Lirio acuático como biocombustible

El Instituto Tecnológico Superior de Tierra Blanca (ITSTB) — delTecnológico Nacional de México (Tecnm)— y la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) realizaron una investigación conjunta que logró una propuesta donde el lirio acuático es el protagonista para la producción de etanol, un biocombustible ambientalmente amigable.

El proyecto denominado Manejo sustentable de lirio acuático para el saneamiento y protección de cuerpos de agua considera la especie vegetal como maleza nociva y busca erradicar el problema mediante el uso del lirio acuático como recurso biótico. Las gamas de alternativas de uso son variadas y contemplan la obtención de biogás, enzimas, nanocristales, composta y bioetanol. 

La propuesta nació en 2014 con el objetivo de participar en la Convocatoria de Proyectos de Desarrollo Científico para Atender Problemas Nacionales del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), bajo la dirección del doctor Ernesto Favela Torres, del Departamento de Biotecnología de la UAM.

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Foto: Conacyt

De acuerdo con los expertos, el camalote, flor de agua o lirio acuático (Eichhornia crassipes) es una especie vegetal que pertenece al subreino de las plantas vasculares y es originaria de Sudamérica. De acuerdo con información de la Comisión Nacional para el conocimiento y uso de la Biodiversidad (Conabio), el lirio acuático es una planta flotadora o fija al sustrato, que crece en aguas dulces como arroyos, ríos y pantanos.

Es considerada como una plaga o maleza nociva debido a que afecta la supervivencia de animales y plantas nativas; asimismo, afecta la práctica de la acuacultura, pues impide el libre paso del oxígeno. Se estima que cubre al menos 40 mil hectáreas de cuerpos de agua en el país, además de perjudicar también el libre paso del agua o la navegación.

La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés) cataloga el lirio acuático como maleza acuática: su infestación extensa puede provocar problemas como la evapotranspiración, sedimentación e inundaciones.

La propagación del lirio acuático reduce el flujo de agua en ríos, canales y represas, lo que favorece el proceso de sedimentación y disminuye la profundidad del manto acuífero. Debido a la obstaculización por extensiones de lirio acuático, o sedimentación provocada, las inundaciones son frecuentes en periodos de alta precipitación.  

Por otra parte, la evapotranspiración es un proceso de pérdida de humedad de la superficie por evaporación en conjunto con la pérdida de agua por transpiración de la vegetación, mismo que aumenta en superficies cubiertas por lirio acuático, en comparación con superficies de agua descubiertas.

Es por todo lo anterior que, el especialista en biotecnología Ricardo Hernández y el ingeniero en industrias alimentarias Luis Alberto Figueroa Torres, ambos pertenecientes al ITSTB, trabajan en la obtención de etanol a partir de lirio acuático, pues es una biomasa con alto contenido en compuestos lignocelulolíticos. 

La propuesta contempla indentificar de zonas con infestación de lirio acuático y la producción de etanol con métodos para la sacarificación y fermentación. Proponen combinar la explosión con vapor, seguido de un tratamiento enzimático. 

Ricardo Hernández explicó a la Agencia Informativa Conacyt que el proceso para la obtención de etanol consta de: recolección de lirio acuático, acondicionamiento, sacarificación y fermentación alcohólica.

Durante la etapa de acondicionamiento, el lirio es sometido a lavado, separación de hojas, tallos y raíces, reducción de tamaño y, finalmente, secado.

Respecto al secado, Luis Alberto Figueroa comentó que las hojas se someten a un secado solar para retirar el agua de la planta, proceso que favorece la conservación de la muestra por tiempos prolongados. En la sacarificación, ocurre una liberación de azúcares mediante una conversión de celulosa a moléculas de glucosa. 

“La sacarificación para este proyecto se propone como pretratamiento para liberar el azúcar contenido en la materia orgánica, de esta manera se realizarán dos pretratamientos simultáneos de sacarificación: primero uno físico, el cual consiste en explosión por vapor, y el segundo será un pretratamiento biológico realizado con enzimas”, precisó Luis Alberto Figueroa. 

Finalmente, en la etapa de fermentación alcohólica, metabolizan la glucosa para generar como producto el etanol, por medio de la fermentación por levaduras.

Los científicos indicaron que de un kilogramo de lirio acuático previamente deshidratado se obtienen aproximadamente 20 mililitros de etanol. Sin embargo, para obtener un kilogramo de lirio deshidratado, es necesario recolectar entre ocho y 10 kilogramos de lirio húmedo.

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Foto: Conacyt

Cabe mencionar que el etanol es un compuesto químico que se obtiene a través de la fermentación de los azúcares, comúnmente utilizado como combustible y representa una alternativa al consumo de combustibles derivados del petróleo.

El etanol obtenido del lirio acuático puede tener diversas aplicaciones en la industria farmacéutica, en productos y procesos químicos y como biocombustible para vehículos. 

Actualmente, los investigadores se encargan de la identificación de zonas con problemas de infestación de lirio acuático en la región de la Cuenca del Papaloapan, de donde han tomado muestras para su acondicionamiento. Los sitios examinados hasta ahora son los ríos Amapa y Arroyo Hondo, además de la laguna María Lizamba. Además, planean utilizar el bagazo de caña y la corona de la piña para la producción de etanol a bajo costo.

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