{"id":73869,"date":"2012-01-02T09:43:04","date_gmt":"2012-01-02T11:43:04","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=73869"},"modified":"2017-02-23T18:32:06","modified_gmt":"2017-02-23T21:32:06","slug":"la-escalada-del-etanol","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-escalada-del-etanol\/","title":{"rendered":"La escalada del etanol"},"content":{"rendered":"
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DELFIM MARTINS<\/span>Campo experimental de ca\u00f1a de az\u00facar de Usina da Barra, en barra Bonita (S\u00e3o Paulo), en el a\u00f1o 2000DELFIM MARTINS<\/span><\/p><\/div>\n

Investigadores de las Universidades de S\u00e3o Paulo (USP) y Estadual de Campinas (Unicamp) identificaron en 2011, alrededor de 10,8 gigapares de bases de ADN de la ca\u00f1a, 33 veces el producto de los dos a\u00f1os del proyecto Genoma Ca\u00f1a, concluido en 2001, que mape\u00f3 los genes expresados de la planta. El resultado forma parte de dos proyectos tem\u00e1ticos, coordinados por la bi\u00f3loga molecular Glaucia Souza y la genetista Marie-Anne Van Sluys, docentes de la USP, cuya conclusi\u00f3n est\u00e1 prevista para 2013, y que buscan mapear los genes de la ca\u00f1a de az\u00facar. Dada la complejidad del genoma, ya se organizaron 300 regiones en tramos mayores a 100 mil bases, que contienen entre 5 y 14 genes contiguos de ca\u00f1a. Los investigadores pretenden ir m\u00e1s all\u00e1 del Genoma Ca\u00f1a tanto en cantidad de datos como en las preguntas sobre c\u00f3mo funciona el genoma de la planta que se transform\u00f3 en sin\u00f3nimo de energ\u00eda renovable. Estudios realizados con gram\u00edneas tales como el sorgo y el arroz revelaron que para aumentar la productividad de las plantas es necesario conocer c\u00f3mo controlar la actividad de los genes, una funci\u00f3n realizada por los tramos de ADN conocidos como promotores.<\/p>\n

Esta investigaci\u00f3n es un ejemplo de c\u00f3mo el conocimiento sobre la ca\u00f1a de az\u00facar y el etanol ha avanzado en los \u00faltimos 15 a\u00f1os, con el apoyo de la FAPESP. Desde el proyecto Genoma Ca\u00f1a, que mape\u00f3 los genes expresados de la ca\u00f1a de az\u00facar entre 1998 y 2001, hasta el Programa FAPESP de Investigaci\u00f3n en Bioenerg\u00eda (Bioen), iniciado en 2008, y del cual Glaucia es coordinadora, la Fundaci\u00f3n ha venido patrocinando un gran esfuerzo de investigaci\u00f3n que articula a investigadores de varios campos del conocimiento, enfocados en perfeccionar la productividad del etanol brasile\u00f1o y avanzar en ciencia b\u00e1sica y tecnolog\u00eda relacionadas con la generaci\u00f3n de energ\u00eda a partir de biomasa.<\/p>\n

Luego de tres a\u00f1os de existencia, los resultados del Bioen son palpables y variados. Un proceso innovador para la producci\u00f3n de bioqueros\u00e9n a partir de varios tipos de aceites vegetales, fue desarrollado en la Facultad de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica (FEQ) de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp). Despu\u00e9s de su extracci\u00f3n y refinado, el aceite se coloca en un reactor junto con una cantidad determinada de etanol y un catalizador, responsable por acelerar las reacciones qu\u00edmicas. “El mayor aporte del proceso de obtenci\u00f3n del bioqueros\u00e9n son los altos \u00edndices de pureza del producto final”, dijo Rubens Maciel Filho, profesor de la FEQ y coordinador del estudio.<\/p>\n

Otro aporte de Maciel es un proyecto que apunta a crear compuestos de alto valor econ\u00f3mico a partir de sustratos de la ca\u00f1a. Dicho proyecto ha venido arrojando buenos resultados en la producci\u00f3n de \u00e1cido acr\u00edlico y \u00e1cido propanoico a partir del \u00e1cido l\u00e1ctico. “Es posible desarrollar productos con valores 190 mil veces mayores que el del az\u00facar”, dice Maciel.<\/p>\n

