Andalucía avanza en energía limpia: Cádiz produce hidrógeno con bacterias y residuos de biodiésel

Investigadores del grupo Biotecnología Molecular del área de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Cádiz (UCA) han conseguido obtener hidrógeno mediante un procedimiento biotecnológico que convierte residuos de la industria de carburantes en materia prima para generar biogás. El hallazgo, publicado en la revista Microbial Cell Factories, demuestra a escala de laboratorio que es posible producir este combustible limpio de manera sostenible, aplicando un modelo de economía circular dentro de las biorrefinerías de biodiésel.

El método se apoya en la acción combinada de dos microorganismos. En una primera fase, una cepa de Escherichia coli, diseñada con técnicas de ingeniería metabólica y biología de sistemas, transforma el glicerol -compuesto generado en grandes cantidades durante la fabricación de biodiésel- en ácido málico mediante fermentación oscura. En la segunda etapa, la bacteria Rhodobacter capsulatus emplea ese ácido málico como sustrato para generar hidrógeno a través de fotofermentación.

Los resultados obtenidos en los microbiorreactores de última generación del Instituto de Investigación de Biomoléculas (INBIO) de la UCA han arrojado cifras relevantes. El catedrático Jorge Bolívar, autor principal del trabajo, destacó que "esto supone la mayor concentración reportada producido en bacterias usando glicerol como fuente de carbono. Además, comprobamos que, este sistema puede funcionar, al menos, por un periodo de 72 horas, llegándose a duplicar la producción de ácido málico con la misma concentración". En concreto, los científicos alcanzaron concentraciones cercanas a 11 gramos por litro de ácido málico en aproximadamente 24 horas, y el sistema mantuvo su rendimiento durante al menos 72 horas.

Biodiésel e hidrógeno en una misma planta

Una de las aportaciones más significativas de la investigación reside en la posibilidad de integrar la producción de biodiésel y la obtención de hidrógeno en una misma instalación. Bolívar explicó que "de esta forma, el sistema que hemos diseñado posibilita que, en una misma factoría, se pueda producir biodiésel y con los desechos de fabricación, el glicerol crudo, obtener hidrógeno como fuente de energía".

Otro aspecto que abarata y agiliza el procedimiento es que no resulta necesario purificar el ácido málico antes de la segunda etapa. El investigador Antonio Valle, coautor del trabajo, subrayó que "esto simplifica el proceso y reduce costes, lo que facilita su aplicación industrial". Valle añadió, además, que "este proceso es incluso más eficiente que usar glicerol puro", lo que refuerza su viabilidad con residuos industriales sin tratar.

El reto global del hidrógeno sostenible

El hidrógeno está considerado uno de los combustibles con mayor potencial para la transición energética, ya que su utilización no genera emisiones de dióxido de carbono. No obstante, la realidad del sector es bien distinta. Valle contextualizó la relevancia del avance al señalar que "sin embargo, gran parte del hidrógeno que se produce actualmente en el mundo se obtiene a partir de combustibles fósiles. Por ello, el desarrollo de métodos sostenibles para generarlo constituye uno de los grandes retos de la investigación energética".

El procedimiento desarrollado en la UCA contribuye asimismo a dar salida a un residuo cuya gestión supone un problema ambiental creciente. La industria del biodiésel genera anualmente más de 50 millones de toneladas de glicerol en todo el mundo. Bolívar recordó que "actualmente es uno de los principales residuos de las biorrefinerías de biodiésel y, aunque puede tener diferentes usos industriales, su acumulación representa un desafío para la sostenibilidad del sector".

Financiación y nuevas líneas de trabajo

La investigación ha contado con financiación de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía y de la Cátedra Fundación Cepsa. El equipo reconoce que es necesario seguir trabajando para optimizar el rendimiento del sistema y evaluar su viabilidad a escala industrial.

En paralelo, los investigadores de la UCA exploran ya un sistema equivalente orientado a la revalorización del bagazo de cerveza como materia prima para la producción de hidrógeno, una línea en la que colabora la profesora Gema Cabrera, del área de Ingeniería Química de la universidad gaditana. Ambas vías abren perspectivas prometedoras para convertir residuos abundantes en fuentes de energía limpia, un avance con implicaciones directas para el conjunto de Andalucía en su camino hacia un modelo energético más sostenible.