12/6/2010 1 Curso “Bioseguridad y Biotecnología Moderna” La Molina-Lima, 6-10 de diciembre de 2010 PERÚ: CRECIMIENTO POBLACIONAL PERÚ: CRECIMIENTO POBLACIONAL 35 40 45 50 5 10 15 20 25 30 35 Urbana Rural Total Millones personas 0 19971999 2001200320052007200920112013 2015 20172019 20212023202520272029203120332035203720392041 Año: 2007 Población: 28’750,770 Año: 2041 Población estimada: 45’700,000 Año: 1997 Población: 24’681,045 Fuente: INEI TASA DE CRECIMIENTO ANUAL: 500,000 PERSONAS En el año 2020 habrá que alimentar a 7 millones más de peruanos
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PERÚ: CRECIMIENTO POBLACIONAL - LAC Biosafety · Lactato Acetil CoA Lactil Co A AcetoAcetil CoA PCT PhaA PhaB LDH = lactato deshidrogenasa PCT = propionil-CoA transferasa PhaA= β-cetotiolasa
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Curso “Bioseguridad y Biotecnología Moderna”La Molina-Lima, 6-10 de diciembre de 2010
Fuente: INEI TASA DE CRECIMIENTO ANUAL: 500,000 PERSONAS
En el año 2020 habrá que alimentar a 7 millones más de peruanos
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0.160.14
Perú
Disponibilidad de tierra cultivable para alimentación (Tierra cultivable en el Perú: 4’000,000 ha)
0.110.09
Para tener en el 2020 los valores del 2007 se debe:1.Incrementar la superficie cultivable en mas de 2 millón de hectáreas (¿de la Amazonía?); e2.Incrementar los rendimientos agrícolas en más de 30% (¿cómo?)
Fan chart de la temperatura y pronósticos 1000-2100
1.4 –5.8º C
Fuente: Ⓒ Mitsubishi Corporation
Proliferación del uso de combustibles fósiles - petróleo, carbón y gas natural
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140
130
Junio 2008: El precio superó los US$130 por barril
Julio 2008: El precio superó los US$ 140 por barril
El 4 de enero del 2010 el precio fue de US$ 81.68 por barril
La creciente presión de los biocombustibles resultante del cambio climático
Bioetanol: En 2007, 13.000 millones de
galones en 162 plantas, 7% de la gasolina.
EEUU 2008 ili ó l
Biodiesel: En 2007, 2.000 millones de
EEUU en 2008 utilizó el 29% del área de maíz
galones. La U. Europea en 2015 absorbería
62% de sus cosechas de oleaginosas
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Industria Biotecnológica: Progreso y PromesaIndustria Biotecnológica: Progreso y Promesa
• La Biotecnología será uno de los motores clave en l ó i ñM los próximos años
• En el 2010, el mercado de químicos será afectado por la biotecnología con un valor total de ~USD 158,000 millones
• A mitad del presente sigloD 2
,000
M
D 2
1,20
0 M
US
D 1
58,0
00
US
D 5
49,0
00 M
A mitad del presente siglo la totalidad de químicos será producida por biotecnología
1999 2005 2010 2025
US
US
OECD, Bioeconomy to 2030, p. 121
Una economía basada en la biotecnologíaque usa materias primas renovables, particularmente biomasa y recursos
Una economía basada en la biotecnologíaque usa materias primas renovables, particularmente biomasa y recursosp ygenéticos para producir alimentos, productos industriales y energía al menorcosto ambiental.
p ygenéticos para producir alimentos, productos industriales y energía al menorcosto ambiental.Implica el cambio de la unidad de Implica el cambio de la unidad de comercio: de la molécula de comercio: de la molécula de comercio: de la molécula de comercio: de la molécula de hidrocarburo a la molécula de ADNhidrocarburo a la molécula de ADNEs decir:Es decir:
Del petróleo a los genesDel petróleo a los genesM. Gutiérrez-Correa, Perú Económico, Enero 2007, p. 27.
