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INVESTIGACIÓN EMPRESARIAL 

El turno de la biotecnología en la biomasa

GranBio invierte en I&D para superar los desafíos de la segunda generación de etanol

Gonzalo, de pie, a la izquierda, y el equipo de investigación y desarrollo de GranBio, en Campinas. Detrás, fardos de paja de caña

Léo Ramos Gonzalo, de pie, a la izquierda, y el equipo de investigación y desarrollo de GranBio, en Campinas. Detrás, fardos de paja de cañaLéo Ramos

La paja de la caña de azúcar que queda en el campo luego de la cosecha constituye la principal materia prima utilizada por GranBio para la producción de etanol. En septiembre de 2014, la empresa fue la primera que produjo en Brasil, a escala industrial, el etanol celulósico o de segunda generación (2G) que se elabora a partir de biomasa mediante un proceso biotecnológico. Con el proceso tradicional, denominado de primera generación, se produce el combustible con base en el jugo de la caña. La empresa de biotecnología industrial, radicada en la capital paulista, fue fundada en 2011 e interviene de principio a fin en la cadena productiva, desarrollando soluciones científicas y tecnológicas en diversos frentes del sistema de producción agrícola e industrial.

La empresa ha obtenido logros tecnológicos importantes, tales como una levadura modificada genéticamente y una variedad de caña destinada ala producción de etanol 2G. La fábrica Bioflex 1 se instaló en São Miguel dos Campos, en el estado de Alagoas, junto a Usina Caeté, central que produce etanol de primera generación. En ella y en otras tres centrales de la región se obtiene la paja de caña. El etanol celulósico se elabora en forma experimental en unas pocas centrales comerciales del mundo. Hay dos en Estados Unidos, que emplean como materia prima tallos y hojas de maíz; una en Italia, que utiliza hojas de trigo, y en el mes de julio de este año, Raízen, en Piracicaba, inauguró una central que utiliza bagazo y paja de caña.

Empresa
GranBio
Centro de I&D
Campinas, São Paulo
Cantidad de empleados
18
Principais produtos
Desarrollo de tecnología para la producción de etanol a partir de las hojas y del tallo de la caña de azúcar

La estrategia inicial de GranBio se basó en importar tecnología del exterior para acelerar el proceso productivo. Se escogieron ingredientes tales como levaduras de la empresa DSM, de Holanda, y enzimas de la danesa Novozymes. Simultáneamente, la empresa montó el área de investigación y desarrollo (I&D), ubicada en Campinas. “Nos dedicamos a convertir ciencia en tecnología”, dice Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, socio y jefe de científicos de la empresa. A sus 51 años, hace 18 que se desempeña como docente en el Laboratorio de Genómica y Expresión del Instituto de Biología de la Universidad de Campinas (Unicamp). Del grupo de investigadores que lidera, la mayoría fueron reclutados en la universidad. En la actualidad hay 18 investigadores y técnicos que trabajan directamente en I&D: ocho doctores, dos magísteres y cuatro doctorandos.

En Pauliceia

GranbioEn PauliceiaGranbio

Una levadura especial
El equipo fue responsable de los dos logros tecnológicos que se anunciaron recientemente. El primero es la elaboración de una levadura capaz de procesar la xilosa, un azúcar presente en la hemicelulosa, una de las tres fibras principales de las hojas y del tallo de la caña de azúcar, junto con la celulosa y la lignina. “En la primera generación, la cepa de la levadura industrial [de la especie Saccharomyces cerevisiae] consume la sacarosa y la fructosa existentes en forma soluble en el jugo de la caña para producir etanol; en el bagazo, los azúcares de las fibras de las hojas, tales como la xilosa y la pentosa, no son solubles y la levadura no los reconoce”, explica Pereira. Para obtener una levadura apta para procesar la xilosa, el equipo de GranBio desarrolló un linaje modificado genéticamente con un gen de otro microorganismo –que prefieren no revelar– y algunos genes modificados de la propia Saccharomyces.

El organismo ya cuenta con la aprobación para su uso comercial de la coordinación general de la Comisión Técnica de Bioseguridad (CTNBio) en el mes de abril, y su utilización es objeto de una patente que fue depositada en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI). “En 2016, vamos a comenzar a utilizar la levadura modificada genéticamente en la línea de producción”. El aprovechamiento de la xilosa, según Pereira, representa un beneficio de alrededor de 50 millones de reales para la empresa, que se propone procesar 400 mil toneladas de biomasa por año. “La glucosa representa un 40% de ese material, y la xilosa, un 25% [la pentosa responde por alrededor de un 35%], lo cual significa unas 100 mil toneladas. Para que la segunda generación sea rentable, se necesita procesar la xilosa y otros azúcares que se encuentran en la paja y en el bagazo”.

Paja de caña en el laboratorio de biología molecular

LÉO RAMOSPaja de caña en el laboratorio de biología molecularLÉO RAMOS

El trabajo de ingeniería genética que se llevó a cabo en la levadura contó con la conducción del biólogo Leandro Vieira dos Santos, de 32 años. “Hicimos un estudio destinado a identificar cuáles eran los genes y las combinaciones favorables para que la Saccharomyces comience a consumir xilosa”, dice Vieira, quien cursa su doctorado en la Unicamp. El biólogo, graduado en la Universidad Federal de Viçosa (UFV), donde realizó una maestría en microbiología, luego de trabajar durante dos años en la empresa de biotecnología Agrogenética, decidió hacer el doctorado con levaduras, y para ello se contactó con Pereira en 2011, cuando el investigador estaba formando el equipo de GranBio. Ahora, con la levadura lista, Vieira se dedica a perfeccionarla.