La experiencia en gen\u00f3mica de la genetista Marie-Anne Van Sluys, de la USP, la condujo a liderar un proyecto cuyo objetivo es generar un secuenciamiento parcial de dos cultivares de ca\u00f1a (R570 y SP80-3280) y aportar al desarrollo de herramientas moleculares capaces de ayudar en la comprensi\u00f3n de este genoma. Uno de los objetivos es el estudio de los denominados elementos de transposici\u00f3n, que son regiones del ADN que pueden transferirse de una regi\u00f3n a otra del genoma, dejando o no una copia en el antiguo lugar donde se encontraban. “Programas de mejora tambi\u00e9n podr\u00e1n beneficiarse mediante el acceso a informaciones moleculares con potencial para el desarrollo de marcadores”, dice Marie-Anne.<\/p>\n

\"\"<\/a>Un proyecto liderado por Ricardo Zorzetto V\u00eancio, de la Facultad de Medicina de Ribeir\u00e3o Preto en la USP, desarroll\u00f3 la versi\u00f3n piloto de un\u00a0software<\/em>\u00a0para intentar caracterizar las funciones de los genes de la ca\u00f1a de az\u00facar. Este abordaje resulta innovador ya que no se limita a atribuir a una secuencia de genes de un organismo las funciones ya observadas en una secuencia similar de otro ser vivo. La idea es utilizar algoritmos que contemplen la incertidumbre presente en esa asociaci\u00f3n. “En lugar de decir simplemente que un gen cuenta con una funci\u00f3n espec\u00edfica, queremos expresar cu\u00e1l es la probabilidad de que cumpla esa funci\u00f3n y, en ese c\u00e1lculo, tomar en cuenta diferentes evidencias, tales como la relaci\u00f3n evolutiva con otros genes, o si se cuenta con alg\u00fan experimento que confirme la funci\u00f3n”, dice V\u00eancio. Augusto Garcia, profesor de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), de la USP, est\u00e1 desarrollando un\u00a0software<\/em>\u00a0que apunta a la utilizaci\u00f3n de marcadores gen\u00e9ticos en programas de mejor\u00eda, aprovechando la gen\u00e9tica y la fisiolog\u00eda de la ca\u00f1a de az\u00facar. “\u00c9sa es una de las grandes expectativas de la obtenci\u00f3n de variedades m\u00e1s r\u00e1pidamente”, dice Glaucia Souza. Cada a\u00f1o, el Centro de Tecnolog\u00eda Ca\u00f1era (CTC) realiza pruebas con un mill\u00f3n de plantines en busca de plantas m\u00e1s productivas. Se demora 12 a\u00f1os para que surjan dos o tres variedades prometedoras.<\/p>\n

Estudios realizados por Andr\u00e9 Meloni Nassar, director general del Instituto de Estudios del Comercio y Negociaciones Internacionales (Icone), avanzaron tambi\u00e9n en la utilizaci\u00f3n de modelos econ\u00f3micos destinados a evaluar las modificaciones en el uso de la tierra causadas por la producci\u00f3n en gran escala de biocombustibles. En tanto, en la b\u00fasqueda del etanol de celulosa, uno de los destacados es un proyecto que eval\u00faa c\u00f3mo es posible romper la resistencia de las paredes celulares de vegetales lignificados, tales como la ca\u00f1a, por medio de la hidr\u00f3lisis enzim\u00e1tica. La lignina es una macromol\u00e9cula que se encuentra en plantas, asociada a la celulosa en la pared celular, cuya funci\u00f3n es conferir rigidez y resistencia. El desaf\u00edo reside en romperla para obtener etanol de celulosa. “Para comprender de qu\u00e9 modo la remoci\u00f3n de la lignina puede disminuir la resistencia de las paredes celulares, se han evaluado, aparte de variedades comerciales, h\u00edbridos de ca\u00f1a con dis\u00edmiles tenores de lignina”, dice Adriane Milagres, docente de la Escuela de Ingenier\u00eda de Lorena, en la USP, una de las coordinadoras del proyecto. “Cuando los materiales son tratados con m\u00e9todos selectivos, la remoci\u00f3n de un 50% de la lignina original ya eleva el nivel de conversi\u00f3n de la celulosa hasta un 85-90%”.<\/p>\n

