
tecnologías para convertir materias pri- gaseoso enriquecido. Mientras que el
mas renovables, tales como almidón/ aspecto económico dependerá de opti- Nuevamente, estos bioprocesos tendrán
azúcar, lignocelulosa, además de gra- mizar los rendimientos y la producti- que competir con los clásicos proce-
sas y aceites en bloques estructurales vidad para minimizar los costos de las sos ácidos optimizados (algunos de los
similares, sino idénticos a los C1-C6. materias primas y de capital, la consoli- cuales se han utilizado de alguna forma
Un ejemplo exitoso es el muy conocido dación de las transformaciones múltiples durante gran cantidad de años) y con los
bio-polietileno de Braskem, producido en un único proceso a menudo puede ser procesos termoquímicos novedosos.
a partir de etileno derivado de la caña una ventaja económica significativa para
de azúcar. el enfoque biotecnológico. Sin embargo, Para suministrar estas materias primas
en última instancia esto es, hasta cierto agrícolas, se están utilizando enfoques
La biotecnología industrial, como fuera punto, una opción falsa porque muchos, de biotecnología ecológica ( verde )
definida precedentemente, que incluye si no la mayoría, de los procesos susten- para mejorar la productividad de la bio-
la fermentación y la catálisis enzimáti- tables en desarrollo incluyen una combi- masa y reducir los consumos actuales
ca, es un conjunto de procesos y como nación de etapas de bio-procesamiento y de cultivos como el sorgo, desarrollar
tal, debe competir con otros enfoques químicas para arribar al producto final. cultivos nuevos de alto rendimiento
químicos y físicos. Estos incluyen por como el miscanthus y el pasto varilla,
ejemplo, la gasificación y el proceso Una combinación de enfoques biotec- e incluso extender el rango climático
químico Fischer-Tropsch, la pirólisis nológicos y químicos también puede para el crecimiento de árboles con altos
para la producción de bio-crudos, el utilizarse para el uso y la conversión de rendimientos de producción de biomasa
craqueo, el hidro-tratamiento y la recon- materias primas agrícolas en materiales como los eucaliptos (ArborGen). Yo me
versión acuosa. Como con frecuencia básicos para estos procesos de produc- atrevería a sugerir que una gran porción
la catálisis química se puede realizar ción. Principalmente, las grasas y los de la biotecnología ecológica verde aho-
a temperaturas mucho más elevadas aceites son convertidos mediante proce- ra puede ser considerada como biotec-
que las de los procesos enzimáticos y a sos químicos catalíticos. Esto se debe en nología blanca.
menudo también de manera más rápida, gran medida a su similitud con las frac-
es posible pensar que los enfoques bio- ciones derivadas del petróleo como las Por consiguiente, la biotecnología
tecnológicos no pueden competir. parafinas y olefinas y por ende a la pro- industrial juega un papel aparentemente
pensión hacia la utilización de las reac- cada vez mayor en el desarrollo de una
Esto puede ser cierto especialmente en ciones químicas altamente desarrolladas industria renovable de productos quími-
la producción de mezclas de combusti- de la industria del petróleo. cos y combustibles. A medida que los
bles para ser quemados. Sin embargo, ejemplos exitosos de procesos y de pro-
las rutas puramente químicas para los Tal vez la larga historia de la produc- ductos químicos obtenidos a partir de
productos específicos, de ser posibles, ción y el uso de petroquímicos antes del commodities renovables se incremen-
requieren múltiples pasos con las corres- advenimiento de la biotecnología tam- ten, una industria rentable en base a la
pondientes pérdidas en el rendimiento y bién juegan un papel en el enfoque de biotecnología continuará creciendo. Sin
mayores costos de capital. la cuestión. La biotecnología industrial embargo, en nuestra búsqueda por desa-
se utiliza en los procesos de construc- rrollar una economía de base biológica
A menudo, las rutas biotécnicas ofrecen ción de los materiales lignocelulósi- sustentable, hay un tema mucho más
una mayor especificidad del producto cos a medida que numerosas empresas importante para tratar.
con una menor cantidad de pasos en el compiten para desarrollar hemicelulasas
proceso. Un buen ejemplo de esto es la y celulasas eficientes que puedan trans- En el año 2008, en los Estados Unidos
producción de isopreno. Se requieren formar los compuestos celulósicos del se usaron 1.800 millones de toneladas
múltiples pasos a partir del petróleo azúcar de manera directa. cortas (1.600 millones de toneladas
para la producción de isopreno y éste es métricas - MTM) de carbón fósil que
finalmente solo una fracción de una can- Otra aplicación es el bio-procesamiento comprendía: 900 millones de toneladas
tidad de otros co-productos. consolidado. Por ejemplo, empresas (800 MTM) de petróleo, 300 millones
como Mascoma Corp. (Lebanon, Nue- de toneladas (270 MTM) de gas natural,
A partir del azúcar, el proceso químico vo Hampshire, EE.UU.) utilizan un y 600 millones de toneladas (540 MTM)
necesitaría múltiples transformaciones. microorganismo diseñado especialmen- de carbón. El uso de carbón fósil a nivel
Sin embargo, el proceso de producción te para pasar por alto la etapa de azúcar global fue de aproximadamente 9.900

A&G 85 • Tomo XXI • Vol. 4 • 610-613 • (2011) 611