En colaboración con Goodyear, la compañía de biotecnología Genencor ha estado creando un tipo de bacterias capaces de fabricar isopreno—el componente químico utilizado para fabricar la goma de las ruedas—a partir de azúcares derivados de biomasa. Sin embargo el aumento de la producción microbiana del isopreno a un tipo de escala que pueda competir con la goma derivada del petróleo ha resultado, hasta ahora, todo un reto.

Ayer, durante la reunión de la Sociedad Química Americana en San Francisco, un grupo de investigadores de la división de investigación de Genencor en de Palo Alto, California, describieron un tipo de nuevas modificaciones dentro de las vías metabólicas de los microbios que consiguen mejorar la producción de bioisopreno. La compañía tomará una decisión acerca de la construcción de una planta piloto de bioisopreno el año próximo.

Algunos microbios, incluyendo la E. Coli, fabrican de forma natural pequeñas cantidades de isopreno como parte de su metabolismo, aunque no son cantidades remotamente cercanas a una escala industrial. Para mejorar la producción, los bioingenieros de Genencor, que empezaron a trabajar en los sistemas bacterianos para la producción de isopreno en 2007, en principio realizaron cambios a las dos vías metabólicas que convergen para crear un precursor del isopreno. Sin embargo el nivel de producción seguía siendo bajo puesto que la maquinaria genética ya existente de la bacteria sigue un camino poco directo para crear el isopreno a partir de este precursor. Durante los resultados más recientes, la compañía añadió a la E. Coli un tipo de código genético de planta para la síntesis del isopreno, una enzima que convierte el precursor directamente en isopreno.

El isopreno, que se manifiesta en forma de gas a temperatura ambiente, sale de las células sin dañarlas, y más tarde abandona el caldo de fermentación. El director senior de desarrollo de negocio de Genencor, Rich Laduca, afirma que sin aplicar ningún sistema de refinado, este sistema es capaz de producir un gas de isopreno con un 99 por ciento de pureza. La pureza es crítica puesto que la existencia de trazos contaminantes puede interferir de forma negativa con los catalizadores utilizados para polimerizar el isopreno y fabricar goma sintética. Goodyear ha utilizado el bioisopreno de Genencor para fabricar goma sintética, que después ha sido utilizada para fabricar varios prototipos de ruedas.

“Estamos a la búsqueda de fuentes renovables para reducir nuestra dependencia del petróleo extranjero,” afirma Jesse Roeck, director de ciencia de materiales global en Goodyear. Roeck señala que el trabajo con el isopreno aún no es más que un proyecto de investigación, pero que el componente químico podría acabar formando parte de las ruedas en el mercado de aquí a tres o cinco años. En cuanto a peso, el isopreno constituye alrededor de una cuarta parte del material utilizado para fabricar una rueda. Roeck señala que la compañía también está a la búsqueda de fuentes renovables para el resto de materiales.

Al tiempo que Genencor sigue adelante con sus planes para escalar el proceso hasta el nivel de una planta piloto, Laduca afirma que siguen trabajando para mejorar aún más la producción. “Hemos determinado la estructura de cristal de la enzima de la planta y estamos en proceso de modificarla,” afirma Laduca. Genencor desarrolló el sistema de biopreno básico en la E. Coli, que está muy bien caracterizada, pero ahora pasará a experimentar con el transplante de vías metabólicas que ha desarrollado en otras bacterias capaces de crecer más rápidamente.

El mercado de los EE.UU. para el isopreno puro hoy día es de dos mil millones de libras al año; un 60 por ciento de esa cantidad se usa en neumáticos, y el resto se usa en adhesivos y componentes químicos especiales. Genencor también espera poder usar el componente químico como bloque de construcción para biocombustibles. Al emparejar dos moléculas de isopreno se consigue un combustible que podría mezclarse con gasolina; al agrupar tres se consigue un componente químico con características que lo harían adecuado para su mezcla con diesel. El isopreno también podría usarse como bloque de construcción para la fabricación de combustible para aviones.