POSIBLE USO PARA LA OBTENCIÓN DE BIOCONBUSTIBLES DE ALGAS CAPACES DE EXTRAER ENERGÍA DE OTRAS PLANTAS

Se ha descubierto que el alga verde Chlamydomonas reinhardtii, no sólo es capaz de nutrirse a partir de la fotosíntesis, sino que también obtiene energía de una fuente alternativa: otras plantas. Este hallazgo podría también tener un gran impacto sobre el futuro de la bioenergía.

Hasta ahora, se creía que sólo gusanos, bacterias y hongos eran capaces de digerir la celulosa vegetal y utilizarla como fuente de carbono para su crecimiento y supervivencia. Las plantas, por su parte, se valen de la fotosíntesis, por lo que requieren luz, así como dióxido de carbono y agua.

En una serie de experimentos, el equipo de Olaf Kruse, de la Universidad de Bielefeld, en Alemania, cultivó la especie microscópica de alga verde Chlamydomonas reinhardtii en un ambiente con dióxido de carbono limitado y observó que ante tal escasez, esta alga unicelular puede obtener energía a partir de la celulosa vegetal vecina. El alga secreta enzimas que "digieren" la celulosa, descomponiéndola en azúcares simples que pueden ser transportados al interior de las células y transformados en una fuente de energía. Como resultado final, el alga puede seguir creciendo.

Ésta es la primera vez que tal conducta es confirmada en un organismo vegetal, pues digerir de ese modo la celulosa contradice lo asumido durante mucho tiempo por la comunidad científica.

Actualmente, los científicos estudian si este mecanismo se encuentra en otros tipos de algas. Los resultados preliminares indican que sí.

En el futuro, esta propiedad hasta ahora desconocida de las algas también podría ser de interés para la producción de bioenergía. Degradar biológicamente la celulosa vegetal es uno de los pasos más importantes en los métodos de elaboración de biocombustibles bajo desarrollo o perfeccionamiento en este campo. Aunque a raíz de actividades como la agrícola hay disponibles grandes cantidades de residuos que contienen celulosa, las vías de transformación distan aún mucho de ser las óptimas.

En la actualidad, las enzimas necesarias para descomponer y procesar la celulosa (a las que se denomina celulasas) se extraen de hongos que, a su vez, requieren materia orgánica para crecer. Si en el futuro se puede obtener de algas las celulasas necesarias para una elaboración óptima de biocombustibles, no sería necesaria la materia orgánica destinada a nutrir a los hongos.

MODIFICAN GENÉTICAMENTE UNA ALGA PARA PRODUCIR BIODIÉSEL

Investigadores de la Universidad de Almería (UAL) desarrollan un método de modificación genética para conseguir la transformación de algas, la microalga Scenedesmus almeriensis, para producir biodiésel.

El proyecto pretende introducir en esta alga genes que aumenten la producción del aceite a partir del cual se fabrica biodiésel, ha informado la Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación (OTRI) de la Universidad de Almería (UAL) en un comunicado.

Este microorganismo, que presenta un elevado contenido encarotenoides, fue descubierto en el 2005 de forma casual por un grupo de científicos de la UAL y la estación Experimental de Cajamar de "Las Palmerillas" durante un proyecto de investigación sobre producción de microalgas en biorreactores.

Además de la alta presencia de carotenoides, especialmente luteína, la Scenedesmus almeriensis tiene una importante resistencia a condiciones extremas (soporta temperaturas superiores a 37 grados), ritmo de crecimiento alto y gran productividad por hectárea.

Estas características han permitido la realización de un estudio financiado por la convocatoria de excelencia de la Junta de Andalucía, que ha utilizado la bacteria Agrobacterium tumefaciens para modificar genéticamente la microalga, con un resultado positivo cercano al 70% en las muestras obtenidas.

No se trata de ensayos de laboratorio a pequeña escala donde todo está controlado, sino que se trata de reproducir el alga a gran escala (miles de litros) bajo condiciones variables como la luz solar natural o temperatura según la climatología.

Esto supone la posibilidad de generar cientos de clones de microalgas en los que poder introducir genes que incrementen la producción de aceite.

DESCUBREN HONGOS CUYAS NANOPARTÍCULAS PODRÍAN CURAR EL CÁNCER

Las nanopartículas producidas por el hongo Arthrobotrys oligospora pueden estimular el sistema inmune y matar los tumores,según una investigación liderada por Mingjun Zhang, profesor asociado de Ingeniería Biomédica en la Universidad de Tennessee, Estados Unidos.

