Las bacterias pueden convertirse en una fuerza laboral que ayude a redefinir nuestro sector energético.

Aunque estos organismos unicelulares a menudo se descartan como peligros para la salud, o aplaudido por sus beneficios probióticos, su utilidad como trabajadores microscópicos altamente especializados apenas comienza a entenderse, y el trabajo que hacen podría cambiar la forma en que generamos nuestra energía.

Como parte de la iniciativa de investigación Future Energy Systems, La investigadora de ciencias biológicas de la Universidad de Alberta Lisa Stein y el investigador de ingeniería química Dominic Sauvageau son bacterias no peligrosas de ingeniería genética que consumen metano, uno de los gases de efecto invernadero más potentes, y convertirlo en combustible.

Emisiones pasadas por alto

El metano es un actor importante en el cambio climático.

"Cuando lo llamamos gas natural y lo quemamos para obtener energía, el metano reduce las emisiones en comparación con el carbón, "Sauvageau explica." Pero si llega a la atmósfera sin quemarse, en realidad, tiene un efecto de calentamiento global más fuerte que el CO2 ".

El metano es 25 veces más potente que el dióxido de carbono, así que en 2016, Canadá, Estados Unidos y México se comprometieron a reducir sus emisiones de metano en un 45% para 2025. Dado que el 44% de las emisiones de metano de Canadá (y el 70% de las de Alberta) provienen del sector del petróleo y el gas, Cumplir con esos objetivos significa regulaciones que obligan a los productores a capturar emisiones "fugitivas".

"Para compensar el costo de capturar el metano, podría venderlo como gas natural, "Sugiere Stein." Pero también podría encontrar una manera, utilizando bacterias naturales, para convertirlo en un combustible más valioso, o incluso un producto que no libera dióxido de carbono en absoluto ".

Ampliar

Los científicos han sabido durante décadas que las bacterias pueden modificarse para convertir el metano en otros productos, pero nadie ha logrado ampliarlo por completo.

"En los viejos dias, un científico biológico podría permanecer en su laboratorio modificando bacterias y probándolas en condiciones aisladas, "Stein explica." Pero lo que funciona en una placa de Petri no necesariamente funciona a escala industrial ".

Ella lo compara con capacitar a un trabajador para producir un determinado producto, pero sin preocuparse por el diseño de la fábrica. Cuando millones de estos trabajadores se reúnen en una fábrica que no tiene la distribución adecuada, equipos o condiciones de trabajo, pueden ser perdonados por simplemente mirarse el uno al otro confundidos.

"No importa lo perfectamente que se adapte al trabajo, un millón de personas sin organización suele ser solo una mafia, "Dice Sauvageau.

El truco consiste en construir fábricas que se adapten a los trabajadores:"reactores" que pueden variar en tamaño desde una bañera hasta una piscina olímpica.

Entonces, como el laboratorio de Stein modifica genéticamente las bacterias, El equipo de Sauvageau realiza experimentos para identificar las condiciones óptimas para su trabajo. Las variables pueden incluir el tamaño de las cámaras, diseño, temperatura y nutrientes, y una vez que encuentran una condición óptima, esa información se retroalimenta para personalizar aún más las bacterias destinadas a funcionar dentro de ella.

"Los miembros de nuestro equipo interactúan a diario y nuestros equipos se reúnen cada dos semanas, "Dice Stein." La comunicación constante significa que podemos movernos rápido ".

Juntos, están trabajando con Mango Materials, una startup de bioenergía de California cuyos otros socios de investigación incluyen a la NASA, para poner a prueba un reactor que captura metano del tratamiento de aguas residuales y usa bacterias para convertirlo en bioplástico.

Construyendo una lista

La composición del metano capturado varía según su fuente, así que Stein y Sauvageau están creando una plataforma de media docena de bacterias modificadas genéticamente para trabajar en diferentes circunstancias.

"Ningún tipo de bacteria hará todo el trabajo, ", Explica Sauvageau." Estamos creando una lista de diferentes bacterias con reactores coincidentes que se pueden personalizar para diferentes aplicaciones industriales ".

Estas bacterias usarán metano para producir una variedad de productos. Uno es butanol, un combustible de alcohol que puede hacer funcionar motores de automóviles de gasolina sin modificar o mezclarse con combustible diesel para reducir las emisiones de hollín. Otros incluyen isoprenoides, productos químicos que generalmente provienen del petróleo, que se puede utilizar como combustible biojet.

"Al crear estos materiales a partir de metano, reducimos nuestra necesidad de extraer combustibles fósiles del suelo, ", Dice Stein." En lugar de extraer carbono nuevo de la Tierra y expulsarlo a la atmósfera, reciclamos lo que ya está aquí ".

Reciclar las emisiones de metano y reducir la necesidad de nuevas extracciones suena prometedor, pero ni Stein ni Sauvageau lo ven como una solución milagrosa para el cambio climático.

"Nuestra plataforma es solo una parte de lo que debe ser una solución para todo el sistema, ", Dice Sauvageau." Con el tiempo, nuestra infraestructura energética cambiará, y es posible que no dependamos tanto de los motores de combustión o de los combustibles de hidrocarburos ".

Pero si nuestro sistema ya no necesita hidrocarburos, ¿Se quedarían las bacterias sin trabajo? Stein lo duda.

"Estamos aprendiendo mucho sobre cómo trabajar con estas bacterias, ", dice." Estoy bastante segura de que podemos convencerlos de que hagan otra cosa ".