Región del Bío-Bío lidera investigación de biodiesel a partir de algas.

Investigadores de la U de Concepción están apostando fuertemente en la posibilidad de producir biodiesel a partir de recursos algales. 

Actualmente están desarrollando un proyecto FONDEF relacionado con el manejo biotecnológico de microalgas oleaginosas nativas para la obtención de biodiesel y, por otra parte, están preparando su propuesta para la “Convocatoria Nacional de Consorcios Tecnológicos Empresariales de Investigación en Biocombustible a partir de Micro y Macro Algas”, de CORFO. De esta forma, la Región del Bío-Bío se podría convertir en el principal polo de desarrollo de los biocombustibles algales en nuestro país. 

Con el firme propósito de convertirse en un referente nacional en la investigación relacionada con la producción de biocombustibles a partir de algas, el Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción (CB-UdeC) está desarrollando fuertemente el conocimiento en esta área. Con una infraestructura de primer nivel, actualmente la entidad penquista ejecuta importantes proyectos cofinanciados por organismos nacionales e internacionales, además de la activa participación de diversos sectores de la industria.

Recientemente visitamos las instalaciones donde se emplaza el edificio principal de esta institución, que cuenta con laboratorios con tecnología de punta para la investigación, desarrollo e innovación en biotecnología y con una superficie construida de 3.000 m2. En la oportunidad pudimos conocer el énfasis que hoy se le da, en este Centro de Biotecnología, a la investigación aplicada a las algas y, en específico, a los biocombustibles que se podrían obtener de dichas especies.

Un ejemplo de esto es el proyecto FONDEF D07I-1063 “Manejo biotecnológico de microalgas oleaginosas nativas para la obtención de biodiesel”. La idea central de esta iniciativa es determinar el potencial de dichas especies como materia prima para biodiesel, lo que incluye optimizar sus condiciones de cultivo y un mejoramiento genético de las microalgas.

Mediante este proyecto, este centro de investigación pretende avanzar en el desarrollo de una nueva y renovable fuente de energía, que aporte a la diversificación de la matriz energética de Chile.

Propuesta de Consorcio

Actualmente, el Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción está preparando su propuesta a la “Convocatoria Nacional de Consorcios Tecnológicos Empresariales de Investigación en Biocombustible a partir de Micro y Macro Algas”, publicada por CORFO el martes 23 de junio. La idea de esta iniciativa es crear consorcios de investigación sustentables, en materia de producción de biocombustibles, a partir de micro y macro algas, que alcancen altos niveles de impacto, mediante la adopción, transferencia y comercialización de sus resultados.

Según CORFO, el objetivo de esta convocatoria es ampliar el desarrollo económico y productivo de Chile, a través de la creación de consorcios de investigación sustentables en materia de producción de biocombustibles a partir de micro y macro algas, que alcancen altos niveles de impacto, mediante la adopción, transferencia y comercialización de sus resultados.
“De acuerdo a las bases de esta convocatoria, este consorcio no es para hacer una empresa productiva. Se trata de generar investigación y tecnología que sea transferida  posteriormente, o sea utilizada por la misma empresa, para después entrar a la línea productiva. La idea es que en cinco años se pueda llegar a un nivel demostrativo de planta piloto, generando toda esta tecnología; pero aún no se podría tener una gran producción de biocombustible en el mercado directamente. Para eso se requiere una mayor inversión”, sostiene el Dr. Cristian Agurto, coordinador del Grupo de Biocombustibles Algales de la Universidad de Concepción, el cual es un grupo multidisciplinario, conformado por investigadores de diferentes equipos y laboratorios de la casa de estudios penquista.

Para Agurto, se trata de una propuesta concreta y ambiciosa. “Queremos ir más allá del laboratorio, es decir, escalar las tecnologías desarrolladas por el consorcio. Queremos generar la protección de esas tecnologías mediante patentes y transferirla al mismo consorcio o a otras empresas para que esto se desarrolle a nivel industrial. Pero el objetivo del mismo (consorcio) no es producir de manera masiva estos biocombustibles. Es para investigación, donde primero hay que desarrollar tecnología y luego hacerla escalable. Es decir, entrar al mercado con una producción propiamente tal no es responsabilidad del consorcio”, señala el investigador.

En ese sentido, ya existen conversaciones bastante avanzadas con empresas. “Hay interés de varias empresas emisoras de CO2, generadores de energía, además de productores y distribuidores de combustible. Esos son los tres tipos de empresas que están interesadas. Son empresas grandes, con las cuales se está avanzando y adecuando un modelo de consorcio, de acuerdo a los requerimientos e intereses de las firmas”, dice Cristian Agurto, quien agrega que “las generadoras de CO2 quieren entrar al mercado de los bonos de carbono, por lo que ven como interesante la posibilidad de entrar en este consorcio, ya que mediante el cultivo de algas ellos podrían mitigar sus emisiones. La idea nuestra, como universidad, es trabajar con distintos niveles de empresas que puedan potenciar y formar el consorcio ideal”.

