{"id":90044,"date":"2010-10-01T00:00:00","date_gmt":"2010-10-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2010\/10\/01\/gas-valorado\/"},"modified":"2017-02-14T14:31:52","modified_gmt":"2017-02-14T16:31:52","slug":"gas-valorado","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/gas-valorado\/","title":{"rendered":"Gas valorado"},"content":{"rendered":"
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JO\u00c3O CARLOS MONTEIRO DE CARVALHO\/USP<\/span>Reactor: USP hace Spirulina con el di\u00f3xido de carbono producido por las f\u00e1bricas de az\u00facar y etanol JO\u00c3O CARLOS MONTEIRO DE CARVALHO\/USP<\/span><\/p><\/div>\n

Luego del aprovechamiento de la paja y del bagazo de la ca\u00f1a de az\u00facar – quemados en calderas para la generaci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica – le ha llegado el turno ahora al di\u00f3xido de carbono (CO2) que surge del proceso de fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica en las refiner\u00edas az\u00facar y alcohol de utilizaci\u00f3n como un subproducto de alto valor agregado. Una investigaci\u00f3n llevada a cabo en la Facultad de Ciencias Farmac\u00e9uticas (FCF) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) demostr\u00f3 que ese gas puede reaprovecharse para el cultivo de microorganismos fotosintetizadores, tales como microalgas y cianobacterias, con la posibilidad de emple\u00e1rselos a \u00e9stos como materia prima en diversos procesos productivos en las industrias de alimentos, energ\u00eda, medicamentos y cosm\u00e9ticos. Un ejemplo es la Spirulina platensis, una cianobacteria que puede utilizarse como complemento alimentario, ya que es fuente de prote\u00ednas y vitaminas, o incorpor\u00e1rsela a los alimentos. Estos microorganismos tambi\u00e9n pueden utilizarse como pigmentos para generar colorantes naturales tales como clorofila y ficocianina.<\/p>\n

Los microorganismos fotosintetizadores poseen a su vez altos tenores de \u00e1cidos grasos y podr\u00edan colaborar con la matriz energ\u00e9tica nacional en la producci\u00f3n de biodiesel. Ya se est\u00e1n llevando adelante actualmente estudios en diversos pa\u00edses referentes a la obtenci\u00f3n de biodiesel a partir de microalgas. Otras aplicaciones est\u00e1n relacionadas con la obtenci\u00f3n de mol\u00e9culas destinadas a la utilizaci\u00f3n en la industria farmac\u00e9utica, cosm\u00e9tica y qu\u00edmica. Este trabajo, coordinado por el farmac\u00e9utico Jo\u00e3o Carlos Monteiro de Carvalho, del Departamento de Tecnolog\u00eda Bioqu\u00edmico-Farmac\u00e9utica, gener\u00f3 una solicitud de patente y fue realizado en colaboraci\u00f3n con el profesor Sunao Sato y de varios alumnos, adem\u00e1s del investigador Attilio Converti, de la Universidad de G\u00e9nova, Italia.<\/p>\n

“Nuestro trabajo aborda el uso inmediato del CO2 en el cultivo de estos microorganismos, que utilizan la luz como fuente de energ\u00eda, o su almacenamiento para una utilizaci\u00f3n futura”, explica Carvalho. A nivel mundial, las empresas que actualmente producen estos microorganismos utilizan CO2 comprimido purificado en cilindros, para que la producci\u00f3n sea factible. En el estudio de la USP se demostr\u00f3 que el gas producido en el reactor de fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica de las centrales puede inyectarse mediante burbujeo directamente en otros reactores en los cuales crecen las microalgas y las cianobacterias. El CO2 tiene una doble funci\u00f3n. “Repone el carbono consumido por esos microorganismos en el proceso de fotos\u00edntesis y, al mismo tiempo, mantiene el pH con el crecimiento de estos”, explica. \u00c9se ser\u00eda el empleo directo del CO2, que tambi\u00e9n podr\u00eda ser purificado y retenido para su uso en otro momento. El almacenamiento se har\u00eda de la siguiente manera: el gas carb\u00f3nico capturado en los equipos de fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica pasar\u00eda por un medio alcalino – como el hidr\u00f3xido de sodio (soda c\u00e1ustica), por ejemplo – y al reaccionar con \u00e9ste formar\u00eda bicarbonato o carbonato de sodio, sustancias empleadas en el cultivo de las microalgas. “De esta manera, el gas carb\u00f3nico podr\u00eda retenerse como una soluci\u00f3n alcalina l\u00edquida para su utilizaci\u00f3n posterior, en el per\u00edodo entre cosechas de la ca\u00f1a de az\u00facar, por ejemplo, cuando no hay ca\u00f1a para procesar y no se produce ni az\u00facar y ni alcohol ni CO2 en las refiner\u00edas”, explica Carvalho.<\/p>\n