Desde sus primeros a\u00f1os, la FAPESP sustent\u00f3 iniciativas que crearon masa cr\u00edtica para el esfuerzo reciente. Un ejemplo de ello fue la creaci\u00f3n, en 1968, del Laboratorio de Biotecnolog\u00eda Industrial de la Escuela Polit\u00e9cnica de la USP. Desde la d\u00e9cada de 1940, la Poli hab\u00eda montado una central piloto para la producci\u00f3n de etanol por fermentaci\u00f3n, pero faltaban reactores de peque\u00f1o porte y equipamientos que permitieran la realizaci\u00f3n de trabajos m\u00e1s completos. Otro aporte de la Fundaci\u00f3n fue el Programa Bioq-FAPESP, presentado en 1972 (lea en<\/em>\u00a0Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n N\u00ba 185<\/em><\/a>). Al capacitar recursos humanos en el campo de la biotecnolog\u00eda, abri\u00f3 el camino para la tarea de secuenciar el genoma de varios organismos en los a\u00f1os 1990 y 2000, entre ellos el de la ca\u00f1a. “Tanto el Bioq-FAPESP, en los a\u00f1os 1970, como el Programa Integrado de Gen\u00e9tica, del CNPq, en los a\u00f1os 1980, son los pilares del esfuerzo actual”, dice Marie-Anne Van Sluys, profesora del Instituto de Biociencias de la USP y una de las coordinadoras del Bioen.<\/p>\n

Un gran avance en el inter\u00e9s por la investigaci\u00f3n en ca\u00f1a y etanol sobrevino en abril de 1999, con el advenimiento del Genoma Ca\u00f1a, cuya denominaci\u00f3n oficial era Programa FAPESP Sucest (Sugar Cane Est). El proyecto, que mape\u00f3 250 mil fragmentos de genes funcionales de la ca\u00f1a, se caracteriz\u00f3 por la interacci\u00f3n con el sector privado, una impronta del esfuerzo de la investigaci\u00f3n en bioenerg\u00eda hasta los d\u00edas actuales. Paulo Arruda, profesor de la Unicamp, recuerda que fue invitado para conducir el proyecto luego de que la Cooperativa de los Productores de Az\u00facar y Alcohol del Estado de S\u00e3o Paulo (Copersucar) consultara a direcci\u00f3n cient\u00edfica por parte de la FAPESP y propusiera una asociaci\u00f3n entre universidades e industria para el mapeo del genoma de la ca\u00f1a. “El profesor Jos\u00e9 Fernando Perez, director cient\u00edfico en la \u00e9poca, me pregunt\u00f3 qu\u00e9 me parec\u00eda. Sostuve que la ca\u00f1a presenta un genoma muy complejo y le suger\u00ed el mapeo de los fragmentos funcionales del genoma”, dice Arruda, quien actualmente es uno de los coordinadores del \u00e1rea de Investigaci\u00f3n para Innovaci\u00f3n de la FAPESP. La ca\u00f1a es un organismo poliploide: cada cromosoma presenta entre 6 y 10 copias, no siempre id\u00e9nticas. Esa peculiaridad llev\u00f3 a que se desestimase el secuenciamiento completo del genoma.<\/p>\n

\"\"<\/a>Desaf\u00edos y talentos
\n<\/strong>El Genoma Ca\u00f1a demand\u00f3 dos a\u00f1os y medio, agrupando a 240 investigadores y cont\u00f3 con financiaci\u00f3n de 4 millones de d\u00f3lares por parte de la FAPESP y otros 400 mil d\u00f3lares provistos por la Copersucar. “El proyecto fue realmente innovador. Desarrollado por gente muy joven, que contaba con mayor facilidad para lidiar con la tecnolog\u00eda que los investigadores m\u00e1s experimentados, el Genoma Ca\u00f1a demostr\u00f3 la posibilidad de identificar grandes desaf\u00edos y conjugar talentos para resolverlos”, afirma Arruda. Fundamentalmente, origin\u00f3 el esfuerzo, a\u00fan en curso, por profundizar el conocimiento sobre el metabolismo de la ca\u00f1a para obtener con mayor rapidez variedades m\u00e1s productivas y resistentes a la sequ\u00eda y a los suelos pobres.<\/p>\n