El grupo de investigadores que lidera el área I+D de la propuesta de consorcio para biocombustibles algales de la UdeC son: Dra. Patricia Gómez, Dr. Jaime Rodríguez, Dr. David Contreras. Prof.  Krisler Alveal, Dr. Alfred Rossner, Dr. Regis Teixeira y Dr. Cristian Agurto.

“Ya se había fortalecido, a través de un consorcio, la investigación en biocombustibles a partir de biomasa forestal. Pero hace tres años comenzó el interés por potenciar el uso de la acuicultura y de la biotecnología en microalgas, no tan sólo para fines alimentarios o farmacéuticos, sino también para fines energéticos. Esto porque en varios países se está avanzando en esta materia. Creemos que como país no debemos quedarnos atrás en este aspecto y dentro de esa área prioritaria, que son los biocombustibles en general, se formó este grupo multidisciplinario, para potenciar el desarrollo de investigación en este nuevo rubro, que es el de utilizar las algas en general como materia prima para generar biocombustibles líquidos de segunda generación”, puntualiza Cristian Agurto.

Cabe destacar que actualmente el CB-UdeC alberga dos consorcios tecnológicos, tales como: Genómica Forestal S.A. y BIOENERCEL S.A. (Consorcio Tecnológico Empresarial de Investigación en Producción de Biocombustibles a partir de materiales lignocelulósicos), lo que demuestra su exitosa gestión y experiencia en la formación de sociedades anónimas para I+D+i ente la Universidad y el sector privado nacional.

Experiencia de la UdeC en algas

El Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción cuenta con el respaldo de años de la vasta trayectoria de esa casa de estudios en investigación tanto sobre biocombustibles como en algas.

Según Cristian Agurto, la Universidad de Concepción cuenta con años de estudio sobre los biocombustibles forestales o lignocelulósicos. “Éstos llevan mucho más tiempo de desarrollo en la universidad (casi diez años), por lo que está aprovechando esa experiencia para estos estudios. Además se está aplicando el conocimiento en microalgas para otros fines (más de veinte años), junto con los estudios en microalgas, realizados anteriormente por el departamento de Oceanografía de la Universidad, que cuenta con más de cuatro décadas de investigación en dichas especies”. Para Agurto esos son los pilares fundamentales para el desarrollo de la investigación en biocombustibles algales, “porque en este caso, el desafío es la producción de biomasa, ya que hay que asegurarla a través del tiempo, con bajo costo, por lo que el tema de los cultivos de micro y microalgas es muy importante. Esto, a diferencia de la parte forestal, donde la biomasa está asegurada (y el desafío es su conversión a biocombustibles líquidos)”, indica el investigador.

Fue así como el año 2006 empezaron a dar un nuevo uso a las investigaciones de la UEDC, con respecto a las microalgas, que hasta ese entonces se estudiaban para otros fines comerciales, tales como: nutracéutico, farmacéutico, entre otros. “Debido a la demanda por desarrollar combustibles alternativos de segunda generación y por implementar energías renovables no convencionales, se vio como prioridad la generación de una nueva línea de investigación relacionada con las microalgas; es decir, utilizarlas como potencial materia prima para uso energético, específicamente, para generar biocombustibles líquidos, como el biodiesel”, acota Agurto.

A esto hay que agregar que la institución penquista cuenta con un cepario de microalgas para la producción de alimentos y compuestos de alto valor agregado. Éste Incluye cepas de microalgas nativas y mejoradas genéticamente para otros fines comerciales. Así, las cepas depositadas en este cepario representan recursos genéticos nuevos a los cuales acceder, para desarrollar cultivos masivos con fines comerciales, para alimentar a especies acuícolas y extraer biomoléculas de alto valor comercial.

Referente de la investigación penquista

La investigación sobre algas y su aplicación para biocombustibles es sólo una arista del trabajo desarrollado por el CB-UdeC, cuyo director es el Dr. Jaime Rodríguez Gutiérrez. El Centro de Biotecnología de la UdeC tiene 5 áreas  de investigación, como los son: la forestal, acuícola, biocombustibles,  microbiología ambiental y fitoquímica. A su vez, hay tecnologías  que son transversales y apoyan a cada una de las líneas de I+D. Estas corresponden a genómica y bioinformática, química, microbiología, bioseguridad y bioprocesos. Hoy en día cuenta con la activa colaboración con centros de excelencia tanto nacionales como extranjeros. El Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción (CB-UdeC) se creó el 16 de diciembre de 2002 y nació del esfuerzo conjunto entre la Universidad de Concepción y el Gobierno de la Región del Bío-Bío, para dar respuesta a la Estrategia de Desarrollo de la Región de los años 2000-2006, definida mediante la participación de la comunidad regional.

Proyectos

Para la producción de biodiesel de microalgas, en el Centro de Biotecnología, se están desarrollando dos proyectos:

1.- Proyecto DIUC Nº 207023044-1 (2007-2009) «Producción de biodiesel a partir de microalgas: evaluación de cepas y optimización de cultivos».

