Un equipo de la Universidad de Cádiz demuestra en laboratorio un sistema para obtener hidrógeno a partir de bacterias y residuos de biodiésel, reutilizando glicerol en un proceso basado en la economía circular.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Cádiz (UCA) ha desarrollado un proceso biotecnológico que permite producir hidrógeno a partir de bacterias y residuos de biodiésel. El sistema, probado a escala de laboratorio, reutiliza glicerol —un subproducto abundante en la fabricación de biodiésel— para generar este biogás mediante la acción secuencial de dos microorganismos.
El trabajo ha sido realizado por el grupo de Biotecnología Molecular del área de Bioquímica y Biología Molecular de la UCA y sus resultados han sido publicados en la revista científica «Microbial Cell Factories». 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 proceso se basa en la utilización de dos bacterias. En una primera fase, una cepa modificada de «Escherichia coli» transforma el glicerol en ácido málico mediante fermentación oscura, un procedimiento que no requiere luz. El glicerol empleado procede de los residuos generados en la producción de biodiésel, donde se acumulan grandes cantidades de este compuesto.
Según explica el catedrático de la UCA y autor del estudio Jorge Bolívar, los investigadores diseñaron una cepa de «E. coli» capaz de convertir de forma eficiente el glicerol en ácido málico, algo que esta bacteria no realiza de manera natural. Para ello aplicaron técnicas de ingeniería metabólica y biología de sistemas.
En esta fase, el equipo logró concentraciones cercanas a 11 gramos por litro de ácido málico en unas 24 horas. Además, comprobaron que el sistema puede mantenerse activo al menos durante 72 horas, duplicando la producción con la misma concentración inicial.
En una segunda etapa, el ácido málico obtenido se utiliza como sustrato para la bacteria «Rhodobacter capsulatus», que produce hidrógeno mediante fotofermentación. En este proceso, la energía de la luz impulsa reacciones biológicas que generan el biogás.
Una de las novedades del sistema es que no requiere purificar el ácido málico antes de su uso en la segunda fase. Según el investigador Antonio Valle, coautor del estudio, la bacteria fotosintética puede aprovechar directamente los compuestos presentes en el medio de fermentación, lo que simplifica el procedimiento y reduce costes, facilitando una posible aplicación industrial.
Los ensayos se han llevado a cabo con microbiorreactores del Instituto de Investigación de Biomoléculas (INBIO) de la UCA, que permiten monitorizar y controlar parámetros como la temperatura, el oxígeno y el pH durante el proceso.
El hidrógeno está considerado un vector energético con potencial en la transición hacia modelos energéticos con menos emisiones, ya que su uso no genera dióxido de carbono. Sin embargo, gran parte del hidrógeno producido actualmente procede de combustibles fósiles, lo que limita su impacto ambiental positivo.
En este contexto, la producción de hidrógeno a partir de bacterias y residuos de biodiésel se plantea como una alternativa basada en la economía circular. Cada año se generan más de 50 millones de toneladas de glicerol en el mundo como residuo de las biorrefinerías de biodiésel. Aunque tiene aplicaciones industriales, su acumulación supone un reto para la sostenibilidad del sector.
El sistema desarrollado por la UCA permitiría, en una misma instalación, producir biodiésel y aprovechar el glicerol sobrante para generar hidrógeno, revalorizando así un subproducto industrial.
Los investigadores subrayan que aún es necesario optimizar el rendimiento y evaluar la viabilidad del proceso a gran escala. Paralelamente, el equipo trabaja en colaboración con la profesora Gema Cabrera, del área de Ingeniería Química de la UCA, en un sistema similar para obtener hidrógeno a partir del bagazo de cerveza, otro residuo industrial.
El estudio supone un avance en la investigación energética desarrollada en la provincia de Cádiz y refuerza el papel de la Universidad de Cádiz en el ámbito de la biotecnología aplicada a la transición energética.