Los investigadores principales, Zhang y su colega Yongzhong Wang, estaban examinando el mecanismo de captura de A. oligospora en las lombrices cuando descubrieron que el hongo segrega nanocompuestos constituidos por nanopartículas altamente uniformes, que son partículas pequeñas que han demostrado ser importantes en terapias contra el cáncer.

Las nanopartículas de origen natural han atraído el interés creciente de la comunidad científica para su biocompatibilidad. Debido a su gran superficie y volumen, las nanopartículas han demostrado unas propiedades ópticas, térmicas y electrónicas. Además, su pequeño tamaño les permite cruzar fácilmente las membranas celulares, un requisito esencial para la terapia contra el cáncer.

Los investigadores estudiaron el potencial de las nanopartículas fúngicas como un estimulante para el sistema inmune y descubrieron en un estudio 'in vitro' que las nanopartículas activan la secreción de un estimulante del sistema inmune dentro de una línea de glóbulos blancos. Además, las estudiaron como agentes antitumorales utilizando dos líneas de células tumorales y descubrieron que las nanopartículas matan las células cancerosas.

Según Zhang, la naturaleza se enfrenta a muchas enfermedades, y ofrece mecanismos para curarse como resultado de la evolución, así que las nanoestructuras basadas en la naturaleza poseen una diversidad sin fin, que ofrece nuevas soluciones para aplicaciones terapéuticas. "Este estudio podría ser la entrada a una mina de oro de nuevos materiales para el tratamiento de cánceres", añade el director de la investigación, quien destaca la relevancia de mirar a la naturaleza para innovar en el tratamiento de la enfermedad.

DISEÑAN UN PROTOTIPO DE PILA CON UNA BACTERIA QUE PRODUCE ELECTRICIDAD DURANTE LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

Un grupo de investigadores españoles y extranjeros ha desarrollo un proyecto que permite obtener energía limpia directamente de la depuración de aguas residuales, gracias a la ayuda de una insólita bacteria capaz de producir electricidad durante su intervención en ese proceso de purificación hídrica.

Este trabajo de investigación, coordinado por el director del Instituto Universitario de Electroquímica de la Universidad de Alicante (UA), Juan Miguel Feliu, ha consistido en diseñar un prototipo de pila microbiana para uso industrial que genere de forma simultánea energía y depure aguas residuales.

El proyecto, financiado con tres millones de euros por la Unión Europea, puede aplicarse principalmente en las empresas dedicadas a la depuración de aguas, a las que les supondría un considerable ahorro en los gastos energéticos derivados del tratamiento usado para eliminar los componentes residuales hídricos.

El Instituto Universitario de Electroquímica de la UA ha liderado esta investigación multidisciplinar, denominada 'Bacwire' (Interconexión bacteriológica para la conversión de energía y biodescontaminación), que comenzó en octubre de 2009 y que acaba de finalizar.

Esta aventura científica ha partido de los conocimientos previos sobre un microorganismo, conocido como Geobacter Sulfurreducens, que vive en los entornos marinos y lechos de ríos donde no hay oxígeno.

Dicho microorganismo tiene la capacidad de crecer sobre un electrodo, lo que posibilita aprovechar la electricidad generada durante su metabolismo para crear un tipo muy particular de batería, llamada "pila de combustible" permitiéndose la producción de electricidad al tiempo que elimina residuos contaminantes.

En una primera fase de la investigación, los científicos estudiaron, a nivel muy básico y a escala de laboratorio, la fisiología de esta bacteria y su capacidad de comunicarse eléctricamente con distintos metales para optimizar las condiciones de generación de la electricidad. Posteriormente, emplearon ese conocimiento adquirido para diseñar diversos prototipos, de tamaños cada vez mayores, de pilas microbianas, que ya están en funcionamiento en las instalaciones del Instituto Universitario de Electroquímica de la UA para su posible aplicación a nivel industrial.

Los prototipos actuales llegan a producir una potencia eléctrica de entre 20 y 40 vatios por metro cuadrado, lo que equivale a unos 5 kilovatios por metro cúbico de agua tratada. Según los investigadores, un prototipo de investigación dentro de ese ámbito es considerado que puede ser aplicable a nivel industrial cuando supera la potencia de 1 kW/m3.

