Un biorreactor sólido acerca mejor el metano a las bacterias

El metano es un gas de efecto invernadero muy potente y también una molécula que algunas bacterias pueden usar como alimento. Convertirlo en productos útiles podría aprovechar corrientes de gas residual de actividades industriales, agrícolas o de tratamiento de residuos. Pero hay un obstáculo físico: en los biorreactores convencionales el metano debe pasar primero del gas al agua antes de que los microorganismos puedan acceder a él, y ese paso es lento.

Un equipo de Estados Unidos ensayó otra disposición: en vez de mantener las bacterias suspendidas en un tanque líquido agitado, las fijó en estructuras porosas impresas en 3D que dejan circular el gas. En esta prueba, los microorganismos metanotróficos —capaces de crecer usando metano— quedaron muy cerca de un flujo de gas, en condiciones estáticas y sin la agitación continua característica de muchos reactores líquidos.

El caso de estudio consistió en convertir metano en succinato, un compuesto que puede emplearse como materia prima en distintos procesos químicos y biotecnológicos. Al comparar el sistema sólido con reactores de tanque agitado, los autores observaron un rendimiento biocatalítico entre diez y cien veces mayor. También desarrollaron modelos para contrastar cómo se mueve el gas en ambos diseños: la ventaja no se atribuye a que las bacterias hayan cambiado, sino a que el reactor reduce la distancia y las etapas que separan al metano de las células.

La idea ilustra una limitación que suele quedar escondida detrás de la palabra «biorreactor». Para que un microorganismo transforme una sustancia gaseosa, no alcanza con tener ambos en el mismo recipiente. El gas debe alcanzar a las células en una cantidad suficiente y de manera sostenida. En un líquido, esa transferencia depende de cuánto metano logra disolverse y de la energía usada para mezclarlo. La geometría impresa ofrece una forma de diseñar ese contacto de manera más directa.

El resultado no significa que el dispositivo ya pueda capturar emisiones ni que resuelva por sí solo el problema climático del metano. La demostración fue de laboratorio y se concentró en una conversión concreta. Antes de pensar en un uso industrial habrá que comprobar cuánto dura el material, cómo se comporta con corrientes de gas reales e impuras, qué cantidad de producto puede obtenerse de forma continua y cuál sería el balance energético y ambiental de todo el proceso.

Aún con esas preguntas abiertas, el trabajo propone una alternativa para un desafío frecuente de la biotecnología: los microorganismos pueden realizar reacciones muy específicas en condiciones suaves, pero su desempeño depende tanto de su biología como de la ingeniería del recipiente que los contiene. En este caso, cambiar el soporte de las bacterias y la forma en que reciben el gas fue suficiente para modificar de manera marcada el rendimiento medido.