La cucaracha inspira innovaciones energéticas e industriales en Brasil
Por Mario Osava / Inter Press Service – La solución está en la naturaleza, según la biomimética. Para un grupo de científicos de Brasil eso apunta a la cucaracha, más bien a su sistema digestivo que procesa una gran variedad de desechos, urbanos y agrícolas.
“La cucaracha, así como la termita, digiere muy bien la celulosa, es muy eficiente para aprovechar los residuos vegetales, sacarles el azúcar”, según Ednildo Machado, profesor de la Universidad Federal de Río de Janeiro y biólogo con doctorado en química biológica.
Eso es vital en un país donde el etanol, derivado principalmente de la caña de azúcar, tiene en volumen un consumo equivalente al de la gasolina. El proceso de sustitución empezó por un programa nacional de producción del alcohol, iniciado en 1975, tras la primera crisis del petróleo, que cuadriplicó su precio en 1973.
Una parte creciente de la caña de azúcar se destinó a la producción de etanol, a través de la fermentación y la conversión de azúcares en el biocombustible. Se trataba de reducir la dependencia del petróleo importado, que aportaba más de 80 % de la demanda nacional, y agrandaba la deuda externa.
Luego se notaron los beneficios ambientales en el aire de las ciudades, ya que el etanol contamina menos que la gasolina, pero en el campo se multiplicaron los problemas, como las grandes áreas del monocultivo de la caña, el humo de las “quemas” con que se facilitaba la cosecha y los voluminosos desechos, como el bagazo y la vinaza.
Buena parte de esos impactos ambientales se superó, con el aprovechamiento de los residuos y la prohibición de los incendios en la mayor parte de los cañaverales.
Etanol de bagazo
“Brasil busca desde 2005 tecnologías para degradar la biomasa y liberar el azúcar para la producción del etanol de segunda generación”, apuntó Marcos Buckeridge, investigador del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo.
Por esa vía se puede aprovechar el bagazo de la caña y ampliar la producción de etanol en 40 %, sin aumentar el área de cultivo, con beneficios económicos, energéticos y ambientales, acotó el biólogo volcado a la bioenergía.
Ya hay producción del etanol de segunda generación en Brasil, pero con tecnología extranjera, con uso de microorganismos, como hongos y bacterias.
“El conocimiento de las enzimas y mecanismos bioquímicos de la cucaracha en la digestión de la celulosa, permitirá costos muchos más bajos en esa producción a partir del bagazo”, sostuvo Buckeridge a IPS por teléfono desde São Paulo.
El bagazo ya se usa como leña que se quema en las calderas de las centrales azucareras, para generación de calor y electricidad. Pero es “un aprovechamiento de bajo valor agregado, una de las peores opciones económicas, se quema el azúcar que es viable sacar del bagazo”, señaló Machado.
Sus investigaciones buscan adaptar la eficiencia digestiva de la cucaracha común en medio da la basura de las ciudades, la Periplaneta americana por su nombre científico, para sacarle el azúcar del bagazo y otras fuentes de celulosa.
“La elección del bagazo es operacional, se trata de un material ya existente en las centrales azucareras, se ahorra el transporte, pero se puede extender a otros residuos urbanos y rurales, como los del maíz, de la remolacha y cáscaras de frutas”, explicó Machado a IPS en Río de Janeiro.
El experto y Buckeridge iniciaron las investigaciones conjuntas en 2010, cuando el segundo dirigía el laboratorio de bioetanol del estatal Centro Nacional de Investigación de Energía y Materiales, en Campinas, una ciudad a 90 kilómetros de São Paulo.
Ellos dos y otros 13 investigadores publicaron en julio el artículo Sugarcane bagasse Polysaccharides decomposition by the Cokroaches digestive system (Descomposición de polisacáridos del bagazo de caña de azúcar por el sistema digestivo de las cucarachas), en la revista estadounidense Bioenergy Research (Investigación en bioenergía).
Mas allá de la cucaracha
“La cucaracha es solo el comienzo”, asegura Buckeridge. Forma parte de la biomimética, una forma de conocimiento que “copia fórmulas y mecanismos de la naturaleza”, desarrollados durante milenios. Con la riqueza natural que tiene, “Brasil es una mina de oro” en esa área, realzó.
Además de las enzimas para cocteles cada día mas eficientes, puede abrir camino a transformaciones en la industria, hasta hoy muy basada en metales, por tanto en estructuras rígidas, que podrán “imitar lo que ocurre en el sistema digestivo de los insectos, con sus movimientos peristálticos, materiales flexibles” y hacerse más productivos, vaticinó.
“Los estudios deben también ampliarse a los fragmentos de bosques dentro de las ciudades, a ver cómo funciona la degradación de la biomasa, sin la cual ya estaríamos enterrados bajo la biomasa”, advirtió.
La biología sintética, que aplica principios de la ingeniería a la biología, combinando las dos áreas, es otro camino futuro, concluyó.
Las cucarachas desarrollaron su sistema digestivo ante “el desafío químico de digerir desechos, restos de plantas y otros insectos y animales, piel, pelos y celulosa”. Es similar a la termita que “degrada 90 % de la celulosa en 48 horas, hazaña que no logra ningún otro sistema biológico”, comparó Machado.
Los mismos componentes en el suelo llevan un mes o más para hacerlo, lo que indica que el ambiente interno de la termita (Cornitermes cumulans) determina el desempeño. Eso indica que mimetizar la estructura de los intestinos de los insectos es el mejor camino para la industria, dedujo.
Eso exige más cerebros y más inversiones en la ciencia, que escasean en Río de Janeiro, lamentó.La producción del etanol de segunda generación necesita cada día más enzimas, que representan cerca de un tercio de su costo de producción.
“Siempre habrá demanda para nuevas enzimas para mejorar sus cocteles y ambientes más favorables para sus funciones”, acotó el investigador.
Sus investigaciones apuntan también a un mejor conocimiento del papel de los insectos. En las ciudades, por ejemplo, reducen la cantidad de basura residuos orgánicos y en consecuencia los costos de recolección y destinación de la basura, que alcanzan entre 200 y 400 reales (37 y 74 dólares) por tonelada, apuntó Machado.
Mario Osava corresponsal de IPS desde 1978 y encargado de la corresponsalía en Brasil desde 1980