La propagación y el escalonamiento del microorganismo son tareas del ingeniero en biotecnología Luige Calderón, un peruano graduado en la Universidad Católica de Santa María, en Arequipa, que hizo una maestría en la Unicamp y, en 2012, fue invitado a trabajar en GranBio como investigador en el área de bioprocesos. “Me dedico a seleccionar microorganismos valiéndome de la ingeniería genética y evolutiva, desarrollando, por ejemplo, el medio de cultivo más adecuado”, explica. La genética de levaduras también atrajo a Osmar de Carvalho Netto a la empresa, quien está graduado en ciencia de los alimentos por la Universidad de São Paulo (USP), e hizo su doctorado en la Unicamp. También participó en la secuenciación del genoma de la S. cerevisiae en la Unicamp y planificaba montar, junto con Leandro Vieira, una empresa de levaduras industriales. “Íbamos a ser proveedores de GranBio, pero nos convencieron de incorporarnos al staff de la empresa”, relata. No obstante, se convirtió en coordinador de procesos en áreas tales como fermentación, hidrólisis y pretratamiento de la biomasa. También le confiaron la función de nexo entre la investigación y el área corporativa. “Se necesitaba que fuera alguien que comprendiera el lenguaje de los científicos y entonces comencé a dedicarme a eso durante el 50% de mi tiempo. En el otro 50% trabajo en la coordinación de los procesos”, dice. Carvalho Netto se ocupa, por ejemplo, de la organización de ensayos, de la entregas de material y de los contactos con la central, todo eso para que los investigadores puedan concentrarse en su función específica.

Muestras de caña en el laboratorio de química analítica

Léo Ramos Muestras de caña en el laboratorio de química analíticaLéo Ramos

Volver al principio
Más allá de la levadura, otra de las novedades de GranBio fue la caña energética que se presentó en agosto. Se trata de una variedad nueva, no transgénica, que se obtuvo mediante cruzamientos tradicionales entre varios otros cultivares en colaboración con la Red Universitaria para el Desarrollo del Sector Sucroenergético (Ridesa) del estado de Alagoas y el Instituto Agronómico de Campinas (IAC). “Retornamos al comienzo de la mejora genética de la caña. En lugar de aumentar el azúcar en el jugo, incrementamos la cantidad de fibra en la planta. De manera tal que logramos una caña más rústica. La misma es más alta, ofrece longevidad de cosecha, florece menos y es más resistente al ataque de plagas, además de ser más dura”, explica el agrónomo José Bressiani, director agrícola de la empresa. Bressiani posee título de grado, máster y doctorado otorgados por la USP en mejoramiento genético, y adquirió experiencia en la producción de variedades de caña durante los 15 años en que trabajó en el Centro de Tecnología de la Caña (CTC) y otros cinco años en Canavialis, del grupo Monsanto. “Mi trabajo consiste en solucionar la función de la biomasa para las plantas de cañamiel. Estamos desarrollando una planta que tendrá un costo bajo de producción”, informa.

Test de etanol en un analizador bioquímico

léo ramosTest de etanol en un analizador bioquímicoléo ramos

Los test con la caña energética, cuya denominación comercial es Cana Vertix, se realizan en las regiones sudeste, nordeste y centro-oeste de Brasil. La idea es que, en el futuro, se utilicen variedades específicas de la caña de azúcar solamente para la producción de etanol 2G y para generar energía eléctrica por medio de la quema de residuos. En principio, tan sólo se utilizaría la paja de la caña Vertix. Luego del corte con máquinas cosechadoras, la paja queda en el suelo y se seca al cabo de algunos días, cuando se la recoge y se la transporta hacia la usina 2G o para almacenarla, donde puede quedar durante varios meses.

Los avances tecnológicos y el crecimiento de GranBio ampliaron la importancia del centro de I&D, que se transformó en una subsidiaria con el nombre de BioCelere. La conformación de la empresa comenzó a partir de una charla entre Pereira, Bernardo Gradin, presidente, y Alan Hiltner, vicepresidente ejecutivo de GranBio en marzo de 2010. Gradin dejaba la presidencia de Braskem y deseaba invertir en biotecnología y etanol 2G. “En el reverso de la cuenta del restaurante donde estábamos, hice un esbozo de lo que sería la futura GranBio en el campo científico. A él le agradó y luego me invitó a asociarme”, relata Pereira. Ellos ya se conocían: habían estado juntos en el Ejército, en Bahía, y se reencontraron en 2007, cuando Pereira coordinó un proyecto del Programa Colaboración para la Innovación tecnológica (Pite) de la FAPESP entre la Unicamp y Braskem, al respecto del propiles (la materia prima para la producción de plásticos) renovable elaborado a partir de la caña de azúcar.

070-073_GranBio_235-02La inversión efectuada por GranBio suma 265 millones de dólares para una capacidad productiva de 82 mil millones de litros por año. Hasta el mes de agosto, la producción había alcanzado un total de 3 mil millones de litros de etanol. Esa cifra no fue mayor solamente porque algunos procesos industriales deben aún perfeccionarse. “Pero ya hemos hallado las soluciones y vamos a implementarlas a comienzos de 2016”, estima Pereira.

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