¿Y si los residuos que genera una cerveza pudieran convertirse en hidrógeno verde? Eso es precisamente lo que demostró un equipo de investigadoras de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y la Universidad de Cádiz (UCA) en un estudio recientemente publicado.
El trabajo explora la fermentación oscura, un proceso biológico en el que microorganismos degradan materia orgánica en ausencia de oxígeno y producen hidrógeno como subproducto.
La novedad de esta investigación reside en la combinación de dos residuos industriales de la cerveza habitualmente tratados por separado: las aguas residuales de la industria cervecera y los lodos generados en las plantas depuradoras de aguas urbanas.
En un contexto donde la transición energética exige diversificar las fuentes de energía limpia, la fermentación oscura de residuos industriales emerge como una vía técnicamente viable y ambientalmente sostenible.
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Dos residuos, un combustible
El equipo, compuesto por dos investigadoras de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial (ETSIDI) de la UPM y tres de la Facultad de Ciencias de Mar y Ambientales de la UCA, se planteó una hipótesis sencilla pero prometedora: ¿se complementan estos dos residuos mejor de lo que lo harían por separado?
Para responder a esta pregunta, el equipo probó distintas mezclas de ambos sustratos en condiciones termofílicas (a 55 °C) y realizó un hallazgo clave. Aunque la mayor cantidad total de hidrógeno se obtuvo utilizando exclusivamente agua residual de la cerveza, la mezcla a partes iguales (50%) de ambos residuos fue la que logró la mayor velocidad de producción.
Además, esta combinación al 50% generó las concentraciones más altas de ácidos grasos volátiles, compuestos con alto valor añadido que pueden utilizarse en la fabricación de bioplásticos u otros productos químicos de interés industrial.
De este modo, el proceso no solo produce hidrógeno renovable, sino que también genera coproductos de valor comercial que mejoran la viabilidad económica del sistema.
Producción e implicaciones prácticas
Otro hallazgo relevante del estudio es el patrón que sigue la producción de hidrógeno a lo largo del tiempo. Este combustible renovable no se genera de forma continua, sino en dos etapas sucesivas, probablemente asociadas a diferentes rutas metabólicas que los microorganismos activan de forma secuencial.
Para entender y predecir mejor este comportamiento, el equipo utilizó un modelo matemático que reprodujo con gran precisión los resultados observados en los experimentos. Gracias a ello, será posible calcular y mejorar este proceso de forma más fiable en futuras aplicaciones a escala industrial.
Más allá de los resultados técnicos, este trabajo tiene implicaciones prácticas relevantes. La industria de la cerveza genera millones de metros cúbicos de aguas residuales al año, y las plantas depuradoras urbanas producen lodos en cantidades enormes, ambos con un tratamiento costoso.
«Integrar estos flujos residuales en una estrategia conjunta de valorización energética supone avanzar hacia una economía circular real, es decir, convertir un problema de gestión de residuos en una oportunidad para producir hidrógeno renovable«, señaló Vanessa Ripoll, una de las investigadoras del equipo.
Sinergias con otras investigaciones españolas
Esta investigación se suma a otros avances significativos en el ámbito español. Un equipo internacional de científicos, con participación de la Universidad de Málaga (UMA) junto con expertos de Vietnam, Corea del Sur, India y Taiwán, desarrolló un modelo basado en inteligencia artificial (IA) que permite optimizar la producción de hidrógeno verde a partir de aguas residuales.
Tradicionalmente, la producción de hidrógeno verde se basa en la electrólisis del agua utilizando electricidad renovable, pero una de las limitaciones que enfrenta esta ruta es la cantidad de agua potable requerida, un recurso que en muchas regiones ya está bajo presión por la sequía.
La investigación propone una solución innovadora: utilizar aguas residuales urbanas y agrícolas como fuente alternativa.
Mediante la aplicación de IA, se puede analizar y optimizar las condiciones del proceso, mejorando la eficiencia con que estas aguas pueden convertirse en hidrógeno renovable sin competir por recursos hídricos limpios.
El proyecto ha recibido financiación de la empresa ACOSOL, la Fundación Unicaja y la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España.
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