La conclusi\u00f3n del Genoma Ca\u00f1a no disminuy\u00f3 el inter\u00e9s de los investigadores y de la industria por seguir en busca de conocimiento sobre la planta. Despu\u00e9s de 2003, Glaucia Souza asumi\u00f3 la coordinaci\u00f3n del Sucest e inici\u00f3 el Proyecto Sucest-FUN, dedicado al an\u00e1lisis de los genes de la ca\u00f1a. La identificaci\u00f3n de los 348 genes asociados al tenor de sacarosa se concret\u00f3 mediante un proyecto entre el CTC, la Usina Central de Alcohol Luc\u00e9lia e investigadores de la USP y Unicamp, en un proyecto encabezado por Glaucia. Otro importante proyecto fue la identificaci\u00f3n de marcadores moleculares a partir de las secuencias del Sucest, bajo el liderazgo de la investigadora Anete Pereira de Souza, del Instituto de Biolog\u00eda de la Unicamp. “Los proyectos de Glaucia y Anete constituyeron dos modelos, porque demostraron que existe una comunidad preparada para abocarse al tema. Los avances posibilitaron mapear el Genoma de la Ca\u00f1a, algo imposible en la \u00e9poca del Sucest”, dice Marie-Anne.<\/p>\n

Simult\u00e1neamente, aumentaba el inter\u00e9s de las empresas por la investigaci\u00f3n en bioenerg\u00eda. En 2006, la FAPESP, en un trabajo conjunto con el BNDES, firm\u00f3 un convenio con Oxiteno, del grupo Ultra, para el desarrollo de proyectos cooperativos en que se investiga desde el proceso de hidr\u00f3lisis enzim\u00e1tica del bagazo de la ca\u00f1a para la obtenci\u00f3n de az\u00facares hasta la producci\u00f3n de etanol de celulosa. Al a\u00f1o siguiente, Dedini Ind\u00fastrias de Base sell\u00f3 un convenio con la FAPESP para la financiar proyectos referentes a t\u00e9cnicas de conversi\u00f3n del bagazo de ca\u00f1a en etanol. A comienzos de 2008, la FAPESP y Braskem tambi\u00e9n establecieron un convenio para el desarrollo de biopol\u00edmeros. Dos empresas de biotecnolog\u00eda, formadas en buena medida por investigadores vinculados con el Programa Genoma de la FAPESP, Alellyx y Canavialis, fueron adquiridas al final de 2008 por la multinacional Monsanto, que las transform\u00f3 en su plataforma mundial de investigaci\u00f3n en ca\u00f1a de az\u00facar. Paulo Arruda, quien dirigi\u00f3 el programa Genoma de la Ca\u00f1a, trabajaba en Alellyx.<\/p>\n

Ma\u00edz subsidiado
\n<\/strong>La creciente importancia econ\u00f3mica de la ca\u00f1a dio impulso al inter\u00e9s de los investigadores. Brasil cosech\u00f3 en la zafra de 2009, 569 millones de toneladas de ca\u00f1a, casi el doble de la cosecha de 1999, seg\u00fan datos de la Uni\u00f3n de la Industria de la Ca\u00f1a de Az\u00facar (Unica). La mitad de la producci\u00f3n se transform\u00f3 en etanol \u2013 el equivalente a 27 millones de litros \u2013, lo cual posiciona a Brasil como el segundo productor mundial del combustible. El primer lugar le corresponde a Estados Unidos, que extrae etanol de ma\u00edz a costa de abrumadores subsidios. S\u00e3o Paulo acapar\u00f3 el 60% de la producci\u00f3n nacional. La mejora de la productividad ha sido superior al 3% anual durante los \u00faltimos 40 a\u00f1os, como resultado del mejoramiento gen\u00e9tico de la ca\u00f1a. El etanol hizo de Brasil un ejemplo \u00fanico de pa\u00eds que sustituy\u00f3 el uso de gasolina en gran escala. En el estado de S\u00e3o Paulo, un 56% de la energ\u00eda proviene de fuentes renovables, siendo un 38% proveniente de la ca\u00f1a.<\/p>\n

