miércoles, febrero 28, 2024
 

‘Vinicultura Energética’: desentrañando la energía del futuro a través del vino

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En la incansable búsqueda de soluciones sostenibles, el hidrógeno verde se erige como una pieza clave en el rompecabezas de la transición hacia un futuro energético más limpio y eficiente. Este gas, producido mediante procesos respetuosos con el medio ambiente, destaca como un candidato prometedor para catalizar la descarbonización en distintos sectores y contrarrestar los efectos del cambio climático.

Aunque el hidrógeno ha sido un actor conocido en la escena energética, el enfoque actual en el hidrógeno verde adquiere particular relevancia. A diferencia de su contraparte convencional, se distingue por obtenerse a partir de fuentes renovables, incluida la biomasa, agregando un componente biológico a su impacto ambiental positivo. Este enfoque innovador aprovecha materiales orgánicos, como residuos agrícolas o forestales, para generar un hidrógeno libre de emisiones de carbono durante su proceso de producción.

Trabajando en la búsqueda de fuentes abundantes y asequibles, un equipo de investigación de las universidades de Jaén (España) y São Paulo (Brasil) ha demostrado que el hidrógeno puede obtenerse a partir de  de vid mediante un proceso innovador que no utiliza combustibles fósiles ni emite contaminantes. Con este trabajo, logran dar un nuevo valor a los residuos de la industria vinícola, al tiempo que crean energía respetuosa con el medio ambiente.

Casi el 93% de los residuos producidos durante la cosecha de uvas son desechos, es decir, los sarmientos de vid, que hasta ahora se utilizaban para producir abono orgánico o leña. Sin embargo, desde hace algunos años, los investigadores buscan alternativas para aprovechar estos desechos que podrían ser muy atractivos para otras industrias, como la farmacéutica o cosmética, debido al alto contenido de lignina, de la cual se pueden obtener compuestos con propiedades antioxidantes.

Además, la fermentación de la biomasa produce otros productos, como el hidrógeno, que se utiliza como combustible, según describen estos expertos en su artículo «Estrategias de pretratamiento de sarmientos de vid para mejorar la producción de hidrógeno y la redistribución de metabolitos en Clostridium butyricum», publicado en la revista Industrial Crops and Products, donde confirman que el pretratamiento biológico de los sarmientos con una enzima es la mejor opción para iniciar la producción a escala industrial.

A diferencia de otros tratamientos que emplean reactivos químicos o físicos, este proceso es más respetuoso con el medio ambiente, ya que no requiere reciclaje de residuos y no libera compuestos tóxicos. «Además, aumenta la producción de hidrógeno hasta casi un 250% en comparación con otros métodos de pretratamiento», afirmó Juan Miguel Romero-García, uno de los autores del artículo.

De esta manera, los expertos abren nuevas líneas de estudio para generar energía limpia a partir de la biomasa de sarmientos de vid utilizando un método limpio y sostenible, un sistema que no requiere reactivos químicos que luego deben gestionarse como residuos, ni un alto consumo de energía en el proceso.

Química y física versus biología

El proceso de degradación de los sarmientos de vid puede ser de diferentes tipos. El método físico implica la explosión de vapor de biomasa, lo que requiere un alto consumo de energía. El sistema químico, por otro lado, añade compuestos como el etanol, que pueden generar residuos contaminantes.

Finalmente, el método biológico introduce enzimas como la lacasa, que separan los compuestos. Estos procedimientos logran la descomposición de la lignina y la alteración de la celulosa en la fibra vegetal, lo que provoca la liberación de azúcares.

Posteriormente, se introduce un microorganismo llamado Clostridium butyricum, que fermenta la masa obtenida y produce ácidos orgánicos, además de hidrógeno, específicamente ácido butírico y ácido acético, ambos altamente demandados por las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica.

Los expertos compararon los niveles de hidrógeno, lignina y estos ácidos obtenidos con cada uno de estos métodos y concluyeron que el sistema basado en el proceso biológico es el que produce el combustible más verde.

Al mismo tiempo, también compararon estos resultados aplicando hidrólisis enzimática para descomponer la estructura molecular y producir azúcares antes de la fermentación. En este caso, el método que ha mostrado el mayor rendimiento ha sido el que sometió los sarmientos de vid a un tratamiento químico.

Los investigadores proponen ahora continuar sus estudios para llevar a cabo una evaluación tecnoeconómica y ambiental del proceso. El siguiente paso que pretenden emprender es el análisis del impacto ambiental del ensamblaje a gran escala de estas instalaciones y la viabilidad económica de desarrollar una biorrefinería basada en sarmientos de vid.

 
 
 

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