BIOCOMBUSTIBLES Y BIOTECNOLOGÍA

BIOCOMBUSTIBLES Y BIOTECNOLOGÍA: LA YUCA (Manihot esculenta) COMO MODELO DE INVESTIGACIÓN.

Biofuels and Biotechnology: Cassava (Manihot esculenta) as research model

SIMÓN CORTÉS SIERRA1, Biólogo; PAUL CHAVARRIAGA2, MSc.; CAMILO LÓPEZ1, Ph.D.

1 Laboratorio de Fitopatología Molecular, Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, AA 14490, Bogotá, Colombia. celopezc@unal.edu.co

2 Biotechnology research Unit. Centro Internacional de Agricultura Tropical. Cali. Colombia. p.chavarriaga@cgiar.org

Presentado 23 de febrero de 2008, aceptado 28 de junio de 2009, correcciones 1 de diciembre de 2009.

RESUMEN

Los combustibles obtenidos a partir de materia vegetal, como el etanol y el biodiesel, están tomando importancia en la dinámica energética mundial, gracias principalmente a que son más económicos y menos contaminantes del medio ambiente que los combustibles fósiles. El mercado de biocombustibles ha producido un incremento en las áreas de cultivo tanto de plantas regularmente usadas como materia prima para su obtención como de aquellas con potencial de ser nuevas fuentes de producción, al igual que ha impulsado la investigación básica orientada hacia el incremento en calidad y producción de diferentes cultivos. Las plantas que almacenan cantidades importantes de almidón, azúcares simples o aceites son el blanco principal para la producción de biocombustibles, aunque nuevas tecnologías están permitiendo la utilización de celulosa como materia prima. El cultivo de yuca (Manihot esculenta) está ampliamente distribuido en toda la zona tropical y es la base alimenticia de cerca del 10% de la población mundial. El alto contenido de almidón en las raíces almacenadoras de la yuca hace de este cultivo una opción para la obtención de etanol. El uso de técnicas de mejoramiento no convencional de variedades de yuca permitirá la generación de plantas más aptas para la industria de biocombustibles. En este artículo de reflexión se revisa el estado actual de los biocombustibles a nivel mundial y nacional, y se comentan los beneficios y retos a afrontar en cuanto a las implicaciones respecto al medio ambiente y la alimentación humana. Finalmente se discute el potencial de la yuca como fuente eficiente de materia prima para la obtención de biocombustibles en Colombia.

PALABRAS CLAVE: Yuca, Biocombustibles, Almidón, Etanol, Biotecnología.

ABSTRACT

Fuels such as ethanol and biodiesel, obtained from plants and their constituents, have recently received the world’s attention as a true alternative to the global energy supply, mainly because they are cheaper and less contaminant of the environment than the currently used, non-renewable fossil fuels. Due to the pushing biofuel market, the world is currently experiencing an increase of agricultural land devoted to grow crops used to obtain them, like maize and sugar cane, as well as crops that have the potential to become new sources of biofuels. Similarly, this emerging market is boosting the basic research oriented towards obtaining better quality and yield in these crops. Plants that store high quantities of starch, simple sugars or oils, are the target of the biofuel industry, although the newest technologies use also cellulose as raw material to produce fuels. Cassava (Manihot esculenta) is widely grown in the tropics and constitutes a staple food for approximately 10% of the world population. The high starch content of its storage roots, together with the use of conventional and non-conventional breeding turn this crop into an option to obtain better adapted varieties for ethanol production. This reflexion article reviews the current status of biofuels worldwide and at the national level, and discusses the benefits and challenges faced in terms of effect on the environment and the human food chain. Finally, it discusses the potential of cassava as a source of raw material for obtaining biofuels in Colombia.

KEY WORDS: Cassava, Biofuels, Starch, Ethanol, Biotechnology.

INTRODUCCIÓN

El modelo energético actual, basado en el consumo de combustibles fósiles, genera diversos problemas a causa del carácter no renovable de éstos, su grado de contaminación del medio ambiente, la liberación de gases que contribuyen al calentamiento global, además de frecuentes conflictos en el ámbito geopolítico entre países productores y consumidores. La producción de biocombustibles representa una alternativa energética viable frente a la utilización de energía proveniente de combustible fósil. Los biocombustibles son los combustibles obtenidos a partir de carbohidratos provenientes de material vegetal, particularmente productos ricos en sacarosa, almidón o celulosa para la obtención de bioetanol, y productos ricos en aceites para el caso del biodiesel. Se han implementado diferentes estrategias a nivel mundial para reemplazar o utilizar de manera conjunta los combustibles fósiles y los biocombustibles. En Estados Unidos existe un amplio mercado para el etanol producido a partir de almidón de maíz, mientras que en Brasil el etanol obtenido a partir de caña de azúcar es ampliamente utilizado (Somerville, 2007). Planes de utilización de biocombustibles a gran escala, con incrementos en su uso de entre el 8% en Europa, 10% en China, 22% en Brasil y la meta de Estados Unidos de triplicar su producción en diez años, están siendo llevados a cabo (Balat y Balat, 2009). La producción de biocombustibles puede contribuir a generar desarrollo en países pobres y servir como alternativa a cultivos ilícitos. Colombia tiene características propicias para la producción de biocombustibles: su ubicación tropical, cultura agrícola y disponibilidad de tierras aptas para determinados cultivos hacen que esta práctica sea viable. Sumado a lo anterior, el gobierno ha promovido una serie de estímulos legales que propician el desarrollo de la industria de biocombustibles, tales como exenciones tributarias, creación de zonas francas para su cultivo, y generación de planes de crédito e inversión. Por otra parte, tratados comerciales entre diversos países promueven la producción y exportación de biocombustibles. Dentro de los cultivos que pueden ser utilizados como fuentes de biocombustibles, el de yuca presenta características que lo posicionan como una alternativa rentable en aquellas zonas cuyas condiciones ambientales o de calidad de suelos no son aptas para el cultivo de caña de azúcar. Entre estas ventajas

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