2.- Proyecto FONDEF D07I-1063 (2009-2011) «Manejo biotecnológico de microalgas oleaginosas nativas para la obtención de biodiesel».

En ambos proyectos la líder y directora general es la Dra. Patricia Gómez, mientras que Cristian Agurto es el director alterno e investigador principal del proyecto FONDEF. Además, cuentan con la asesoría internacional del Dr. Yusuf Chisti, de la escuela de ingeniería de la Universidad de Massey, Nueva Zelanda.

Para el caso de la producción de bio-etanol de macroalgas, existe un financiamiento interno de los grupos de macroalgas, bio-inorgánica y recursos renovables, lo que ha permitido hacer una selección de especies de macroalgas para optimizar la producción de etanol. “Hasta el momento hemos obtenidos motivadores y auspiciosos resultados. En esta línea de investigación estamos siendo asesorados y trabajando con importantes investigadores de instituciones extranjeras de excelencia de Noruega, Japón e Israel”, destaca Cristian Agurto.

“Esta cooperación internacional nos llevó a estar actualmente participando de un proyecto de consorcio tecnológico de I+D en la Unión Europea, el cual se encuentra en evaluación y es dirigido por una empresa biotecnológica noruega «SINTEF», que junto a otras 8 instituciones participantes de Noruega, Irlanda, Alemania, Holanda y Dinamarca conformamos el proyecto de Consorcio «ALGAEFUEL», subraya el investigador de la UdeC.

Por último, la consultora y empresa americana Interlink Biotechnologies, LLC, entregó un informe (diciembre de 2008) al consejo nacional de innovación en el cual recomienda al grupo de biocombustibles algales del Centro de Biotecnología de la UdeC como potencial plataforma de I+D+i para el desarrollo, implementación y transferencia tecnológica de los biocombustibles algales en Chile.

¿Por qué los biocombustibles algales en la UdeC?

La misión de los investigadores del CB-UdeC se fundamenta en los siguientes aspectos:

1.- La biomasa algal convierte la energía solar en metabolitos susceptibles a ser transformados en combustibles líquidos y gaseosos.

2.- La biomasa algal  presenta altas tasas de crecimiento.

3.- Capturan y reducen la emisiones de gases invernaderos generando oxígeno.

4.- Presentan una huella de carbono neutro a través de la bio-fijación de CO2 industrial.

5.- La biomasa algal puede asociarse al tratamiento de aguas servidas o industriales (biofiltros)

6.- Requieren menos agua que los cultivos tradicionales por unidad de superficie.

7.- No compiten con la agricultura convencional y tradicional.

8.- Pueden producir subproductos con alto valor agregado.

9.- La tecnología desarrollada puede ser escalable a nivel industrial.

10.- Generan nuevos polos de trabajo y desarrollo regional.

11.- Diversifican la matriz energética del país (ERNC alternativa).

Áreas de trabajo en biocombustibles algales

El trabajo del Grupo de Investigación en Biocombustibles Algales del CB-UdeC actualmente incluye las siguientes áreas relacionadas y resultados esperados:

-Cepario de microalgas para la producción de biocombustibles:
Incluye cepas de microalgas nativas y mejoradas genéticamente para la producción de biodiesel. Las cepas depositadas en este cepario representan recursos genéticos nuevos a los cuales acceder para desarrollar cultivos masivos con fines comerciales. 

– Tecnologías de cultivo algal:

Diseño, desarrollo e implementación de tecnologías y protocolos de cultivo optimizados para la producción masiva de biomasa micro y macroalgal como materia prima con fines energéticos.

– Captura y mitigación de CO2:

Desarrollo e implementación de tecnología y protocolos para la mitigación de CO2 a través de cultivos masivos de micro y macroalgas.

– Conversión a biocombustibles líquidos:

Optimización de procesos de extracción, pretratamiento y conversión desde biomasa micro y macroalgal a biodiesel y bioetanol, respectivamente.

– Subproductos algales: Aprovechamiento de subproductos de alto valor agregado (pigmentos, vitaminas, aminoácidos, biogas, etc.) del proceso de producción de biocombustibles algales bajo el modelo de biorrefinería.

– Paquetes tecnológicos integrados: Paquetes tecnológicos integrados para la mitigación de CO2 y la  producción de biocombustibles líquidos (biodiesel y bioetanol) y biogas a partir de material algal.

Bioetanol y biodiesel, dos tipos de biocombustibles

Pese a que se incluyen en la misma clasificación (biocombustibles), el bioetanol y el biodiesel son dos productos muy diferentes. El primero de ellos (bioetanol) es el producto que identifica al etanol o alcohol etílico obtenido mediante procesos fermentativos de la biomasa para uso combustible, mientras que el biodiesel es un producto combustible que se compone de ésteres metílicos o etílicos de los aceites vegetales, microalgales, grasas animales o aceites comestibles en desuso, obtenidos por reacción química de los mismos con metanol y un catalizador (e.g.- hidróxido de sodio o hidróxido de potasio), respectivamente.

Fuente: Mundo Acuícola