El agua residual es el combustible que emplea el dispositivo creado por estos investigadores para obtener la energía eléctrica. La novedad de este prototipo radica en que la energía eléctrica se logra de manera directa, sin etapas intermedias, como puede ser la formación de gas metano, lo que aumenta notablemente la eficiencia del proceso, ha destacado Climent.

Aunque el proyecto ha finalizado, los investigadores creen que se pueden optimizar aún más los resultados del prototipo diseñado y aumentar la potencia eléctrica mediante una serie de modificaciones en las condiciones en que esta bacteria se une al electrodo para mejorar su rendimiento energético.

BIODIESEL DERIVADO DE ALGAS, LEVADURAS Y BACTERIAS

El biodiésel derivado de microbios oleaginosos (microalgas, levaduras y bacterias) puede desplazar muy bien al éter de diésel de petróleo y al biodiésel producido a partir de aceites vegetales, de acuerdo con un nuevo estudio realizado por un equipo de la Universidad del Estado de Utah, Estados Unidos.

Los investigadores, que publicaron sus resultados en un artículo publicado en la revista ACS Energy & Fuels, examinaron las propiedades, el rendimiento de los motores y las emisiones de biodiésel producido a partir de la microalga Chaetoceros gracilis, la levadura Cryptococcus curvatus, y las bacterias Rhodococcus opacus.

Existe un fuerte interés en el potencial del biodiésel producido a partir de aceites derivados de microbios debido al posible uso de agua contaminada, la diversidad de aceites que se pueden producir, el uso de tierras marginales, y el potencial para rendimientos más altos del petróleo. 
Se conocen tres grupos diferentes de microbios que producen aceites neutros: algunas microalgas, bacterias y levaduras. Se seleccionó un representante de cada uno de estos tres grupos, se produjo biodiésel y se caracterizaron las propiedades de los combustibles en comparación con el biodiésel producido a partir de aceites vegetales. Los aceites de origen vegetal comúnmente usados para producir biodiésel (por ejemplo, soja, canola y girasol) son similares entre sí en términos de composición de los ácidos grasos, y contienen principalmente ácidos grasos C16 y C18 con diversos grados de insaturación.

Cada una de las fuentes microbianas de aceite elegida para este estudio difiere de una u otra forma del aceite de soja, un material de alimentación común para la producción de biodiésel.

El equipo determinó las principales propiedades físicas de cada biodiésel y las comparó con el biodiésel comercial de soja. A continuación, cada combustible se utilizó para operar un motor de dos cilindros diésel de inyección indirecta unido a un dinamómetro de corriente de Foucault.

Se encontró que las propiedades físicas seleccionadas de los tres combustibles microbianos fueron compatibles con las del biodiésel de soja y están dentro de la especificación D6751 de la Asociación Americana de Pruebas de Materiales (ASTM - American Society for Testing and Materials).

En las pruebas de motor, el diésel número 2 arrojó el resultado de mayor potencia (8,5 hp) de todos los combustibles. El biodiésel de soja registró una salida de potencia de 8,2 hp, el 96,5% del valor obtenido por el diésel número 2. De los combustibles microbianos probados, el biodiésel bacteriano tuvo la salida de potencia más baja, de 7,8 hp, y produjo el 92% y el 95% de la potencia obtenida con el diésel número 2 y el biodiésel de soja, respectivamente.

La potencia de salida del motor operado con levaduras y microalgas biodiésel fue similar para cada combustible, y alcanzó el 93% y el 96% de las salidas para el diésel número 2 y biodiésel de soja, respectivamente.

Las emisiones de hidrocarburos y dióxido de carbono se redujeron en todos los niveles del diésel número 2 para todos los combustibles microbianos y de biodiésel de soja. Mientras que las emisiones de óxido de nitrógeno fueron relativamente elevadas en relación con diésel 2 en la levadura, las bacterias y los combustibles de biodiésel de soja, encontraron que el combustible biodiésel de microalgas generó emisiones de óxido de nitrógeno significativamente más bajas.

Los investigadores sugieren que la baja prevalencia de ácidos grasos poliinsaturados y el predominio de ácidos grasos de cadena más corta presentes en el aceite de la microalga Chaetoceros gracilis, probablemente contribuye a sus bajas emisiones de óxido de nitrógeno.
Por lo visto, nuevas fuentes de energía son encontradas para reemplazar el escaso combustible fósil usado en la actualidad, lo bueno de todas estas fuentes energéticas es que poseen rendimientos muy similares a los alcanzados con los combustibles derivados del petroleo y sobre todo sin contaminar el ambiente.