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EconómicosCostos reducidos, mejor control de las propiedades del productop
Nuevos productos y oportunidades de mercado
Ambientales SocialesMiniaturización y modularidad
Diversificación y crecimiento de la economía rural
Prevención de la polución, emisiones reducidas de gases y tóxicos
Combustibles, químicos y materiales ‘Verdes’
Productos reusables y reciclables
Organismos Número de especies dé i *
Número total de genes dé i
VDP**
US$ Billones
VDC**
US$
Potencial económico de la biodiversidad Potencial económico de la biodiversidad génica en el Perú génica en el Perú
endémicas* endémicos disponibles*
Billones/año
Animales 771 0.13 x 108 3.9 390
Plantas 5,530 2.70 x 108 81.0 8,100
TOTAL 6 301 2 83 x 108 84 9 8 490TOTAL 6,301 2.83 x 108 84.9 8,490
*Datos genómicos tomados de la ref. 1**VDP = Valor dinámico potencial (0.01% de los genes); VDC = valor dinámico comercial
GUTIERREZ-CORREA, Marcel. 2009. El Valor de los Genes: Una Visión Preliminar. Bios 2(3), 4-7.
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La biomasa es una materia prima La biomasa es una materia prima energéticamente más eficienteenergéticamente más eficiente
Entalpía
CxHyOz Grasas y aceites
CxHzOyN Sv Proteínas y aminoácidos 20-30 GJ/ton
CxHyOz(OCHz)v Lignina
CxHy
CxHyN
CxHyO
CxHy
Nafta45 GJ/ton
Adapatado de:S cott et al. Appl Microbiol Biotechnol (2007) 75:751–762
CxHyOz Carbohidratos
CxHyO
EnfoquePetroquímico
Enfoque de Biorefinería
ProductosProductosquímicosquímicos
HerramientasHerramientas biotecnológicasbiotecnológicas en los en los BioprocesosBioprocesos
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PCR Lab-on-a-chipBiochip de DNA (eSensorTM)
Microbiorreactor sumergido (18 ml) de tanque agitado
Lipasa inmovilizada en nanopartículas de Fe3O4
Buenas prácticasagrícolas (FijaciónBiol. N2, Labranza
Estado I: FERMENTACIÓNConversión de los azúcares a etanol
Extracción de jugo
Hidrólisis enzimática
Pretratamiento e hidrólisis
Estado II: RECUPERACIÓN DEL ETANOL
Destilación
Deshidratación
ETANOL ANHIDRO
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M. Gutiérrez-Correa. BIOTECNOLOGIA, BIODIVERSIDAD Y BIOECONOMIA EN EL PERÚ. 2006
Estado de la Producción Caña de Azucar
Maíz
Rendimiento del cultivo (T ha-1) 80 100 12
Comparación de la producción de etanol entre la caña y el maíz
Rendimiento del cultivo (T ha 1)Rendimiento de etanol max (L ha-1)Rendimiento de etanol prom (L ha-1)Eficiencia promedio de Ferment.* (%)Tiempo típico de fermentación (h)
80-10090007750926-10
12440027508940
Bagazo seco producido (T ha-1)Azúcares fermentables en bagazo (T ha-1)**
26.421 0
6.64 8Azúcares fermentables en bagazo (T ha )
Rendimiento de etanol de bagazo (L ha-1)Eficiencia promedio de ferment.* (%)
21.013,20095
4.83,08095
*Basado en una producción teórica máxima de 511 g Etanol (Kg glucosa)-1
**Considerando 72 % de carbohidratos (celulosa y hemicelulosa)
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Hidrólisis Enzimática de la CelulosaRegionesAmorfas
RegionesCristalinas
Celulosa
Endo-β-glucanasa
Celobiohidrolasa
EG/CBH
β-glucosidasa n Glucosa
Biomasa celulósica
Liberación de azúcares y exposición
Bordes del proceso
Pretratamiento
Pasos Biológicos: Producción de celulasas hidrólisis fermentación
Calor y electricidad
de la biomasa a las enzimas
Formar enzima, romper la celulosa a glucosa y fermentar los azúcares