NeoFronteras

Consiguen álamos modificados con una forma de lignina que se puede separar de la celulosa por medios muchos más baratos.

Pando. Fuente: Wikipedia.

Desde que este sitio web se lanzo hace ya casi nueve años han cambiado las perspectivas que tenemos sobre muchos problemas que acucian a la humanidad.
En el pasado se propuso que quizás los biocombustibles podrían paliar nuestras necesidades de energía y limitar nuestras emisiones de dióxido de carbono, pero hemos visto que los biocombustibles sólo sirven para destruir la selva o para reducir el suministro de alimentos a la humanidad. De este modo, con el biodiesel o bioetanol (el prefijo “bio” tiene más bien carácter propagandístico que otra cosa) que echamos al depósito de combustible de nuestro automóvil conseguimos indirectamente quemar orangutanes y matar de hambre a algunos humanos.
En la época en la que se concibieron soluciones vegetales al problema del combustible se pensó que quizás se podrían cultivar árboles diseñados genéticamente para producir biocombustibles de forma más eficiente. La idea era usar la celulosa, que es un azúcar, y fermentarla para producir alcohol. Era la época en la que se proponía el alcohol celulósico como solución. El Departamento de la Energía de los EEUU apoyaba y apoya este tipo de esfuerzos para la obtención de etanol que no reduzca la producción de alimentos. Se esperaba en 2007 que se alcanzara en la actualidad una producción de alcohol celulósico de 6000 millones de litros. La realidad es que ahora sólo se llega a un 1% de esa meta.
Pero la investigación científica lleva un tiempo, sobre todo si está basada en seres vivos con un determinado ciclo de vida. Es ahora cuando ya se han conseguido álamos transgénicos que producen celulosa para combustible o para papel de una manera más sencilla. Este logro permitiría obtener alcohol celulósico o papel sin la necesidad emplear dañinos productos químicos y con un gran abaratamiento de los costes.
El problema a la hora de conseguir celulosa a partir de la madera para así producir alcohol o papel es que la madera no es sólo celulosa, sino que además contiene lignina de la que hay que deshacerse. Generalmente se usan tratamientos químicos y alta temperatura para eliminarla, pero esto consume energía y genera residuos tóxicos. Lo típico es usar sosa cáustica y 170 grados centígrados, por lo que este tipo de tratamientos representan de un cuarto a un tercio del costo de hacer alcohol celulósico.
La lignina es un polímero orgánico que proporciona resistencia y rigidez a la madera. Es una parte sustancial de la pared de la célula vegetal que pega las fibras de celulosa entre sí y dificulta el ataque de las plagas. Esta sustancia representa del 20% al 25% del total del árbol.
Shawn Mansfield y sus colaboradores de tanto la universidad de British Columbia como de otras universidades enroladas en el proyecto han conseguido modificar genéticamente álamos para que la lignina que expresen se pueda procesar mucho más fácilmente, lo que reduce el uso de químicos y de energía, algo bueno tanto para la producción de papel como para la producción de alcohol. Además, esta modificación genética se podría usar para estos mismos fines sobre otras plantas como algunos tipos de hierbas.
La lignina no es eliminada, por lo que sigue proporcionando resistencia estructural al árbol. Cuando en el pasado se trató de reducir la cantidad de lignina mediante la supresión de los genes de turno, los árboles resultantes no crecían adecuadamente, eran presa fácil del viento o la nieve y encima sucumbían a todo tipo de plagas. En este caso parece que se conservan las cualidades que les permiten crecer y resistir a todo ello y, además, se puede eliminar la lignina a posteriori de manera sencilla. Otros intentos previos de modificar la lignina para hacerla más susceptible a ciertos productos químicos han dado resultados desiguales o van con retraso.
La lignina natural presenta unos enlaces de tipo éter que dificultan mucho su degradación. La manipulación genética permite que estos enlaces puedan ser rotos más fácilmente. Esto se consigue añadiendo un nuevo bloque constitutivo a la cadena lignina en forma de pares de ácido ferúlico en los sitios adecuados. Algunas plantas contienen de manera natural ácido ferúlico en sus ligninas como método de defensa frente a las plagas.
Digamos que esta lignina se autodestruye bajo un tratamiento suave. Una base no tan fuerte como la sosa cáustica y una temperatura de sólo 100 grados centígrados es suficiente como para degradar la lignina modificada. Se produce dos veces la cantidad de azúcar que se obtiene a partir de los ejemplares silvestres bajo las mismas condiciones.
Además, la lignina así obtenida se puede recuperar para producir otros materiales de interés como adhesivos, aislantes térmicos, fibras de carbono, etc.
Conseguir este logro no ha sido fácil, pues ha implicado el cultivo de los ejemplares lejos de ejemplares nativos para así evitar la polinización cruzada y modificar tanto pies de planta hembras como machos.
Se pretende cultivar este tipo de árboles en bosques no nativos y en tierras marginales no útiles para la agricultura de producción de alimentos. Gracias a ellos se producirían biocombustibles en un futuro. De momento no han salido del invernadero.
Otros usos quizás más ecológicos sería incorporar esta lignina autodestruible al maíz y a otras plantas agrícolas para así aprovechar mejor sus desperdicios una vez hayan rendido el grano. Estos mismos investigadores ya están trabajando en este campo. También se podría usar la celulosa así obtenida para fabricar plásticos biodegradables. Para todo ello posiblemente se necesite más de una década. Mientras tanto, otros equipos de investigadores trabajan en el mismo sentido o en nuevos tratamientos más baratos y ecológicos para la lignina normal.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: Wikipedia.