Metano a combustible alternativo gracias a microbios

La biomasa líquida creada a partir de gases ricos en metano como el biogás de las granjas lecheras y el gas natural de los pozos de petróleo
La biomasa líquida creada a partir de gases ricos en metano como el biogás de las granjas lecheras y el gas natural de los pozos de petróleo

Microbios cooperantes convierten el metano en fuente de combustible alternativa

Los pozos de petróleo y gas e incluso el ganado liberan gas metano en la atmósfera, y los investigadores están trabajando de muchas maneras, no sólo de capturar este gas, sino también convertirlo en algo útil y menos contaminante.

Ahora los científicos del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) del Departamento de Energía de Estados Unidos han desarrollado un nuevo sistema para convertir el metano en una sustancia verde, rica en energía y gelatinosa, que puede usarse como base para biocombustibles y otros bioproductos, Químicos e incluso alimentar a las vacas que crean el gas en primer lugar.

“Tomamos un producto de desecho que normalmente es un gasto y lo actualizamos a la biomasa microbiana que puede utilizarse para fabricar combustible, fertilizantes, alimento animal, productos químicos y otros productos”, dijo Hans Bernstein, autor de un reciente artículo en Bioresource Technology.

El metano es un subproducto inevitable de nuestro estilo de vida. El estiércol de las vacas lecheras, el ganado y otros animales que nos proporcionan alimento a menudo se descompone en metano. Los procesos de perforación utilizados para obtener el petróleo y el gas natural que usamos para conducir nuestros automóviles y camiones o calentar nuestros hogares a menudo ventilan o queman el exceso de metano en la atmósfera, desperdiciando un importante recurso energético.

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Un cuento de dos microbios

Los científicos de PNNL abordaron el problema al conseguir que dos microorganismos muy diferentes vivieran juntos en armonía.

Uno de ellos es un methanotroph amoroso de metano, que se encuentra bajo tierra cerca de arrozales y vertederos – donde normalmente se produce la producción de metano. La otra es una cianobacteria fotosintética que se asemeja a las algas. Originalmente cultivada en un lago de Siberia, utiliza luz junto con dióxido de carbono para producir oxígeno.

Los dos no se encuentran comúnmente juntos, pero los dos coexisten en armonía en un biorreactor en PNNL – gracias a un sistema de co-cultura creado por Leo Kucek, Grigoriy E. Pinchuk y Sergey Stolyar, así como Eric Hill y Alex Beliaev, que son dos autores del presente trabajo.

El científico de PNNL, Hans Bernstein, recolectó gas metano de una granja lechera de Washington y campos de petróleo de Colorado y lo alimentó a los microbios del bioreactor.

Una bacteria, la Methylomicrobium alcaliphilum 20Z, comió el metano y produjo bióxido de carbono y biomasa rica en energía compuesta en gran parte de una forma de carbono que se puede utilizar para producir energía.

Pero la Methylomicrobium alcaliphilum 20Z no puede hacerlo sola. Necesita el otro microorganismo, la especie Synechococcus 7002, que utiliza la luz para producir la corriente constante de oxígeno que su contraparte necesita para llevar a cabo la reacción que consume metano.

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Cada uno logra una tarea importante mientras que suministra al otro una sustancia que necesita para sobrevivir. Se mantienen mutuamente felices y bien alimentados -como dice Bernstein-, están involucrados en un “acoplamiento metabólico productivo”.

“Los dos organismos se complementan, se apoyan mutuamente”, dijo Bernstein. “Hemos creado una plataforma biotecnológica adaptable con microbios genéticamente manipulables para la síntesis de biocombustibles y bioquímicos”.

Accionar un interruptor

El biogás agrícola e industrial se utiliza típicamente para generar electricidad, pero los ingenieros han desarrollado maneras de actualizar el biogás a gas natural comprimido o licuado. Pero el biogás está típicamente lleno de impurezas corrosivas como el sulfuro de hidrógeno que debe ser eliminado antes de que pueda ser utilizado.

El proceso del PNNL produce un producto mucho más limpio, ya sea líquido o sólido, con sólo accionar un interruptor de luz o la exposición a la luz solar. Cuando hay metano para convertir, las cianobacterias absorben la luz y utilizan dióxido de carbono como combustible para producir oxígeno, alimentando las bacterias que comen el metano. Cuando no hay mucho metano, los investigadores atenúan las luces, reduciendo el oxígeno, lo que ralentiza la acción de los metanótrofos. En pruebas recientes del equipo PNNL el sistema funcionó continuamente por cerca de dos meses.

“La belleza de este sistema es que no importa de dónde proviene el metano”, dijo Ron Thomas, subdirector de despliegue tecnológico y divulgación del PNNL. “Podría ser desechos agrícolas, podría ser el metano de los pozos de petróleo, el sistema puede tomar desechos de múltiples corrientes de desechos y crear un producto útil”.

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Metano a Biomasa

Acerca de Mauricio Robales 49 Articles
Co-fundador de Red Estrategia. Desarrollador en ClicAds.

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