Para articular los esfuerzos existentes e impulsar vertientes de investigaci\u00f3n a\u00fan incipientes, la FAPESP lanz\u00f3 en julio de 2008 el Programa Bioen. Uno de sus objetivos consiste en superar los escollos tecnol\u00f3gicos y amplificar todav\u00eda m\u00e1s la productividad del etanol de primera generaci\u00f3n, producido a partir de la fermentaci\u00f3n de la sacarosa. Otra consigna es participar en la carrera internacional por obtener etanol de segunda generaci\u00f3n, producido a partir de la celulosa. El programa consta de cinco vertientes. Una de ellas es la investigaci\u00f3n con biomasa, con el objetivo de mejorar la ca\u00f1a. La segunda es el proceso de fabricaci\u00f3n de biocombustibles. La tercera est\u00e1 vinculada con aplicaciones del etanol para motores de autom\u00f3viles y aviones. La cuarta se relaciona con estudios al respecto de biorrefiner\u00edas, biolog\u00eda sint\u00e9tica, sucroqu\u00edmica, y alcoholqu\u00edmica. Y la quinta, se enfoca en los impactos sociales y ambientales ocasionados por el uso de biocombustibles.<\/p>\n

Una escisi\u00f3n del Bioen, fue la creaci\u00f3n, en 2010, del Centro Paulista de Investigaci\u00f3n en Bioenerg\u00eda. Se trata de un esfuerzo por estimular la investigaci\u00f3n interdisciplinaria y ampliar el contingente de investigadores involucrados con el tema, sostenido por la FAPESP, el gobierno del estado de S\u00e3o Paulo y las tres universidades estaduales paulistas. Mediante dicho convenio, el gobierno provee recursos para la USP, la Unicamp y la Unesp, que se utilizar\u00e1n para la construcci\u00f3n de laboratorios, reformas y compra de equipamientos. Las universidades se ocupan de contratar mayor cantidad de investigadores en diversas \u00e1reas de la bioenerg\u00eda. La FAPESP, en tanto, asumi\u00f3 la misi\u00f3n de seleccionar y financiar los proyectos vinculados con el centro. “Actualmente, las tres universidades est\u00e1n organizando los pliegos para la contrataci\u00f3n de los primeros 17 investigadores del centro, que ser\u00e1n, 7 en las sedes de la USP, 5 en la Unicamp y 5 en la Unesp”, dice Luis Cortez, profesor de la Unicamp y coordinador del centro. Ese n\u00famero se elevar\u00e1 a alrededor de 50, a medida que el gobierno vaya realizando nuevas inversiones. Un ejemplo de ello es el Centro de Biolog\u00eda Sint\u00e9tica y Sist\u00e9mica de la Biomasa, en la USP, concebido en 2008 por Glaucia Souza, Marie-Anne Van Sluys y Marcos Buckeridge. Ese centro agrupar\u00e1 a investigadores de los institutos de Qu\u00edmica, Matem\u00e1ticas y Estad\u00edstica, Biociencias, Ciencias Biom\u00e9dicas, y de la Escuela Polit\u00e9cnica. La biolog\u00eda sint\u00e9tica combina biolog\u00eda e ingenier\u00eda para la construcci\u00f3n de nuevas funciones y sistemas biol\u00f3gicos. “La intenci\u00f3n es invertir en un \u00e1rea en la que Brasil a\u00fan no cuenta con gran\u00a0expertise<\/em>, involucrando a investigadores de diversas disciplinas”, dice Glaucia Souza.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Los investigadores paulistas ayudan a multiplicar el uso de la bioenerg\u00eda","protected":false},"author":11,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[189],"tags":[276,306,312],"coauthors":[98],"class_list":["post-73869","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-politica-ct","tag-bioenergia-es","tag-genetica-es","tag-innovacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73869","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/11"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=73869"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73869\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=73869"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=73869"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=73869"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=73869"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}