Etanol en gramos
\n<\/strong>El crecimiento de los microorganismos fotosintetizadores se hace dentro de reactores, que pueden ser cerrados o abiertos. En el laboratorio de la USP se realizaron pruebas con reactores cerrados de 3,5 litros, pero existen registros en la literatura cient\u00edfica de reactores abiertos de 5.000 metros cuadrados. “El tipo de reactor en el cual la cianobacteria o la microalga crece no afecta al proceso, toda vez que el principio de actuaci\u00f3n del di\u00f3xido de carbono es en esencia el mismo”. El potencial de uso de ese gas como materia prima para el cultivo de los microorganismos es inmenso. De acuerdo con el investigador, por cada mol\u00e9cula de glucosa consumida en la fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica del jugo de la ca\u00f1a se registra la formaci\u00f3n de dos mol\u00e9culas de etanol y dos de CO2. Esto significa que por kilogramo de etanol producido se registra la formaci\u00f3n de aproximadamente 0,96 kilogramo de anh\u00eddrido carb\u00f3nico. Si se considera que la producci\u00f3n anual nacional de etanol en la cosecha 2008-2009 fue de 27.500 millones de litros -el equivalente a 21.700 millones de kilos-, se arrojaron a la atm\u00f3sfera 20,8 millones de toneladas (t) de di\u00f3xido de carbono (un litro de etanol equivale a 0,789 kilogramo). Aun cuando casi la totalidad de ese gas es consumida por la plantaci\u00f3n de ca\u00f1a, incluso el que es producido por los autom\u00f3viles, en el proceso de fotos\u00edntesis es posible comparar estas cifras con la emisi\u00f3n de un autob\u00fas alimentado con gasoil que circula en una gran ciudad, que es de 100 t de CO2 anuales. En la ciudad de S\u00e3o Paulo, por ejemplo, se genera alrededor de un mill\u00f3n de t anuales de di\u00f3xido de carbono con sus 10 mil \u00f3mnibus urbanos.<\/p>\n

Adem\u00e1s del CO2 generado en el proceso de fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica, el proyecto, que cont\u00f3 con financiaci\u00f3n de la FAPESP, tambi\u00e9n previ\u00f3 la reutilizaci\u00f3n del gas proveniente de la quema de bagazo en los ingenios. En ese proceso, la generaci\u00f3n de di\u00f3xido de carbono es a\u00fan mayor, del orden de 83 mil millones de kilos; eso si todo el bagazo se quemase para la producci\u00f3n de energ\u00eda. Pero el CO2 en ese caso no es tan puro y deber\u00eda pasar por un proceso de limpieza y purificaci\u00f3n para su inyecci\u00f3n en los reactores que contienen microalgas y cianobacterias. Este proyecto, de acuerdo con Carvalho, redundar\u00eda en una reducci\u00f3n de las emisiones de CO2 en el pa\u00eds.<\/p>\n

La idea de aprovechar gases que contienen di\u00f3xido de carbono para el cultivo de microorganismos fue objeto de estudios en la d\u00e9cada de 1980, que estuvieron a cargo del profesor Eug\u00eanio Acuarone, de la misma FCF-USP, cuyo grupo, en el marco de trabajo conjunto con la Universidad de Firenze, Italia, evalu\u00f3 el efecto del CO2 de la fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica en la producci\u00f3n de la Spirulina maxima. “Pero en nuestra solicitud de patente presentamos m\u00e9todos que contribuyen para hacer factible el uso del anh\u00eddrido carb\u00f3nico producto de la fermentaci\u00f3n del jugo de ca\u00f1a o de la quema del bagazo en el cultivo de microorganismos fotosintetizadores”, dice Carvalho.<\/p>\n

El proyecto
\n<\/strong>Cultivo de Spirulina platensis<\/em> (Arthrospira<\/em>) en reactor tubular mediante el empleo de urea como fuente de nitr\u00f3geno y CO2 puro o proveniente de la fermentaci\u00f3n alcoh\u00f3lica (n\u00ba 2006\/56976-2<\/a>); Modalidad\u00a0<\/strong>Ayuda Regular a Proyecto de Investigaci\u00f3n; Coordinador\u00a0<\/strong>Jo\u00e3o Carlos Monteiro de Carvalho – USP; Inversi\u00f3n <\/strong>R$ 70.656,98 y US$ 37.145,92\u00a0 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nRODRIGUES, M.S. et al.<\/em> Fed-batch cultivation of Arthrospira<\/em> (Spirulina<\/em>) platensis<\/em>: Potassium nitrate and ammonium chloride as simultaneous nitrogen sources<\/a>. Bioresource Technology<\/strong>. v. 101, p. 4.491-98. 2010.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un proyecto prev\u00e9 el reaprovechamiento de CO2 para el cultivo de microalgas","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","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":[192],"tags":[328],"coauthors":[116],"class_list":["post-90044","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90044","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\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=90044"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90044\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=90044"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=90044"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=90044"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=90044"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}