Biorrefinación
La biorefinación tiene como objetivo la transformación del petróleo y del gas natural por medio de biotecnologías para darles un valor agregado que permita un desarrollo sostenible, sustentable y respetuoso del medio ambiente. La biorrefinación se encarga de cubrir diversas necesidades que la refinación tradicional no puede llevar a cabo, debido a los altos costos de inversión y operación.
Los compuestos órganoazufrados, nitrogenados y los metales representan los constituyentes del petróleo que contribuyen a la contaminación ambiental, la lluvia ácida, la corrosión de equipo y el envenenamiento de catalizadores. En consecuencia, diversas investigaciones que utilizan biotecnologías se han dirigido a la reducción del contenido de éstos compuestos en los combustibles. De esta forma, se han identificado varias cepas que eliminan selectivamente los átomos de azufre (Ohshiro e Izumi, 1999) y nitrógeno (Kilbane y col., 2000) en una 73 y 68 por ciento, respectivamente. Por otro lado, se patentó recientemente un proceso para eliminar los metales presentes en combustibles (vanadio y níquel) por medio de biocatálisis (Xu y cols., 1998). En la industria petrolera, la valoración de los residuos de destilación y de crudo pesado presentan un gran problema debido al presencia de asfaltenos. Últimamente, laboratorios como el Oak Ridge Nacional Laboratory, Lawrence Berkeley Nacional Laboratory y el IMP se han interesado en el desarrollo de biotecnologías biológicas para romper las estructuras asfaltenicas (biocracking) en compuestos de menor peso molecular, y así obtener un petróleo ligero fácilmente procesable y de mayor valor (Premuzec, 1999).
Biopetroquímica
La biopetroquímica tiene como objetivo la transformación de gas natural (GLP), destilados y aceites residuales de refinería por medio de biotecnologías limpias. Los procesos biológicos permiten la obtención de unidades estructurales y/o materiales con cero efluentes y bajos requerimientos energéticos. El petróleo es fuente de energía y de unidades estructurales para la elaboración de materiales (petroquímicos) de mayor valor agregado.
Recientemente se ha planteado la relevancia del petróleo como fuente de petroquímicos, en lugar de fuente de energía (Monticello, 2000). Ejemplo de ello es la producción de agentes emulsificantes a partir de los productos de degradación de la biodesulfuración de combustibles fósiles (Lange, 1999); la producción mediante biocatalizadores (lipasas) de monómeros acrílicos, que son unidades estructurales muy versátiles (Athawale, 2000). De igual manera, se han identificado biocatalizadores, (microorganismos y enzimas) que permiten reacciones de oxidación, hidroxiliación, epoxidación, alquilación y polimerización (Vasquez-Duhalt, 1999). La biocorrosión es uno de los principales problemas durante la producción de petróleo y gas. Es caudada por el deterioro y/o degradación de materiales en las instalaciones y líneas de producción. Además de la industria petrolera, otras tales como la industria naval, la ingeniería civil y la industria eléctrica tienen repercusiones económicas muy importante, debido a problemas de corrosión (Beech, 1999).
Este fenómeno puede ocurrir por la presencia directa o indirecta de bacterias, algas, hongos, de forma aislada o en consorcio (Iverson, 1987). Se conoce actualmente que la producción microbiana de sulfuro es una reacción clave en la corrosión. Los fenómenos iniciales que determinan la adhesión microbiana a los materiales son pocos conocidos. Por otro lado, se ha establecido que la biocorrosión no depende de los parámetros ambientales prevalecientes, sino del tipo de microorganismos presentes. Actualmente, la investigación se ha centrado sobre todo en el aislamiento e identificación de microorganismos involucrados en la corrosión, utilizando técnicas moleculares. Algunos de los géneros a los cuales se atribuye este fenómeno son: hongos productores de ácidos, bacterias sulfatoreductoras, bacterias que oxidan el azufre, ferrobacterias y bacterias de manganeso. También se tienen estudios sobre el papel que desempeñan las enzimas APS sulfito reductasa e hidrogenasa en los fenómenos de biocorrosión. La formación de biopeliculas, la fisiología y ecología de las bacterias sulfato reductoras ylos mecanismos de la corrosión han sido así los factores más estudiados (Hamilton, 1994).
Biotec. Emilio Lucas Carrillo
Santa Anita
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