Joule Unlimited, una start-up cuyos microorganismos modificados mediante ingeniería genética producen etanol a partir de luz solar, agua y dióxido de carbono, anunció la semana pasada la puesta en marcha de una nueva planta de demostración que comenzará a producir etanol en las próximas semanas. Ayer martes, la compañía anunció una alianza con Audi que le ayudará a desarrollar y probar sus combustibles. Los detalles financieros del acuerdo no han sido hechos públicos. No obstante, sin incluir la asociación con Audi, Joule ha recaudado ya 110 millones de dólares (84 millones de euros).

En pruebas a pequeña escala al aire libre, Joule ha demostrado que su enfoque, consistente en microorganismos modificados mediante ingeniería genética alojados en unos reactores transparentes especiales, podría producir 8.000 galones (30.283 litros) de etanol por acre (0,4 hectáreas) al año, una cantidad varias veces superior que la de otras compañías de biocombustibles avanzados. A medida que Joule ha ido trasladando su tecnología al mercado, ha ido abandonado sus complejos reactores originales en favor de simples tubos de plástico, una medida que según Joule hace el proceso más económico.

La mayoría de las compañías de biocombustibles eligen algún tipo de biomasa -como el maíz, el pasto o las algas- y la procesan para generar biocombustibles, a menudo con la ayuda de microorganismos. El enfoque de Joule consiste en eliminar todos lo pasos intermedios que sea posible. Esta empresa ha tomado un microorganismo (la empresa no ha dado su nombre) y ha introducido combinaciones de genes conocidos por producir etanol a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar. Para aumentar la productividad del microbio, ha eliminado la mayor cantidad posible de sus genes originales, sin matarlo, para asegurar que su metabolismo se oriente hacia la producción de etanol en lugar de hacer crecer el propio microorganismo. Joule calcula que podría producir 25.000 galones de etanol (94.635 litros) por acre al año de esta manera, y ha demostrado ya una tasa de 15.000 galones (56.781 litros) en el laboratorio. También ha desarrollado organismos productores de diésel.

Algo crucial en este enfoque son los contenedores transparentes -a los que Joule llama convertidores solares- utilizados para cultivar los microorganismos. En su diseño original estos contenedores se parecían a paneles solares, ya que eran planos, delgados, rectangulares y de un par de metros de ancho. Incluían canales para la distribución de agua y dióxido de carbono, así como para recoger el combustible que excretan los microorganismos. Fueron diseñados para asegurarse de que éstos reciben la cantidad correcta de nutrientes y luz solar sin sobrecalentarse. Para permitir que el aire se moviera sobre ellos y los enfriara, montaron los paneles en marcos de metal sobre superficies de hormigón. "Nos dimos cuenta muy rápidamente de que el diseño no sería económicamente competitivo", afirma David Berry, socio de Flagship Ventures, que fundó Joule y ha proporcionado gran parte de su financiación.

La solución de Joule fue prescindir de los cimientos de hormigón, los marcos metálicos y las estructuras similares a las de los paneles solares y utilizar tubos de plástico en su lugar. Éstos tienen un par de metros de ancho y un largo de hasta 50 metros. "El nuevo diseño es mucho más grande y se puede colocar directamente en el suelo, lo que permite una enorme reducción de coste", asegura William Sims, director general de Joule.

En el nuevo diseño, los organismos, los nutrientes y el agua se distribuyen para optimizar su crecimiento. El etanol que producen se vaporiza con el sol dentro de los tubos y llega a la parte superior, de donde es relativamente fácil de extraer. (El etanol aún tiene que ser purificado adicionalmente en una instalación central). Para solucionar la cuestión del calor, la compañía utiliza para los tubos una resina transparente que redirige la fracción infrarroja de la luz solar fuera de ellos y permite, al mismo tiempo, que la luz que necesitan los microorganismos pase a través de ellos.

Joule tiene previsto determinar el diseño final del sistema en su nueva planta de demostración de cuatro acres (1,62 hectáreas) en Hobbs, Nuevo México (EE.UU.). Uno de los retos al que otras compañías de biocombustibles se enfrentan es que la parte económica del proceso no funcionará hasta que se demuestre en una instalación a gran escala, con grandes cubas para la producción de biocombustibles. Sims señala que la economía del enfoque de Joule se puede demostrar con solo unos pocos de sus convertidores solares de plástico, lo que reduce la cantidad de financiación necesaria. "Es una cuestión de mera replicación. Lo que funciona en un acre también funcionará en 5.000", indica Sims.

Joule ha calculado que sus organismos podrían producir, en teoría, 25.000 galones de etanol por acre al año, lo que permitiría a la empresa producir este compuesto a 1,28 dólares (0,98 euros) por galón. Pero Sims señala que el proceso podría ser económico a tasas más bajas, de alrededor de 11.000 a 12.000 galones. Según Sims la construcción de las primeras plantas comerciales podría comenzar a finales de 2013.