Bacterias y CO2: aprovechar el poder de las bacterias que se alimentan de carbono

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Bacterias y CO2: aprovechar el poder de las bacterias que se alimentan de carbono

Bacterias y CO2: aprovechar el poder de las bacterias que se alimentan de carbono

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Los científicos están desarrollando procesos que alientan a las bacterias a absorber más emisiones de carbono del medio ambiente.
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      Previsión Quantumrun
    • 1 de diciembre de 2022

    Resumen de información

    La capacidad de las algas para absorber carbono podría ser una de las herramientas más valiosas para mitigar el cambio climático. Los científicos han estudiado durante mucho tiempo este proceso natural para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y crear biocombustibles respetuosos con el medio ambiente. Las implicaciones a largo plazo de este desarrollo podrían incluir una mayor investigación sobre tecnologías de captura de carbono y el uso de inteligencia artificial para manipular el crecimiento de bacterias.

    Contexto de bacterias y CO2

    Existen varios métodos para eliminar el dióxido de carbono (CO2) del aire; sin embargo, separar la corriente de carbono de otros gases y contaminantes es costoso. La solución más sostenible es cultivar bacterias, como las algas, que producen energía a través de la fotosíntesis al consumir CO2, agua y luz solar. Los científicos han estado experimentando con formas de transformar esta energía en biocombustibles. 

    En 2007, CO2 Solutions de la ciudad de Quebec en Canadá creó un tipo de bacteria E. coli modificada genéticamente que produce enzimas para comer carbono y convertirlo en bicarbonato, que es inofensivo. El catalizador es parte de un sistema de biorreactor que puede ampliarse para capturar las emisiones de las centrales eléctricas que utilizan combustibles fósiles.

    Desde entonces, la tecnología y la investigación han avanzado. En 2019, la empresa estadounidense Hypergiant Industries creó el Eos Bioreactor. El gadget tiene un tamaño de 3 x 3 x 7 pies (90 x 90 x 210 cm). Está destinado a ser colocado en entornos urbanos donde captura y secuestra carbono del aire mientras produce biocombustibles limpios que potencialmente pueden reducir la huella de carbono de un edificio. 

    El reactor utiliza microalgas, una especie conocida como Chlorella Vulgaris, y se dice que absorbe mucho más CO2 que cualquier otra planta. Las algas crecen dentro de un sistema de tubos y un depósito dentro del aparato, llenos de aire y expuestos a luz artificial, dando a la planta lo que necesita para crecer y producir biocombustibles para su recolección. Según Hypergiant Industries, el biorreactor Eos es 400 veces más efectivo que los árboles para capturar carbono. Esta característica se debe al software de aprendizaje automático que supervisa el proceso de crecimiento de algas, incluida la gestión de la luz, la temperatura y los niveles de pH para obtener el máximo rendimiento.

    Impacto disruptivo

    Los materiales industriales, como la acetona y el isopropanol (IPA), tienen un mercado global total de más de $ 10 mil millones de dólares. La acetona y el isopropanol son un desinfectante y antiséptico muy utilizado. Es la base de una de las dos formulaciones desinfectantes recomendadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), que son altamente efectivas contra el SARS-CoV-2. La acetona también es un solvente para muchos polímeros y fibras sintéticas, resina de poliéster diluyente, equipo de limpieza y quitaesmalte de uñas. Debido a su producción a granel, estos productos químicos son algunos de los mayores emisores de carbono.

    En 2022, investigadores de la Universidad Northwestern en Illinois se asociaron con la empresa de reciclaje de carbono Lanza Tech para ver cómo las bacterias pueden descomponer el CO2 residual y convertirlo en valiosos productos químicos industriales. Los investigadores utilizaron herramientas de biología sintética para reprogramar una bacteria, Clostridium autoethanogenum (diseñada originalmente en LanzaTech), para producir acetona e IPA de forma más sostenible a través de la fermentación de gas.

    Esta tecnología elimina los gases de efecto invernadero de la atmósfera y no utiliza combustibles fósiles para crear productos químicos. El análisis del ciclo de vida del equipo mostró que la plataforma de carbono negativo, si se adopta a gran escala, tiene el potencial de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 160 por ciento en comparación con otros métodos. Los equipos de investigación esperan que las cepas desarrolladas y la técnica de fermentación puedan ampliarse. Los científicos también podrían usar el proceso para formular procedimientos más rápidos para crear otras sustancias químicas esenciales.

    Implicaciones de las bacterias y el CO2

    Las implicaciones más amplias del uso de bacterias para capturar CO2 pueden incluir: 

    • Compañías en diversas industrias pesadas que contratan firmas de biociencia para bioingeniería de algas que pueden especializarse para consumir y convertir los desechos químicos y materiales específicos de las plantas de producción, tanto para reducir la producción de CO2/contaminación como para crear subproductos de desechos rentables. 
    • Más investigación y financiación de soluciones naturales para capturar las emisiones de carbono.
    • Algunas empresas manufactureras se asocian con empresas de tecnología de captura de carbono para hacer la transición a tecnologías ecológicas y cobrar devoluciones de impuestos sobre el carbono.
    • Más empresas emergentes y organizaciones que se centren en el secuestro de carbono a través de procesos biológicos, incluida la fertilización con hierro de los océanos y la forestación.
    • El uso de tecnologías de aprendizaje automático para agilizar el crecimiento de bacterias y optimizar la producción.
    • Los gobiernos se asocian con instituciones de investigación para encontrar otras bacterias que capturen carbono para cumplir con sus promesas de cero emisiones netas para 2050.

    Preguntas a considerar

    • ¿Cuáles son los otros beneficios potenciales de usar soluciones naturales para abordar las emisiones de carbono?
    • ¿Cómo está abordando su país sus emisiones de carbono?

    Referencias de información

    Se hizo referencia a los siguientes enlaces populares e institucionales para esta perspectiva: